CN114531574B - 一种火灾现场远程勘验协作系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火灾现场远程勘验协作系统，包括火灾现场远程勘验协作平台和布置在火灾现场的火灾远程勘验装置；火灾远程勘验装置用于与火灾现场远程勘验协作平台进行实时数据交互；通过网络接入远程协助，将火灾现场的数据与远程协助进行数据实时共享，并对火灾现场进行远程指导。在本发明中，通过将火灾远程勘验装置布置在火灾现场，并通过无线通信模块与火灾现场远程勘验协作平台连接，将采集到的火灾现场数据进行实时传输，保证了数据交互的及时性；并通过火灾现场远程勘验协作平台远程对火灾现场的勘验进行指导，提高了勘验的效率和准确性。

Description

一种火灾现场远程勘验协作系统

技术领域

本发明属于火灾原因调查技术领域，具体为一种火灾现场远程勘验协作系统。

背景技术

在科学技术不断发展的进程中，对于火灾事故的预防和调查工作却没有取得显著的进展，而事故的发生原因也由简单走向复杂；火灾事故调查需要保持严谨的工作态度，不放过事故调查中每一个调查细节。而当前的火灾事故调查中，往往存在着调查过于草率，调查结果经不起反复推敲，事故调查不具有法律效益等情况，导致火灾事故调查的权威性与可信度不够，火场调查资料分散不统一等问题，使火灾事故调查无法发挥出其重要作用。在传统的管理模式和管理机制下，相当多的基层单位在火灾现场勘查中还存在诸多问题，由于缺少装备，甚至还停留在用锄头、铲子扒火场定结论的层次上。不少调查人员在调查火灾时，只能凭经验、凭主观意愿办事，造成有的痕迹物证无法在火灾勘查现场进行分析，拖延了调查时间，错过了调查最佳时机，或造成火灾事故调查中断，影响了火灾事故调查工作的科学性和准确性。

火灾发生不可控因素，调查人员较少，是各地区的通病，部分地区以省为单位的火灾事故调查人员甚至不足百人，却要处理全省每年上千件火灾事故的调查工作，给火灾调查工作带来了巨大压力，进一步拖慢了火灾事故调查工作的速度。过度缺少的火灾事故调查人员，使部分地区不得不使用非专业的火灾事故调查人员，致使火灾事故调查过于盲从，无法发挥出火灾事故调查的作用。

在火灾事故调查工作中还存在着各部门无法协调统一协调的情况，相关的证据信息与取证工作无法进行及时的沟通，难以对火灾事故调查工作的准确性加以保障。

在当前火灾事故调查工作的众多要点、难点、痛点的背景下，通过现代信息技术提升火灾事故调查的工作效能变得尤为迫切。远程专家通过在线系统对现场工作进行指导、与现场的实时语音交互、操控现场视频采集模块进行远程勘验，火灾事故调查勘验培训等需求是解决当前问题的主要方法和手段；总的来说，现有火灾调查具有以下缺点：

1、无法实现火灾调查勘验现场实时视频图像的传输与共享；

2、无法实现火灾调查勘验现场采集证据材料（图片、视频、录音、三维激光扫描点云文件等）的实时上传；

3、无远程专家对现场火调人员的可视化调度指挥与协作功能，不能将实时视频、实时全景、火灾现场点云数据、火灾现场模型数据和语音通话等在一个平台上调用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火灾现场远程勘验协作系统，以解决背景技术中提出的现有技术中，对于火灾勘验存在无法实现火灾调查勘验现场实时视频图像的传输与共享；无法实现火灾调查勘验现场采集证据材料（图片、视频、文档、录音、三维激光扫描点云文件）的实时上传；无远程专家对现场火调人员的可视化调度指挥与协作功能，不能将实时视频、实时全景和语音通话等在一个平台上调用的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种火灾现场远程勘验协作系统，包括火灾现场远程勘验协作平台和布置在火灾现场的火灾远程勘验装置；火灾远程勘验装置用于将火灾现场的完整实时视频、VR全景、图片、语音、三维模型以及带有空间信息的点云数据通过无线通信模块将数据上传到火灾现场远程勘验协作平台；并与火灾现场远程勘验协作平台进行实时数据交互；

