CN114042277B - 用于消防机器人的方法、控制器和消防机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种用于消防机器人的方法、控制器和消防机器人，所述用于消防机器人的方法包括：获取所述消防机器人的工况信息；根据所述工况信息确定所述消防机器人的工作状态；获取所述消防机器人所处地面的坡角；以及根据所述工作状态和所述坡角执行安全措施。本发明实施例可以实现既能保证消防机器人的设备安全又能实现快速行驶的安全控制策略，解决现有技术中消防机器人只能保持低速状态行驶以保证设备安全的技术问题。

Description

用于消防机器人的方法、控制器和消防机器人
技术领域
本发明涉及消防机器人技术领域，具体地涉及一种用于消防机器人的方法、控制器和消防机器人。
背景技术
消防机器人能代替救援人员进入危险事故现场，并对灾害事故进行处置。现有消防机器人一般只能保持低速状态行驶，速度过快且爬坡度越高，无法保证设备安全。针对以上问题，本发明提出一种既能使设备快速行驶，又能确保设备安全的控制系统方法。因此，急需提出一种技术方案来解决现有技术中的上述技术问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种用于消防机器人的方法、控制器和消防机器人，解决现有技术中消防机器人只能保持低速状态行驶以保证设备安全的技术问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于消防机器人的方法，包括：获取消防机器人的工况信息；根据工况信息确定消防机器人的工作状态；获取消防机器人所处地面的坡角；以及根据工作状态和坡角执行安全措施。
在本发明实施例中，根据工作状态和坡角执行安全措施，包括：在工作状态为作业状态的情况下：如果坡角未超过第一预设角度，则将消防机器人的速度限制为不超过第一设定速度；以及如果坡角超过第一预设角度，则控制消防机器人停止行驶。
在本发明实施例中，根据工作状态和坡角执行安全措施，包括：在工作状态为非作业状态的情况下：如果坡角未超过第二预设角度，则将消防机器人的速度限制为不超过第二设定速度；以及如果坡角超过第二预设角度，则将消防机器人的速度限制为不超过第三设定速度，其中第三设定速度小于第二设定速度。
在本发明实施例中，第二设定速度大于第一设定速度。
在本发明实施例中，第三预设速度为第一预设速度的三分之一。
在本发明实施例中，第二预设角度大于第一预设角度。
在本发明实施例中，根据工作状态和坡角执行安全措施，还包括：在工作状态为作业状态的情况下：如果坡角超过第一预设角度，则响应用户解除作业状态请求，控制消防机器人解除作业状态。
在本发明实施例中，根据工作状态和坡角执行安全措施，还包括：在工作状态为作业状态的情况下：如果坡角超过第一预设角度，则响应用户强制动作请求，控制消防机器人执行强制动作。
在本发明实施例中，工况信息包括以下中的至少一者：消防机器人的排烟机马达控制阀的开闭状态；消防机器人的水炮出水控制阀的开闭状态；消防机器人的排烟机喷雾控制阀的开闭状态；消防机器人的机身喷淋控制阀的开闭状态；消防机器人的液压卷扬控制阀的开闭状态；以及消防机器人的臂架的状态。
在本发明实施例中，根据工况信息确定消防机器人的工作状态，包括：在出现以下状态中任意一种状态的情况下，确定工作状态为作业状态：排烟机马达控制阀未关闭；水炮出水控制阀未关闭；排烟机喷雾控制阀未关闭；机身喷淋控制阀未关闭；液压卷扬控制阀未关闭；以及臂架处于举升状态。
本发明第二方面提供一种控制器，被配置成执行前述实施例的用于消防机器人的方法。
本发明第三方面提供一种消防机器人，包括：前述实施例的控制器。
本发明前述实施例通过其技术方案可以实现既能保证消防机器人的设备安全又能实现快速行驶的安全控制策略，解决现有技术中消防机器人只能保持低速状态行驶以保证设备安全的技术问题。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明实施例的用于消防机器人的方法100的流程示意图；以及
图2是本发明实施例的用于消防机器人的方法的一种具体执行过程的示例。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
需要说明，若本申请实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
