CN114005240A - 一种复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一种复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统，包括以下步骤；对复杂建筑三维可视建模；在建筑内设置多个火灾报警终端，并将火灾报警终端的位置输入电子地图中；每台火灾报警终端上放置一台逃生指示无人机，无人机以物联网形式接受后台统一派遣指挥；发生火灾时，火灾报警终端获取起火点信息，所处位置无人机启动拍摄现场情况反馈至后台数据处理器；无人机拍摄跟随逃生人群，并定位逃生人群位置与火灾报警终端识别到的被困群众叠加，未被双重覆盖的被困群众将再指派距离最近的无人机进行救援。保障了火灾现场无被困人员被遗漏，高效合理规划逃生路线，对人员进行精确引导，为复杂建筑体内人员安全疏散提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统。
背景技术
随着社会的不断发展，城市密度不断提高，各式各样的高楼大厦在城市间矗立。在改善我们生活环境，加快经济发展速度的同时也埋下了更多的安全隐患。这些高楼大厦内部结构复杂且多样多变，人群密度较高且逃生路线复杂。当复杂建筑体内发生火灾时，目前传统的逃生指示方式为指示牌指路。然而对于复杂建筑体内众多逃生人群来说，起火点位置不明确，盲目按照逃生指示易造成逃生现场混乱，甚至误入火灾危险区域置于更加危险的处境中。同时传统的指示方式不够直观明确，易造成人员恐慌而导致踩踏事故等问题发生。
消防安全一直是民生的焦点，其不仅关系到巨大的财产损失也关系到人民的生命安全，对于发生火灾时安全，快速，有序的逃生是保障人民生命安全的第一步，需要更加高效安全解决的问题。
除常规逃生指引方式外，虽然目前社会上也提出了各种类型的火灾逃生指示系统的概念，但究其原理，大都采用与区域内用户手机连通来进行逃生导航通知等形式，此类方式不仅对于个人用户数据隐私需要一定权限外，还对于区域内群众智能设备有较高的要求，无法顾及老年及儿童群体的人身安全。因此如何设计和研发一套安全、快速、精确、适用于复杂建筑体内各个群体逃生需要的逃生系统成为业界的难题。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足提供一种复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统，包括以下步骤：
第一步：对复杂建筑进行三维可视化建模，并融入电子地图；
第二步：在复杂建筑内设置多个火灾报警终端，多个火灾报警终端可覆盖建筑整体，并将火灾报警终端位置输入电子地图中；
第三步：每个火灾报警终端上放置一台逃生指示无人机，并在每层放置无人机储存舱，舱内放置若干台备用逃生指示无人机；无人机群在工作时，通过物联网的形式连接且受后台统一指挥派遣；
第四步：发生火警时，后台数据处理服务器接收火灾报警终端的报警信息，并获取执行报警动作的火灾报警终端的位置信息；处于此火灾报警终端的无人机运行并拍摄起火点图像信息反馈后台数据处理服务器
第五步：区域内所有火灾报警终端利用内置的红外生命探测装置，扫描整个建筑体内疑似逃生人群，并实时更新逃生者的定位位置信息，在后台数据处理服务器显示
第六步：后台数据服务器叠加建筑信息，规划被困人群的逃生路线，并派遣距离被困人群最近的无人机，对被困人群进行指引；
第七步：无人机根据服务器规划的逃生路径，投影逃生指示箭头并用语音指引所映射区域内的被困人群正确逃生；
第八步：各个无人机拍摄跟随其逃生人群，并识别出跟随逃生个体，基于元数据处理方法计算出跟随该无人机逃生人群每个个体在建筑体内的实时定位；
第九步：各个无人机群将跟随逃生人群实时定位上传至后台数据处理服务器并与火灾报警终端识别的整个建筑体内的逃生人群的数据重叠计算；
第十步：被报警终端识别而未被无人机拍照覆盖的逃生人员将派出距离其最近的无人机对其进行逃生路线指引。
进一步，所述第二步中火灾报警终端包含烟雾报警装置，气动感应模块及红外生命探测装置。
进一步，所述第三步中无人机群包含GPS定位模块，摄像头，喇叭及投影装置。
进一步，所述第六步中所述路径规划模块，用于将建筑内楼层、通道、楼梯信息进行空间分析，将火点位置信息、相关人员位置信息、逃生通道、防火门的GIS信息进行地统计学分析，完成数据提取、分析、路径拟合、寻找最优路径，并将路径发送至无人机。
进一步，所述第七步中所述逃生指示无人机包含投影装置及喇叭，逃生指示无人机在工作时在前方引导逃生人群前进方向同时在地面投影出绿色的逃生指示箭头，并用语音播放正确逃生姿势，缓解逃生者焦虑情绪，避免冲撞发生踩踏事故。
进一步，所述第八步中所述无人机内包含元数据处理模块，视频定位模块，数据管理模块；所述元数据处理模块实时接收无人机传回的飞行数据及载荷数据，并从中提取元数据信息，所述元数据信息包括：无人机的经纬度，高度，俯仰角，方位角，侧滚角，云台的仰俯角和方位角，以及视频的分辨率，传感器的水平视场角和垂直视场角；所述高程数据管理模块根据无人机的飞行轨迹动态加载并缓存目标及其周边区域的DEM高程数据，将DEM高程数据转换到地心坐标系；所述视频定位模块对接收到的视频帧，对视频帧中逃生人群进行标记识别，根据其时间戳查询该视频帧前后的元数据，并通过插值获得当前视频帧所对应的元数据信息；再利用元数据信息计算视场中心角度，并进行坐标转换，在地心坐标系下计算视轴线与高程数据的交点得到视场中心的经度，纬度及高度，实现对视频帧中框选目标逃生人群的定位；并结合无人机在建筑体内的位置，实时跟进无人机所引导的逃生人群的位置，并将定位反馈至后台数据处理中心并显示控制终端。