火灾远程勘验装置包括视频采集模块、全景采集模块、AR终端模块、手持终端模块、智能录音模块、三维激光扫描模块、倾斜摄影模块和数据处理模块；视频采集模块、全景采集模块和三维激光扫描模块均与数据处理模块连接，数据处理模块用于管理视频采集模块和全景采集模块，并通过数据采集模块对三维激光扫描模块采集到的数据进行预处理；数据采集模块通过显示器进行可视化操作；倾斜摄影模块用于扫描火灾现场外部空间模型数据；

AR终端模块为头戴式AR设备，AR终端模块包括摄像装置和投屏装置，AR终端模块通过无线通信模块与火灾现场远程勘验协作平台进行数据交互，AR终端模块将火灾现场的实时视频数据上传到火灾现场远程勘验协作平台，火灾现场远程勘验协作平台也能够将信息发送到AR终端模块，并通过AR终端模块直接显示；

火灾现场远程勘验协作平台用于创建并管理火灾事故调查任务、管理火灾调查档案，接收并处理火灾现场传回的数据，通过网络接入远程协助，并将火灾现场传回的视频数据、全景数据、点云数据、三维模型数据、图片数据和语音数据进行展示，将火灾现场的数据与远程协助进行数据实时共享，并对火灾现场进行远程指导。

根据上述技术方案，视频采集模块采用云台摄像机，视频采集模块用于采集火灾现场的视频数据，并通过火灾现场远程勘验协作平台对视频采集模块进行远程控制，调整视频采集模块的数据采集角度。

根据上述技术方案，全景采集模块采用全景相机采集VR全景数据，并将采集到的全景数据上传到火灾现场远程勘验协作平台，通过火灾现场远程勘验协作平台查看火灾现场的实景画面，并在火灾现场的各区域进行漫游。

根据上述技术方案，手持终端模块包括通讯模块、图像采集模块、NFC近场通讯模块、显示模块；手持终端模块通过图像采集模块将采集到的视频数据、图像数据上传至火灾现场远程勘验协作平台，并通过通讯模块与火灾现场远程勘验协作平台进行实时视频语音通信；通过调用手持终端的NFC近场通讯模块，读取贴于现场采集证据上的NFC标签信息，对现场证据信息进行唯一标识并将证据信息上传至火灾现场远程勘验协作平台。

根据上述技术方案，智能录音模块用于现场走访调查的录音；录音文件即时上传至火灾现场远程勘验协作平台，并将语音直接转为文档，同步存储。

根据上述技术方案，三维激光扫描模块用于实景三维复制，通过三维激光扫描将火灾现场扫描成具有空间坐标信息的三维点云数据，现场扫描的数据源通过数据线缆传输的方式将数据给到数据处理模块，数据处理模块对现场扫描的数据进行拼接和去噪点后，将数据上传至火灾现场远程勘验协作平台。

根据上述技术方案，无线通信模块用于解决火灾勘验现场的数据通信问题；无线通讯模块包括4G聚合通信及5G通信，当现场只有4G网络时，无线通信模块会将上传的数据进行切片通过3张4G通信卡进行传输；当现场具有5G信号时，无线通信模块自动切换为5G通信。

根据上述技术方案，火灾现场远程勘验协作平台包括现场勘验中心、调度指挥中心、调查档案中心、平台管理中心和火调培训中心。

根据上述技术方案，现场勘验中心包括项目信息管理功能模块，包括勘验项目增删改查、搜索项目、项目立项、勘验设备管理、勘验项目成员管理、勘验任务管理和勘验材料管理。

根据上述技术方案，调度指挥中心包括远程调度指挥室和远程协作记录模块；远程调度指挥室包括查看项目信息，查看并控制现场设备，项目档案调取、项目档案预览、屏幕共享；远程协作记录可查看历史项目远程勘验指挥时长、次数、开始结束时间、项目成员和项目材料信息。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