如图1所示，在本发明实施例中，提供一种用于消防机器人的方法100，包括以下步骤：
步骤S110：获取消防机器人的工况信息。具体地，工况信息例如包括以下中的至少一者：消防机器人的排烟机马达控制阀的开闭状态；消防机器人的水炮出水控制阀的开闭状态；消防机器人的排烟机喷雾控制阀的开闭状态；消防机器人的机身喷淋控制阀的开闭状态；消防机器人的液压卷扬控制阀的开闭状态；以及消防机器人的臂架的状态。
步骤S130：根据工况信息确定消防机器人的工作状态。
步骤S150：获取消防机器人所处地面的坡角。消防机器人所处地面的坡角例如为消防机器人的爬坡角度。以及
步骤S170：根据工作状态和坡角执行安全措施。
本发明实施例的用于消防机器人的方法100的各个步骤例如为实时进行的，也即实时的获取消防机器人的工况信息和所处地面的坡角，然后根据实时获取的工况信息去判断消防机器人的工作状态，根据工作状态和坡角去执行安全措施。
具体地，根据工况信息确定消防机器人的工作状态也即步骤S130例如包括：在出现以下状态中任意一种状态的情况下，确定工作状态为作业状态：排烟机马达控制阀未关闭；水炮出水控制阀未关闭；排烟机喷雾控制阀未关闭；机身喷淋控制阀未关闭；液压卷扬控制阀未关闭；以及臂架处于举升状态。也即，只要有排烟机马达控制阀未关闭、水炮出水控制阀未关闭、排烟机喷雾控制阀未关闭、机身喷淋控制阀未关闭、液压卷扬控制阀未关闭、臂架处于举升状态中的任何一个条件满足的情况下，不管是不是还有其他条件满足，都会确定工作状态为作业状态。
另外值得一提的是，如果确定消防机器人的工作状态不是作业状态，则消防机器人的工作状态就是非作业状态。也即在未出现以上状态：排烟机马达控制阀未关闭、水炮出水控制阀未关闭、排烟机喷雾控制阀未关闭、机身喷淋控制阀未关闭、液压卷扬控制阀未关闭、臂架处于举升状态中任意一种状态的情况下，确定工作状态为非作业状态。换句话说，也即在同时满足：排烟机马达控制阀关闭、水炮出水控制阀关闭、排烟机喷雾控制阀关闭、机身喷淋控制阀关闭和液压卷扬控制阀关闭、臂架处于非举升状态的情况下，确定工作状态为非作业状态。
具体地，根据工作状态和坡角执行安全措施也即步骤S170例如包括：在工作状态为作业状态的情况下：如果坡角未超过第一预设角度，则将消防机器人的速度限制为不超过第一设定速度。以及如果坡角超过第一预设角度，则控制消防机器人停止行驶。以消防机器人处于爬坡状态为例，在消防机器人的工作状态为作业状态的情况下，设置的与作业状态对应的安全爬坡角度阈值为第一预设角度，在未超过与作业状态对应的安全爬坡角度阈值的情况下，限速为第一设定速度，超过与作业状态对应的安全爬坡角度阈值的情况下，限速为0，也即消防机器人停止行驶，也即不移动，此时消防机器人例如还可以执行除了移动之外的其它动作。
具体地，根据工作状态和坡角执行安全措施也即步骤S170例如包括：在工作状态为非作业状态的情况下：如果坡角未超过第二预设角度，则将消防机器人的速度限制为不超过第二设定速度；以及如果坡角超过第二预设角度，则将消防机器人的速度限制为不超过第三设定速度，其中第三设定速度小于第二设定速度。换句话说，在消防机器人的工作状态为非作业状态的情况下，设置的与非作业状态对应的安全爬坡角度阈值为第二预设角度，在未超过与非作业状态对应的安全爬坡角度阈值的情况下，限速为第二设定速度，超过与非作业状态对应的安全爬坡角度阈值的情况下，限速为第三设定速度。
具体地，第二预设角度例如大于第一预设角度，也即与非作业状态对应的安全爬坡角度大于与作业状态对应的安全爬坡角度。
第二设定速度例如大于第一设定速度，也即在未超过与工作状态对应的安全爬坡角度的情况下，非作业状态下对消防机器人的限速大于作业状态下对消防机器人的限速。
第三预设速度例如小于第二预设速度。更具体地，第三预设速度例如为第一预设速度的三分之一。当然，本发明实施例并不局限于此。
进一步地，根据工作状态和坡角执行安全措施也即步骤S170例如还包括：在工作状态为作业状态的情况下：如果坡角超过第一预设角度，则响应用户解除作业状态请求，控制消防机器人解除作业状态。具体例如可以在工作状态为作业状态的情况下，且坡角超过对应的安全爬坡角度阈值也即第一预设角度，控制消防机器人停止行驶之后，可以由用户发出解除作业状态请求，响应该请求去解除作业状态，具体的请求例如可以是消除导致确定消防机器人的工作状态为作业状态的原因对应的请求，以使得消防机器人解除作业状态也即不再处于作业状态而是处于非作业状态。具体可以是请求关闭排烟机马达控制阀、关闭水炮出水控制阀、关闭排烟机喷雾控制阀、关闭机身喷淋控制阀、关闭液压卷扬控制阀、控制臂架处于非举升状态中的任意一种或多种。用户例如为消防机器人的操作人员例如消防员，当然，本发明实施例并不局限于此，解除作业状态例如还可以进一步包括对消防机器人爬坡角度的控制，具体例如控制消防机器人行驶或者退回到爬坡角度比较小的区域。