本发明在复杂建筑体内，在保障火灾警情上报与精准定位的同时，能够间接获得人员相关信息，并通过无人机对人员疏散进行精确指引，同时做到了将环境、事件、人物、设备纳入信息化系统，实现了人员疏散及灭火指引智能化、火点及周边的信息的可视化，为高大地化这类建筑人员的安全疏散提供了保障。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本发明。
实施例：如图1所示，为本发明所述的一种在复杂建筑体内，基于无人机群的火灾逃生疏散指示系统，具体包括以下步骤：
步骤1：对复杂建筑进行三维可视化建模，并融入电子地图；
步骤2：在复杂建筑内设置多个火灾报警终端，多个火灾报警终端可覆盖建筑整体，并将火灾报警终端位置输入电子地图中；
步骤3：每个火灾报警终端上放置一台逃生指示无人机，并在每层放置无人机储存舱，舱内放置若干台备用逃生指示无人机。无人机群在工作时，通过物联网的形式连接且受后台统一指挥派遣。
步骤4：发生火警时，后台数据处理服务器接收火灾报警终端的报警信息，并获取执行报警动作的火灾报警终端的位置信息；处于此火灾报警终端的无人机运行并拍摄起火点图像信息反馈后台数据处理服务器
步骤5：区域内所有火灾报警终端利用内置的红外生命探测装置，扫描整个建筑体内疑似逃生人群，并实时更新逃生者的定位位置信息，在后台数据处理服务器显示
步骤6：后台数据服务器叠加建筑信息，规划被困人群的逃生路线，并派遣距离被困人群最近的无人机，对被困人群进行指引；
步骤7：无人机根据服务器规划的逃生路径，投影逃生指示箭头并用语音指引所映射区域内的被困人群正确逃生。
步骤8：各个无人机拍摄跟随其逃生人群，并识别出跟随逃生个体，基于元数据处理方法计算出跟随该无人机逃生人群每个个体在建筑体内的实时定位。
步骤9：各个无人机群将跟随逃生人群实时定位上传至后台数据处理服务器并与火灾报警终端识别的整个建筑体内的逃生人群的数据重叠计算。
步骤10：被报警终端识别而未被无人机拍照覆盖的逃生人员将派出距离其最近的无人机对其进行逃生路线指引。
本实例中，一种在复杂建筑体内的灭火指引及人员疏散的系统，根据上述的在复杂建筑体内的灭火指引及人员疏散的方法，本系统包括火灾报警终端，后台数据处理器，及逃生指示无人机群；
本实例中，火灾报警终端包含烟雾报警装置，气动感应模块，摄像头及红外生命探测装置，用于确认起火点位置并向后台反馈烟雾浓度，及火灾现场视频资料辅助判断起火原因，预判火势，火灾走势及火灾程度，探测区域内逃生人群并转化为位置信息在电子地图中实时跟进标注。
本实例中，所述无人机内包含元数据处理模块，视频定位模块，数据管理模块。用于对被困人员逃生路线进行指引，同时实时跟进无人机所引导的逃生人群的位置，并将定位反馈至后台数据处理中心并显示控制终端。
在本实例中，服务器叠加建筑体三位信息库，基于火灾级别、气动感应信息，路径信息、楼梯、防火门、无烟区域进行统计学分析，根据路径起点和终点，进行路径规划，同时将距离、防火门、通道宽度、通道高度、通道内的烟雾浓度信息等列为权重因子，将每段路径得分相加后，算出分值最高路径作为最优路径，可参考的公式为其中1～n为起点到终点规划中的路段数，A1为该路段基础评分值，M1为该路段一个权重值，N1为该路段标准权重值，K1为这个权重值的权重系数，如M1-N1＜0则该路径不得分，无该路段规划结果；例如，A1是某个道路基础值，宽5米高5米的通道加入是5分，那么3米通道宽度可能是2分。
本实例中，在复杂建筑体内，在保障火灾警情上报与精准定位的同时，能够间接获得人员相关信息，并通过无人机对人员疏散进行精确指引，同时做到了将环境、事件、人物、设备纳入信息化系统，实现了人员疏散及灭火指引智能化、火点及周边的信息的可视化，为高大地化这类建筑人员的安全疏散提供了保障。
Claims (6)
1.一种复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：对复杂建筑进行三维可视化建模，并融入电子地图；
第二步：在复杂建筑内设置多个火灾报警终端，多个火灾报警终端可覆盖建筑整体，并将火灾报警终端位置输入电子地图中；
第三步：每个火灾报警终端上放置一台逃生指示无人机，并在每层放置无人机储存舱，舱内放置若干台备用逃生指示无人机；无人机群在工作时，通过物联网的形式连接且受后台统一指挥派遣；
第四步：发生火警时，后台数据处理服务器接收火灾报警终端的报警信息，并获取执行报警动作的火灾报警终端的位置信息；处于此火灾报警终端的无人机运行并拍摄起火点图像信息反馈后台数据处理服务器
第五步：区域内所有火灾报警终端利用内置的红外生命探测装置，扫描整个建筑体内疑似逃生人群，并实时更新逃生者的定位位置信息，在后台数据处理服务器显示
第六步：后台数据服务器叠加建筑信息，规划被困人群的逃生路线，并派遣距离被困人群最近的无人机，对被困人群进行指引；
第七步：无人机根据服务器规划的逃生路径，投影逃生指示箭头并用语音指引所映射区域内的被困人群正确逃生；