在本发明中，通过将火灾远程勘验装置布置在火灾现场，并通过无线通信模块与火灾现场远程勘验协作平台连接，将采集到的火灾现场数据进行实时传输，保证了数据交互的及时性；并通过火灾现场远程勘验协作平台远程对火灾现场的勘验进行指导；火灾现场远程勘验协作平台具备实时预览火灾远程勘验装置上传的点云数据、VR全景数据、3D模型数据等火场勘验的专业性数据，帮助远程专家快速掌握火灾现场空间信息及火场特征信息，提高了勘验的效率和准确性。

通过设置有视频采集模块、全景采集模块、AR终端模块、手持终端模块、智能录音模块、三维激光扫描模块和数据处理模块；采集了现场的图片、视频、录音、三维激光扫描点云文件等数据的实时上传，提高了数据上传的及时性。

通过AR终端模块，能够在AR设备内读取火灾现场远程勘验协作平台存储的现场VR全景模型，并与远程协助的专家进行实时数据交互，它集成了摄像机和投屏装置，可将本地的视频传输到云端，远程协作的人员也可以将信息（视频、图片、文字等）发送到现场AR眼镜的投屏装置上，实现解放双手的交互。

附图说明

图1为本发明系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种火灾现场远程勘验协作系统，包括火灾现场远程勘验协作平台和布置在火灾现场的火灾远程勘验装置；火灾远程勘验装置用于将火灾现场的完整实时视频、VR全景、图片、语音、三维模型以及带有空间信息的点云数据通过无线通信模块将数据上传到火灾现场远程勘验协作平台；并与火灾现场远程勘验协作平台进行实时数据交互；

火灾远程勘验装置包括视频采集模块、全景采集模块、AR终端模块、手持终端模块、智能录音模块、三维激光扫描模块、倾斜摄影模块和数据处理模块；视频采集模块、全景采集模块和三维激光扫描模块均与数据处理模块连接，数据处理模块用于管理视频采集模块和全景采集模块，并通过数据采集模块对三维激光扫描模块采集到的数据进行预处理；数据采集模块通过显示器进行可视化操作；倾斜摄影模块用于扫描火灾现场外部空间模型数据；

AR终端模块为头戴式AR设备，AR终端模块包括摄像装置和投屏装置，AR终端模块通过无线通信模块与火灾现场远程勘验协作平台进行数据交互，AR终端模块将火灾现场的实时视频数据上传到火灾现场远程勘验协作平台，火灾现场远程勘验协作平台也能够将信息发送到AR终端模块，并通过AR终端模块直接显示；

火灾现场远程勘验协作平台用于创建并管理火灾事故调查任务、管理火灾调查档案，接收并处理火灾现场传回的数据，通过网络接入远程协助，并将火灾现场传回的视频数据、全景数据、点云数据、三维模型数据、图片数据和语音数据进行展示，将火灾现场的数据与远程协助进行数据实时共享，并对火灾现场进行远程指导。

在本发明中，通过将火灾远程勘验装置布置在火灾现场，并通过无线通信模块与火灾现场远程勘验协作平台连接，将采集到的火灾现场数据进行实时传输，保证了数据交互的及时性；并通过火灾现场远程勘验协作平台远程对火灾现场的勘验进行指导，提高了勘验的效率和准确性。

通过设置有视频采集模块、全景采集模块、AR终端模块、手持终端模块、智能录音模块、三维激光扫描模块和数据处理模块；采集了现场的图片、视频、录音、三维激光扫描点云文件等数据的实时上传，提高了数据上传的及时性。

通过AR终端模块，能够在AR设备内读取火灾现场远程勘验协作平台存储的现场VR全景模型，并与远程协助的专家进行实时数据交互，它集成了摄像机和投屏装置，可将本地的视频传输到云端，远程协作的人员也可以将信息（视频、图片、文字等）发送到现场AR眼镜的投屏装置上，实现解放双手的交互。