进一步地，根据工作状态和坡角执行安全措施也即步骤S170例如还包括：在工作状态为作业状态的情况下：如果坡角超过第一预设角度，则响应用户强制动作请求，控制消防机器人执行强制动作。具体例如可以在工作状态为作业状态的情况下，且坡角超过对应的安全爬坡角度阈值也即第一预设角度，控制消防机器人停止行驶之后，可以由用户发出强制动作请求，响应该请求去执行用户请求的强制动作，强制动作例如可以是为了解除作业状态的强制动作，以使得消防机器人解除作业状态也即不再处于作业状态而是处于非作业状态的，当然，本发明实施例并不局限于此，例如还可以是其它用户想要消防机器人执行的动作，例如还可以进一步包括对消防机器人爬坡角度的控制，具体例如控制消防机器人行驶或者退回到爬坡角度比较小的区域。
在本发明实施例中，提供一种控制器，其例如被配置成执行根据任意一项前述实施例的用于消防机器人的方法100。其中，用于消防机器人的方法100的具体功能和细节可参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。
具体地，控制器例如可为工控机、嵌入式系统、微处理器、可编程逻辑器件等控制设备。
在本发明实施例中，提供一种消防机器人，包括：根据任意一项前述实施例的控制器。其中，控制器的具体功能和细节可参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。
下面结合示例详细说明本发明前述实施例的用于消防机器人的方法、控制器以及消防机器人的结构和工作过程。
如图2所示，为用于消防机器人的方法的一种具体执行过程的示例。需要实施检测判断的有消防机器人的排烟机马达控制阀、消防机器人的水炮出水控制阀、消防机器人的排烟机喷雾控制阀、消防机器人的机身喷淋控制阀、消防机器人的液压卷扬控制阀和消防机器人的臂架传感器。其中，排烟机马达控制阀安装在消防机器人的排烟机上，用于控制排烟机驱动马达的开启和关闭。水炮出水控制阀用于控制消防机器人的水泡出水管路的开启和关闭。排烟机喷雾控制阀用于控制消防机器人的排烟机上喷淋出水管路的开启和关闭。机身喷淋控制阀用于控制消防机器人的机身喷淋出水管路的开启和关闭。液压卷扬控制阀用于消防机器人前端的液压卷扬机构的伸缩控制。臂架传感器用于检测臂架是否到位也即是否处于初始最低位置，或者说臂架是否处于举升状态，臂架处于初始最低位置的情况下说明臂架未举升也即处于非举升状态，臂架未处于初始最低位置的情况下说明臂架处于举升状态。臂架传感器为接触到位传感器。
通过消防机器人上设置的倾角传感器检测消防机器人的所处地面的坡角，消防机器人的所处地面的坡角可以包括消防机器人的爬坡角度。
排烟机马达控制阀、水炮出水控制阀、排烟机喷雾控制阀、机身喷淋控制阀、液压卷扬控制阀、臂架传感器和倾角传感器均与控制器通信。当排烟机马达控制阀、水炮出水控制阀、排烟机喷雾控制阀、机身喷淋控制阀和液压卷扬控制阀至少有一个没有关闭或臂架传感器没有检测到臂架到位，则控制器判断消防机器人处于作业状态(例如，如图2所示，可以通过与门逻辑来判断)。作业状态下的安全爬坡角度可以设定为0～A，当消防机器人爬坡角度在0～A时，消防机器人只能以低档位速度例如在0～ⅰkm/h之间的任意速度行驶，当消防机器人爬坡角度超过角度A时，控制器会控制消防机器人自动停止也即停止行驶，同时控制器还会进行报警提示，具体例如通过消防机器人上设置的显示屏等显示设备进行报警提示信息的显示以及通过消防机器人上设置的蜂鸣器等语音设备进行声音报警提示。此时可以进行响应用户的强制动作请求控制消防机器人强制动作如行驶等动作，也可以响应用户的解除作业状态请求控制消防机器人解除作业状态，还可以控制消防机器人行驶以改变爬坡角度。
