CN116690605A - 一种用于消防控制中心的智能值班机器人 - Google Patents
一种用于消防控制中心的智能值班机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于消防控制中心的智能值班机器人，涉及消防控制技术领域，包括：机器人本体和设置在所述机器人本体上的交互分析装置以及运动控制模块；所述交互分析装置用于获取远程控制指令，并根据接收的火灾报警信号和远程控制指令控制机器人本体上的操作机构进行按键操作，还用于对获取操作视频进行分析判断操作过程是否准确，操作机构包括执行装置和操作末端，操作末端设置在所述执行装置末端处；运动控制模块与所述交互分析装置相连接，运动控制模块用于控制机器人本体上的运动机构进行运动将执行装置运送至操作目标处，本发明可降低人力成本，同时可对不同型号的火灾报警器进行集中远程控制，以及对消防控制室内部情况进行监测。
Description
技术领域
本发明涉及消防控制技术领域，具体涉及到一种用于消防控制中心的智能值班机器人。
背景技术
在消防领域中，现有的火灾自动报警控制器一般设置在消防控制室内，消防控制室中还设有其它的消防设备，消防控制室主要用于接收火灾报警信号，控制相关消防设施进行工作。所以需要设立相关的专业人员进行值班，对火灾自动报警控制器输入操作指令，启动消防水泵，快速供水等，并进行快速警报提醒、分隔，防止火势蔓延。但是火灾发生事件属于不常发生的事件，因此这样势必会造成大量值班人员的浪费。另外，目前的消防值班机器人，缺乏对消防控制室内部情况的监测，以及不同的火灾自动报警控制器的控制方式不同，存在无法远程集中操控的问题。
综上所述，如何克服上述缺陷，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种用于消防控制中心的智能值班机器人，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
该用于消防控制中心的智能值班机器人，包括：机器人本体和设置在所述机器人本体上的交互分析装置以及运动控制模块；
所述交互分析装置用于获取远程控制指令，并根据接收的火灾报警信号和远程控制指令控制机器人本体上的操作机构进行按键操作，还用于对获取操作视频进行分析判断操作过程是否准确，所述操作机构包括执行装置和操作末端，所述操作末端设置在所述执行装置末端处；
所述运动控制模块与所述交互分析装置相连接，所述运动控制模块用于控制机器人本体上的运动机构进行运动将执行装置运送至操作目标处。
进一步地，所述交互分析装置包括数据接收模块和数据分析模块；
所述数据接收模块用于接收远程的集中控制指令和获取火灾报警信号；
所述数据分析模块与所述数据接收模块相连接，所述数据分析模块包括第一分析模块和第二分析模块，所述第一分析模块用于对发送的控制指令中包含的操作步骤信息、执行动作和按键确认信息进行分析，得到执行列表，所述第二分析模块与所述第一分析模块相连接，所述第二分析模块用于对火灾报警信号进行分析，判断火灾报警等级信息，并根据判断结果匹配所述执行列表中的操作流程信息。
更进一步地，所述数据分析模块还包括执行模块，所述执行模块与所述第二分析模块相连接，所述执行模块用于接收所述第二分析模块发送的操作流程信息，依据操作流程信息分析执行装置的运动轨迹，将运动轨迹发送至所述运动控制模块。
更进一步地，所述交互分析装置还包括视频监控模块和环境检测模块；
所述视频监控模块包括视频获取模块、云台控制模块和视频传输模块，所述视频获取模块包括高清摄像头，所述高清摄像头用于获取所述操作机构进行按键操作的视频信息，所述云台控制模块包括电机驱动模块、追踪范围识别模块和角度检测模块，所述高清摄像头设置在云台上，所述电机驱动模块用于根据所述追踪范围识别模块发送的坐标信息和角度检测模块发送的空间角度变化信息控制云台进行俯仰和左右移动，所述追踪范围识别模块用于判断摄像头获取的图像中操作机构的操作末端是否处于图像的中心坐标处，若未处于中心坐标出则根据偏离坐标进行追踪调整，所述角度检测模块与所述电机驱动模块电连接，所述角度检测模块包括角度传感器，所述角度传感器采集云台的空间角度变化信息，并发送至所述电机驱动模块，所述视频传输模块用于将获取的视频信息上传至视频存储服务器；
所述环境检测模块用于检测消防控制室内的温湿度信息、火灾烟雾信息。
更进一步地，所述环境检测模块包括感知模块和预警模块，所述感知模块包括温湿度传感器、烟雾传感器和易燃气体传感器，所述温湿度传感器、所述烟雾传感器和所述易燃气体传感器将检测到的温湿度信号、烟雾信号和易燃气体浓度信号发送至所述预警模块，所述预警模块将检测到信号参数与对应的阈值参数进行比较，当超过设置的对应阈值参数时，发出预警信号。