实施例二

本实施例为实施例一的进一步细化。视频采集模块采用云台摄像机，通过火灾现场远程勘验协作平台对视频采集模块进行远程控制，调整视频采集模块的数据采集角度。可控制镜头水平360°垂直-20°~90°转动和32倍光学变焦。

视频采集模块通过无线通信模块进行数据交换；在进行现场勘验过程中，视频采集模块可采集1920*1080分辨率的实时视频流推送到云数据中心，部署于云数据中心的流媒体服务对多地用户进行高效的音视频分发和存储。

全景采集模块采用全景相机采集VR全景数据，并将采集到的全景数据上传到火灾现场远程勘验协作平台，通过火灾现场远程勘验协作平台查看火灾现场的实景画面，并可在火灾现场的各区域进行漫游。

在现场勘验过程中，全景采集模块可快速采集现场全景图片并上传至火灾现场远程勘验协作平台，也可进行全景直播。

实施例三

本实施例为实施例一的进一步细化。手持终端模块包括通讯模块、图像采集模块、NFC近场通讯模块、显示模块；手持终端模块通过图像采集模块将采集到的视频数据、图像数据上传至火灾现场远程勘验协作平台，并通过通讯模块与火灾现场远程勘验协作平台进行实时视频语音通信；通过调用手持终端的NFC近场通讯模块，读取贴于现场采集证据上的NFC标签信息，对现场证据信息进行唯一标识并将证据信息上传至火灾现场远程勘验协作平台。

手持终端模块还包括现场勘验APP；手持终端模块的内部设置有我的项目、我的任务、协作中心、消息中心和个人中心五个功能模块。

进一步的，我的项目功能模块中，可查看与登录账号关联的火灾调查项目，可按照未立项、已立项、勘验中、已结项、暂停中五种项目状态进行分类，点击项目名称可查看项目的详细信息。

进一步的，我的任务功能模块中，可查看与登录账号关联的火灾调查的相关任务。现场勘验人员可按照任务列表完成任务，可从任务列表中上传任务相关的材料。并可将任务转派他人。

进一步的，协作中心集成即时沟通工具，可进行文字发送、图片发送、视频发送、也可进行实时视频流推送。

进一步的，消息中心可以接收与登录账号关联的项目消息、任务通知、任务预警及任务督办；

现场证据采集后，在证据上粘贴或绑扎具有唯一编号的带二维码的NFC标签，然后通过手持终端模块扫描读取NFC卡号，手持终端上会弹出对应的页面，在终端的页面上填写证据相关信息（案件名称、物证名称、采集地点、采集时间、采集人、物证状态描述、物证图片等）。完成如上操作后，物证在系统内具有唯一性编号，通过在平台上查询编号，即可查询到物证相关的所有信息。

智能录音模块用于现场走访调查的录音；录音文件即时上传至火灾现场远程勘验协作平台，并可实现实时转译，将语音直接转为文档，并同步存储。

三维激光扫描模块用于实景三维复制，通过三维激光扫描将火灾现场扫描成具有空间坐标信息的三维点云数据，现场扫描的数据源通过拷贝的方式将数据给到数据处理模块，数据处理模块对现场扫描的数据进行拼接和去噪点后，将数据上传至火灾现场远程勘验协作平台。

三维激光扫描模块配合VR全景数据采集使用时，实现对VR全景内对火场各房间、区域进行测距、测面积、测角度和测体积；三维激光扫描模块独立使用时，可将现场环境扫描成具有空间坐标信息的点云数据，实现测距、测面积、测角度和测体积等功能。

无线通信模块用于解决火灾勘验现场的数据通信问题；无线通讯模块具有4G聚合通信及5G通信的功能，当现场只有4G网络时，无线通信模块会将上传的数据进行切片通过3张4G通信卡进行传输；当现场具有5G信号时，无线通信模块自动切换为5G通信。其中，数据切片是4G聚合路由器实现的。

实施例四

本实施例为实施例一的进一步细化。火灾现场远程勘验协作平台为云部署方式；火灾现场远程勘验协作平台包括现场勘验中心、调度指挥中心、调查档案中心、平台管理中心和火调培训中心。