当排烟机马达控制阀、水炮出水控制阀、排烟机喷雾控制阀、机身喷淋控制阀和液压卷扬控制阀均处于关闭状态，且臂架传感器检测到臂架到位也即臂架没有举升，则控制器判断系统处于非作业状态。非作业状态下的安全爬坡角度可以设定为0～B，当消防机器人爬坡角度在0～B时，允许消防机器人以高档位速度例如0～ⅱkm/h之间的任意速度行驶，当消防机器人爬坡角度超过角度B时，控制器会控制消防机器人只能以1/3倍的低档位速度行驶，也即在0～(1/3)ⅰkm/h之间的任意速度，同时控制器还会进行报警提示，具体例如通过消防机器人上设置的显示屏等显示设备进行报警提示信息的显示以及通过消防机器人上设置的蜂鸣器等语音设备进行声音报警提示。
其中，A＜B，ⅰ＜ⅱ。另外，值得一提的是，本发明实施例还可以通过在消防机器人上设置防碰撞传感器来进一步提高消防机器人工作时的安全性，防碰撞传感器与控制器通信，当防碰撞传感器感应到障碍物后，控制器进行报警提示且控制消防机器人降低行驶速度，在消防机器人例如距离障碍物前方0.2m～0.5m范围内停止，此时，只允许控制消防机器人后退以解除报警提示。
综上所述，本发明前述实施例可以实现既能保证消防机器人的设备安全又能实现快速行驶的安全控制策略，解决现有技术中消防机器人只能保持低速状态行驶以保证设备安全的技术问题。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种用于消防机器人的方法，其特征在于，包括：
获取所述消防机器人的工况信息；
根据所述工况信息确定所述消防机器人的工作状态；
获取所述消防机器人所处地面的坡角；以及
根据所述工作状态和所述坡角执行安全措施；
其中，所述根据所述工作状态和所述坡角执行安全措施，包括：
在所述工作状态为作业状态的情况下：
如果所述坡角未超过第一预设角度，则将所述消防机器人的速度限制为不超过第一设定速度，其中所述第一预设角度为与作业状态对应的安全爬坡角度阈值；以及
如果所述坡角超过所述第一预设角度，则控制所述消防机器人停止行驶；以及
在所述工作状态为非作业状态的情况下：
如果所述坡角未超过第二预设角度，则将所述消防机器人的速度限制为不超过第二设定速度，其中所述第二预设角度为与非作业状态对应的安全爬坡角度阈值，所述第二设定速度大于所述第一设定速度；以及
如果所述坡角超过所述第二预设角度，则将所述消防机器人的速度限制为不超过第三设定速度，其中所述第三设定速度小于所述第二设定速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三设定速度为所述第一设定速度的三分之一。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设角度大于所述第一预设角度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述工作状态和所述坡角执行安全措施，还包括：
在所述工作状态为作业状态的情况下：
如果所述坡角超过所述第一预设角度，则响应用户解除作业状态请求，控制所述消防机器人解除作业状态。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述工作状态和所述坡角执行安全措施，还包括：
在所述工作状态为作业状态的情况下：
如果所述坡角超过所述第一预设角度，则响应用户强制动作请求，控制所述消防机器人执行强制动作。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工况信息包括以下中的至少一者：
所述消防机器人的排烟机马达控制阀的开闭状态；
所述消防机器人的水炮出水控制阀的开闭状态；
所述消防机器人的排烟机喷雾控制阀的开闭状态；
所述消防机器人的机身喷淋控制阀的开闭状态；
所述消防机器人的液压卷扬控制阀的开闭状态；以及
所述消防机器人的臂架的状态。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述工况信息确定所述消防机器人的工作状态，包括：
在出现以下状态中任意一种状态的情况下，确定所述工作状态为作业状态：
所述排烟机马达控制阀未关闭；
所述水炮出水控制阀未关闭；
所述排烟机喷雾控制阀未关闭；
所述机身喷淋控制阀未关闭；
所述液压卷扬控制阀未关闭；以及
所述臂架处于举升状态。
8.一种控制器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至7中任意一项所述的用于消防机器人的方法。
9.一种消防机器人，其特征在于，包括：根据权利要求8所述的控制器。
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