第八步：各个无人机拍摄跟随其逃生人群，并识别出跟随逃生个体，基于元数据处理方法计算出跟随该无人机逃生人群每个个体在建筑体内的实时定位；
第九步：各个无人机群将跟随逃生人群实时定位上传至后台数据处理服务器并与火灾报警终端识别的整个建筑体内的逃生人群的数据重叠计算；
第十步：被报警终端识别而未被无人机拍照覆盖的逃生人员将派出距离其最近的无人机对其进行逃生路线指引。
2.按权利要求1所述的复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统，其特征在于，所述第二步中火灾报警终端包含烟雾报警装置，气动感应模块及红外生命探测装置。
3.按权利要求1或2所述的复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统，其特征在于，所述第三步中无人机群包含GPS定位模块，摄像头，喇叭及投影装置。
4.按权利要求1或2所述的复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统，其特征在于，所述第六步中所述路径规划模块，用于将建筑内楼层、通道、楼梯信息进行空间分析，将火点位置信息、相关人员位置信息、逃生通道、防火门的GIS信息进行地统计学分析，完成数据提取、分析、路径拟合、寻找最优路径，并将路径发送至无人机。
5.按权利要求1或2所述的复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统，其特征在于，所述第七步中所述逃生指示无人机包含投影装置及喇叭，逃生指示无人机在工作时在前方引导逃生人群前进方向同时在地面投影出绿色的逃生指示箭头，并用语音播放正确逃生姿势，缓解逃生者焦虑情绪，避免冲撞发生踩踏事故。
6.按权利要求1或2所述的复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统，其特征在于，所述第八步中所述无人机内包含元数据处理模块，视频定位模块，数据管理模块；所述元数据处理模块实时接收无人机传回的飞行数据及载荷数据，并从中提取元数据信息，所述元数据信息包括：无人机的经纬度，高度，俯仰角，方位角，侧滚角，云台的仰俯角和方位角，以及视频的分辨率，传感器的水平视场角和垂直视场角；所述高程数据管理模块根据无人机的飞行轨迹动态加载并缓存目标及其周边区域的DEM高程数据，将DEM高程数据转换到地心坐标系；所述视频定位模块对接收到的视频帧，对视频帧中逃生人群进行标记识别，根据其时间戳查询该视频帧前后的元数据，并通过插值获得当前视频帧所对应的元数据信息；再利用元数据信息计算视场中心角度，并进行坐标转换，在地心坐标系下计算视轴线与高程数据的交点得到视场中心的经度，纬度及高度，实现对视频帧中框选目标逃生人群的定位；并结合无人机在建筑体内的位置，实时跟进无人机所引导的逃生人群的位置，并将定位反馈至后台数据处理中心并显示控制终端。
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| CN202110649970.4A CN114005240A (zh) | 2021-06-10 | 2021-06-10 | 一种复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| CN114005240A true CN114005240A (zh) | 2022-02-01 |
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Family Applications (1)
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| CN202110649970.4A Pending CN114005240A (zh) | 2021-06-10 | 2021-06-10 | 一种复杂建筑体内基于无人机群的火灾逃生指引系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN114005240A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116698044A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-09-05 | 北京共创晶桔科技服务股份有限公司 | 一种无人机导航方法及系统 |
-
2021
- 2021-06-10 CN CN202110649970.4A patent/CN114005240A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116698044A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-09-05 | 北京共创晶桔科技服务股份有限公司 | 一种无人机导航方法及系统 |
| CN116698044B (zh) * | 2023-08-01 | 2023-12-08 | 内蒙古科比特航空科技有限公司 | 一种无人机导航方法及系统 |
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