现场勘验中心包括项目信息管理功能模块，具有勘验项目增删改查、搜索项目、项目立项、勘验设备管理、勘验项目成员管理、勘验任务管理和勘验材料管理。

调度指挥中心包括远程调度指挥室和远程协作记录模块；远程调度指挥室具有查看项目信息，查看并控制现场设备，项目档案调取、项目档案预览、屏幕共享；远程协作记录可查看历史项目远程勘验指挥时长、次数、开始结束时间、项目成员和项目材料信息。

项目档案预览可预览文档、图片、音频、视频、模型、点云数据。模型和点云数据可支持测距、测角、侧面积、测体积等功能。

调查档案中心主要包括项目档案库和文件材料库模块。具有历史项目的档案导入及管理的功能，具有系统档案预览、修改及下载的功能。

火调培训中心包括在线培训和火调培训案例库模块；在线培训模块可组建线上课堂，各地学员远程进入线上课堂听讲师授课。讲师可调用平台内火灾事故的任意类型材料进行分析讲解。讲师和学员可进行文字及语音互动；火调培训案例库支持上传、在线预览和下载文档、视频、图片等各类型课件。

进一步的，平台管理中心主要包括单位管理、角色管理、用户管理、档案目录管理、设备管理、系统日志模块。

火灾现场远程勘验协作平台具备创建远程拟勘验室的功能，在平台上可按照火灾调查分析需求创建专项远程勘验室，在远程勘验室可邀请远程专家加入。可指定远程勘验室中任一人员为管理员，管理员具备主讲权限，管理员可调取平台内和火场相关的所有材料并通过屏幕共享的方式让远程勘验室内的所有人员看到，管理员具有操作远程设备得权限。管理员具备将管理权限移交给远程勘验室内任一成员的权限。

实施例五

本实施例提供了一种火灾现场远程勘验协作系统的使用方法：使用方法具体包括以下步骤：

步骤S1：首先在火灾现场远程勘验协作平台创建火场勘验任务，组建任务小组并向任务小组成员分配任务；

步骤S2：火调人员到达火灾现场部署火灾远程勘验装置，并将火灾现场远程勘验协作平台和火灾远程勘验装置连接；通过火灾远程勘验装置将视频采集模块（云台）、全景采集模块（全景相机）、智能录音模块、三维激光扫描模块和无人机倾斜摄影测量，将火灾现场的全景三维数据、空间数据，实时视频数据上传到火灾现场远程勘验协作平台，火灾现场远程勘验协作平台对数据进行保存；

步骤S3：火灾现场远程勘验协作平台部署在云服务器上，并通过互联网邀请火调专家进入火灾现场远程勘验协作平台，通过预览存储在火灾现场远程勘验协作平台内的现场数据，漫游火灾现场，对火灾现场进行勘验、测量；

步骤S4：现场勘验人员带上AR终端模块，并与火灾现场远程勘验协作平台进行连接，通过火灾现场远程勘验协作平台将现场勘验人员与远程火调专家进行连接。

通过火调专家对现场勘验人员进行指导，并通过火灾现场远程勘验协作平台提供的现场数据使指导更为准确和便捷。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种火灾现场远程勘验协作系统，其特征在于：包括火灾现场远程勘验协作平台和布置在火灾现场的火灾远程勘验装置；火灾远程勘验装置用于将火灾现场的完整实时视频、VR全景、图片、语音、三维模型以及带有空间信息的点云数据通过无线通信模块将数据上传到火灾现场远程勘验协作平台；并与火灾现场远程勘验协作平台进行实时数据交互；

火灾远程勘验装置包括视频采集模块、全景采集模块、AR终端模块、手持终端模块、智能录音模块、三维激光扫描模块、倾斜摄影模块和数据处理模块；视频采集模块、全景采集模块和三维激光扫描模块均与数据处理模块连接，数据处理模块用于管理视频采集模块和全景采集模块，并通过数据处理模块对三维激光扫描模块采集到的数据进行预处理；数据处理模块通过显示器进行可视化操作；倾斜摄影模块用于扫描火灾现场外部空间模型数据；