进一步地，所述运动控制模块包括识别模块、第一电机控制模块和第二电机控制模块，所述识别模块用于对消防控制室中火灾自动报警控制器的操作控制区域与执行装置的距离进行识别，得到执行装置的运动轨迹信息；所述第一电机控制模块用于控制执行装置进行移动；所述第二电机控制模块用于控制操作末端移动至操作目标处和进行按键操作。
更进一步地，所述识别模块包括双目摄像头、图像识别模块和运动轨迹输出模块，所述双目摄像头将采集的景深数据及图像数据发送至所述图像识别模块，所述图像识别模块根据景深数据判断待操作目标子区域的中心坐标与机器人本体上执行装置的空间距离差信息，并根据空间距离差信息按照先左右移动后上下移动的运动方式进行移动，将执行装置运输至所述操作末端的初始运动位置处。
更进一步地，所述运动机构包括安装支架、导轨和滑块，所述安装支架用于安装导轨，所述滑块和导轨相适应，所述滑块上设置有升降机构，所述执行装置设置在所述升降机构上，所述第一电机控制模块通过电机带动导轨进行滑块的运动控制，并控制所述升降机构进行上下移动。
进一步地，所述操作末端包括机械臂、机械爪和机械臂控制器，所述机械臂控制器接收所执行模块发送的操作末端的运动轨迹信息发送控制信号给第二电机控制模块，由所述第二电机控制模块控制所述机械臂运动至操作目标处，并控制所述机械爪进行按键按压操作。
从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：本发明场景适应性好，可适应多种火灾自动报警控制器的品牌型号机型，扩展性好，可降低人力成本，同时可对不同型号的火灾报警器进行集中远程控制，以及对消防控制室内部情况进行监测。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下文将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明一种用于消防控制中心的智能值班机器人的组成结构示意图。
图2为本发明中交互分析装置的结构示意图。
图3为本发明中运动控制模块的组成结构示意图。
图4为本发明中机器人本体的结构示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
随着大规模并行计算、深度学习算法和人脑芯片技术的发展，人工智能在近几年里取得了飞速进步，已广泛应用于计算机科学、经济贸易、机器人控制、通信、医学等领域，并取得了丰硕的成果。在信息化、智能化的全面推进下，人工智能技术在消防系统中也得到了充分应用，消防控制室内的机器人，可以辅助并代理调控值班人员开展日常工作，极大地降低人力成本，提高集中监测效率，值班机器人架构设计也可提高调控中心的智能化水平。
如图1至图4所示，本发明公开了一种用于消防控制中心的智能值班机器人系统，该用于消防控制中心的智能值班机器人具体包括：机器人本体和设置在所述机器人本体上的交互分析装置以及运动控制模块。所述交互分析装置用于获取远程控制指令，并根据接收的火灾报警信号和远程控制指令控制机器人本体上的操作机构进行按键操作，还用于对获取操作视频进行分析判断操作过程是否准确，所述操作机构包括执行装置和操作末端，所述操作末端设置在所述执行装置末端处。
在本实施例中，机器人本体由操作机构和运动机构组成，操作机构设置在运动机构上，运动机构由安装支架、导轨和滑块等组成，可根据消防控制室的布局和大小进行适应性安装，安装好后，通过现场或者远程调试、编辑编程指令进行位置调整，并记录下对应执行操作的轨迹和位置信息。
所述交互分析装置包括数据接收模块和数据分析模块；所述数据接收模块用于接收远程的集中控制指令和获取火灾报警信号；所述数据分析模块与所述数据接收模块相连接，所述数据分析模块包括第一分析模块和第二分析模块，所述第一分析模块用于对发送的控制指令中包含的操作步骤信息、执行动作和按键确认信息进行分析，得到执行列表，所述第二分析模块与所述第一分析模块相连接，所述第二分析模块用于对火灾报警信号进行分析，判断火灾报警等级信息，并根据判断结果匹配所述执行列表中的操作流程信息。
在本实施例中，机器人在进行值班时，即通过现有的火灾自动报警控制器接收到火灾报警信号后，立即根据接收的集中控制指令所包含的特征参数信息判断分析对应的火灾报警等级等，并根据判断结果匹配对应的操作流程信息。
所述数据分析模块还包括执行模块，所述执行模块与所述第二分析模块相连接，所述执行模块用于接收所述第二分析模块发送的操作流程信息，依据操作流程信息分析执行装置的运动轨迹，将运动轨迹发送至所述运动控制模块。