AR终端模块为头戴式AR设备，AR终端模块包括摄像装置和投屏装置，AR终端模块通过无线通信模块与火灾现场远程勘验协作平台进行数据交互，AR终端模块将火灾现场的实时视频数据上传到火灾现场远程勘验协作平台，火灾现场远程勘验协作平台也能够将信息发送到AR终端模块，并通过AR终端模块直接显示；

火灾现场远程勘验协作平台用于创建并管理火灾事故调查任务、管理火灾调查档案，接收并处理火灾现场传回的数据，通过网络接入远程协助，并将火灾现场传回的视频数据、全景数据、点云数据、三维模型数据、图片数据和语音数据进行展示，将火灾现场的数据与远程协助进行数据实时共享，并对火灾现场进行远程指导。

2.根据权利要求1所述的一种火灾现场远程勘验协作系统，其特征在于：视频采集模块采用云台摄像机，视频采集模块用于采集火灾现场的视频数据，并通过火灾现场远程勘验协作平台对视频采集模块进行远程控制，调整视频采集模块的数据采集角度。

3.根据权利要求1所述的一种火灾现场远程勘验协作系统，其特征在于：全景采集模块采用全景相机采集VR全景数据，并将采集到的全景数据上传到火灾现场远程勘验协作平台，通过火灾现场远程勘验协作平台查看火灾现场的实景画面，并在火灾现场的各区域进行漫游。

4.根据权利要求1所述的一种火灾现场远程勘验协作系统，其特征在于：手持终端模块包括通讯模块、图像采集模块、NFC近场通讯模块、显示模块；手持终端模块通过图像采集模块将采集到的视频数据、图像数据上传至火灾现场远程勘验协作平台，并通过通讯模块与火灾现场远程勘验协作平台进行实时视频语音通信；通过调用手持终端的NFC近场通讯模块，读取贴于现场采集证据上的NFC标签信息，对现场证据信息进行唯一标识并将证据信息上传至火灾现场远程勘验协作平台。

5.根据权利要求1所述的一种火灾现场远程勘验协作系统，其特征在于：智能录音模块用于现场走访调查的录音；录音文件即时上传至火灾现场远程勘验协作平台，并将语音直接转为文档，同步存储。

6.根据权利要求1所述的一种火灾现场远程勘验协作系统，其特征在于：三维激光扫描模块用于实景三维复制，通过三维激光扫描将火灾现场扫描成具有空间坐标信息的三维点云数据，现场扫描的数据源通过数据线缆传输的方式将数据给到数据处理模块，数据处理模块对现场扫描的数据进行拼接和去噪点后，将数据上传至火灾现场远程勘验协作平台。

7.根据权利要求1所述的一种火灾现场远程勘验协作系统，其特征在于：无线通信模块用于解决火灾勘验现场的数据通信问题；无线通讯模块包括4G聚合通信及5G通信，当现场只有4G网络时，无线通信模块会将上传的数据进行切片通过3张4G通信卡进行传输；当现场具有5G信号时，无线通信模块自动切换为5G通信。

8.根据权利要求1所述的一种火灾现场远程勘验协作系统，其特征在于：火灾现场远程勘验协作平台包括现场勘验中心、调度指挥中心、调查档案中心、平台管理中心和火调培训中心。

9.根据权利要求8所述的一种火灾现场远程勘验协作系统，其特征在于：现场勘验中心包括项目信息管理功能模块，包括勘验项目增删改查、搜索项目、项目立项、勘验设备管理、勘验项目成员管理、勘验任务管理和勘验材料管理。

10.根据权利要求8所述的一种火灾现场远程勘验协作系统，其特征在于：调度指挥中心包括远程调度指挥室和远程协作记录模块；远程调度指挥室包括查看项目信息，查看并控制现场设备，项目档案调取、项目档案预览、屏幕共享；远程协作记录可查看历史项目远程勘验指挥时长、次数、开始结束时间、项目成员和项目材料信息。