所述执行模块根据操作流程信息分析需要操作的按键位置和顺序，并借助空间信息系统，在三维空间内生成路径规划图，明确机器人巡检路径的起始位置和目的位置基础上，用离散的细粒度位置点表征整个巡检路径，从而生成一个三维的巡检路径表，并将其发送给运动控制模块，具体地，在机器人移动过程中，以当前位置为中心，将四周方向用栅格的方式细化，利用栅格数据记录移动方向，机器人所在的位置则根据行列号转换为相应的坐标，机器人通过栅格细化方式，可以有序地按照巡检路径指导的方向移动。
所述交互分析装置还包括视频监控模块和环境检测模块；所述视频监控模块包括视频获取模块、云台控制模块和视频传输模块，所述视频获取模块包括高清摄像头，所述高清摄像头用于获取所述操作机构进行按键操作的视频信息，所述云台控制模块包括电机驱动模块、追踪范围识别模块和角度检测模块，所述高清摄像头设置在云台上，所述电机驱动模块用于根据所述追踪范围识别模块发送的坐标信息和角度检测模块发送的空间角度变化信息控制云台进行俯仰和左右移动，所述追踪范围识别模块用于判断摄像头获取的图像中操作机构的操作末端是否处于图像的中心坐标处，若未处于中心坐标出则根据偏离坐标进行追踪调整，所述角度检测模块与所述电机驱动模块电连接，所述角度检测模块包括角度传感器，所述角度传感器采集云台的空间角度变化信息，并发送至所述电机驱动模块，所述视频传输模块用于将获取的视频信息上传至视频存储服务器；所述环境检测模块用于检测消防控制室内的温湿度信息、火灾烟雾信息。所述环境检测模块包括感知模块和预警模块，所述感知模块包括温湿度传感器、烟雾传感器和易燃气体传感器，所述温湿度传感器、所述烟雾传感器和所述易燃气体传感器将检测到的温湿度信号、烟雾信号和易燃气体浓度信号发送至所述预警模块，所述预警模块将检测到信号参数与对应的阈值参数进行比较，当超过设置的对应阈值参数时，发出预警信号。
在本实施例中，通过视频监控模块对机器人的按键视频进行监测分析，追踪查看按键是否准确，环境检测模块可以对消防控制室内的环境进行实时检测，当发生异常时进行预警提示。
所述运动控制模块与所述交互分析装置相连接，所述运动控制模块用于控制机器人本体上的运动机构进行运动将执行装置运送至操作目标处。
具体地，所述运动控制模块包括识别模块、第一电机控制模块和第二电机控制模块，所述识别模块用于对消防控制室中火灾自动报警控制器的操作控制区域与执行装置的距离进行识别，得到执行装置的运动轨迹信息；所述第一电机控制模块用于控制执行装置进行移动；所述第二电机控制模块用于控制操作末端移动至操作目标处和进行按键操作。所述识别模块包括双目摄像头、图像识别模块和运动轨迹输出模块，所述双目摄像头将采集的景深数据及图像数据发送至所述图像识别模块，所述图像识别模块根据景深数据判断待操作目标子区域的中心坐标与机器人本体上执行装置的空间距离差信息，并根据空间距离差信息按照先左右移动后上下移动的运动方式进行移动，将执行装置运输至所述操作末端的初始运动位置处。所述运动机构包括安装支架、导轨和滑块，所述安装支架用于安装导轨，所述滑块和导轨相适应，所述滑块上设置有升降机构，所述执行装置设置在所述升降机构上，所述第一电机控制模块通过电机带动导轨进行滑块的运动控制，并控制所述升降机构进行上下移动。所述操作末端包括机械臂、机械爪和机械臂控制器，所述机械臂控制器接收所执行模块发送的操作末端的运动轨迹信息发送控制信号给第二电机控制模块，由所述第二电机控制模块控制所述机械臂运动至操作目标处，并控制所述机械爪进行按键按压操作。
在本实施例中，操作末端在运动至操作目标处时，通过控制机械爪进行按键按压操作，进而完成对应的消防设施控制和消防联动操作，可实现对不同型号的火灾自动控制器的集中控制，并且可扩展性好。
应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于消防控制中心的智能值班机器人，其特征在于，包括：机器人本体和设置在所述机器人本体上的交互分析装置以及运动控制模块；
所述交互分析装置用于获取远程控制指令，并根据接收的火灾报警信号和远程控制指令控制机器人本体上的操作机构进行按键操作，还用于对获取操作视频进行分析判断操作过程是否准确，所述操作机构包括执行装置和操作末端，所述操作末端设置在所述执行装置末端处；
所述运动控制模块与所述交互分析装置相连接，所述运动控制模块用于控制机器人本体上的运动机构进行运动将执行装置运送至操作目标处。
2.如权利要求1所述的用于消防控制中心的智能值班机器人，其特征在于，所述交互分析装置包括数据接收模块和数据分析模块；
所述数据接收模块用于接收远程的集中控制指令和获取火灾报警信号；
所述数据分析模块与所述数据接收模块相连接，所述数据分析模块包括第一分析模块和第二分析模块，所述第一分析模块用于对发送的控制指令中包含的操作步骤信息、执行动作和按键确认信息进行分析，得到执行列表，所述第二分析模块与所述第一分析模块相连接，所述第二分析模块用于对火灾报警信号进行分析，判断火灾报警等级信息，并根据判断结果匹配所述执行列表中的操作流程信息。
3.如权利要求2所述的用于消防控制中心的智能值班机器人，其特征在于，所述数据分析模块还包括执行模块，所述执行模块与所述第二分析模块相连接，所述执行模块用于接收所述第二分析模块发送的操作流程信息，依据操作流程信息分析执行装置的运动轨迹，将运动轨迹发送至所述运动控制模块。
4.如权利要求3所述的用于消防控制中心的智能值班机器人，其特征在于，所述交互分析装置还包括视频监控模块和环境检测模块；
所述视频监控模块包括视频获取模块、云台控制模块和视频传输模块，所述视频获取模块包括高清摄像头，所述高清摄像头用于获取所述操作机构进行按键操作的视频信息，所述云台控制模块包括电机驱动模块、追踪范围识别模块和角度检测模块，所述高清摄像头设置在云台上，所述电机驱动模块用于根据所述追踪范围识别模块发送的坐标信息和角度检测模块发送的空间角度变化信息控制云台进行俯仰和左右移动，所述追踪范围识别模块用于判断摄像头获取的图像中操作机构的操作末端是否处于图像的中心坐标处，若未处于中心坐标出则根据偏离坐标进行追踪调整，所述角度检测模块与所述电机驱动模块电连接，所述角度检测模块包括角度传感器，所述角度传感器采集云台的空间角度变化信息，并发送至所述电机驱动模块，所述视频传输模块用于将获取的视频信息上传至视频存储服务器；
所述环境检测模块用于检测消防控制室内的温湿度信息、火灾烟雾信息。
5.如权利要求4所述的用于消防控制中心的智能值班机器人，其特征在于，所述环境检测模块包括感知模块和预警模块，所述感知模块包括温湿度传感器、烟雾传感器和易燃气体传感器，所述温湿度传感器、所述烟雾传感器和所述易燃气体传感器将检测到的温湿度信号、烟雾信号和易燃气体浓度信号发送至所述预警模块，所述预警模块将检测到信号参数与对应的阈值参数进行比较，当超过设置的对应阈值参数时，发出预警信号。
6.如权利要求1所述的用于消防控制中心的智能值班机器人，其特征在于，所述运动控制模块包括识别模块、第一电机控制模块和第二电机控制模块，所述识别模块用于对消防控制室中火灾自动报警控制器的操作控制区域与执行装置的距离进行识别，得到执行装置的运动轨迹信息；所述第一电机控制模块用于控制执行装置进行移动；所述第二电机控制模块用于控制操作末端移动至操作目标处和进行按键操作。
7.如权利要求6所述的用于消防控制中心的智能值班机器人，其特征在于，所述识别模块包括双目摄像头、图像识别模块和运动轨迹输出模块，所述双目摄像头将采集的景深数据及图像数据发送至所述图像识别模块，所述图像识别模块根据景深数据判断待操作目标子区域的中心坐标与机器人本体上执行装置的空间距离差信息，并根据空间距离差信息按照先左右移动后上下移动的运动方式进行移动，将执行装置运输至所述操作末端的初始运动位置处。
8.如权利要求7所述的用于消防控制中心的智能值班机器人，其特征在于，所述运动机构包括安装支架、导轨和滑块，所述安装支架用于安装导轨，所述滑块和导轨相适应，所述滑块上设置有升降机构，所述执行装置设置在所述升降机构上，所述第一电机控制模块通过电机带动导轨进行滑块的运动控制，并控制所述升降机构进行上下移动。
9.如权利要求1所述的用于消防控制中心的智能值班机器人，其特征在于，所述操作末端包括机械臂、机械爪和机械臂控制器，所述机械臂控制器接收所执行模块发送的操作末端的运动轨迹信息发送控制信号给第二电机控制模块，由所述第二电机控制模块控制所述机械臂运动至操作目标处，并控制所述机械爪进行按键按压操作。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117122859A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-11-28 | 广州鸿蒙信息科技有限公司 | 一种智能语音交互的消防值守系统和方法 |
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2023
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Cited By (2)
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| CN117122859B (zh) * | 2023-09-08 | 2024-03-01 | 广州普鸿信息科技服务有限公司 | 一种智能语音交互的消防值守系统和方法 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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