CN208654994U - 一种森林防火机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种森林防火机器人系统，包括控制单元、与控制单元输入端连接的红外探测单元、可见光探测单元、激光夜视单元，与控制单元输出端连接的机械运动单元、通讯单元、人机交互单元，为森林防火机器人系统供电的供电单元。集成探测、控制、通讯、火情定位、人机交互、供电等于一体，支持多种网络和供电方式，可以在没有外接电源和网络的情况下离线运行，适用于山地、草原等多种环境。
Description
技术领域
本实用新型属于森林防火监控预警技术领域，具体涉及一种森林防火机器人系统。
背景技术
现有的森林防火监控预警设备，网络为RJ45接线方式，外观为云台加护罩的方式，需要AC或者DC的供电，设备体积大、重量大，搬运不方便，外观不美观。设备的运行需要后台网络的控制指令，无法离线运行。报警的判断也只能依赖于后台软件的分析。
实用新型内容
本实用新型提供了一种森林防火机器人系统，主要解决现有森林防火监控预警设备存在的无法离线独立运行、环境适应能力较差的问题。
本实用新型提供的一种森林防火机器人系统，包括控制单元、与控制单元输入端连接的红外探测单元、可见光探测单元、激光夜视单元，与控制单元输出端连接的机械运动单元、通讯单元、人机交互单元，为森林防火机器人系统供电的供电单元。
进一步的，所述红外探测单元包括红外热成像机芯和红外热成像镜头，所述红外热成像机芯通过模拟视频接口、RS232接口和控制单元连接，所述红外热成像镜头通过红外热成像机芯的电机驱动接口与红外热成像机芯连接。
进一步的，所述可见光探测单元包括可见光相机和可见光镜头，所述可见光相机通过模拟视频接口、网络视频接口与控制单元连接，所述可见光镜头通过可见光相机的可见光镜头控制接口与可见光相机连接。
进一步的，所述激光夜视单元包括激光光源和激光镜头，所述激光光源的电机以及电位器与控制单元的激光控制接口连接，所述激光光源通过FC接口与激光镜头连接。
进一步的，所述机械运动单元用于实现森林防火机器人水平0-360°连续旋转以及俯仰±45°的运动。
进一步的，所述通讯单元以RJ45方式与控制单元连接，所述通讯单元采用芯片型号为MT7628。
进一步的，所述人机交互单元采用接线方式为FPC的9.7寸IPS高清触摸显示屏。
进一步的，所述控制单元内嵌gps模块与地磁正北模块，所述gps模块型号为ATGM336H-5N，所述地磁正北模块型号为Mag3110。
本实用新型的有益效果：全功能化集成设计，实现红外、可见光双模式探火，并设计有激光夜视功能，集成探测、控制、运动、通讯、显示、火情定位、人机交互、供电等功能于一体；标准模块、不同功能单元模块化设计便于部署、维护，适用于山地、草原等多种环境；高标准兼容性支持多种网络和供电方式，可以在没有外接电源和网络的情况下离线运行；人机交互友好，集成触控式人机交互和语音交互，便于部署配置、控制，实现贴心服务。
附图说明
图1为森林防火机器人系统的原理框图，
图2为可见光探测单元电路图，
图3为机械运动单元控制原理图，
图4为供电单元的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，不能理解为对本实用新型具体保护范围的限定。
实施例
参照图1，本实施例的森林防火机器人系统，包括控制单元、与控制单元输入端连接的红外探测单元、可见光探测单元、激光夜视单元，与控制单元输出端连接的机械运动单元、通讯单元、人机交互单元，为森林防火机器人系统供电的供电单元。所述红外探测单元用于实现森林防火机器人所在环境红外热成像图像成像和输出当前视场角最高温像素点灰度值和像素点坐标；所述可见光探测单元用于实现森林防火机器人所在环境可见光图像成像；所述激光夜视单元用于森林防火机器人夜晚补光照明；所述机械运动单元用于实现森林防火机器人水平0-360°连续旋转以及俯仰±45°的运动；所述通讯单元用于红外热成像视频图像传输、可见光视频图像传输、森林防火机器人控制信号传输，所述人机交互单元提供触控模式，可完成对巡航、报警策略等参数的配置，并实现简单视频显示与操控，发生火情时发出报警声音和灯光闪烁，还可扩展语音交互功能。
进一步的，所述红外探测单元包括红外热成像机芯和红外热成像镜头，所述红外热成像机芯通过模拟视频接口、RS232接口和控制单元连接，所述模拟视频接口可以是CVBS、BT656、Camera link等，红外热成像机芯输出模拟视频信号，具有RS232接口，模拟视频具有高温显示框，实时标注图像中的最高温点所在图像中的位置，RS232接口可以实时输出全幅图像中的最高温像素点的灰度值和像素点在图像中的X、Y坐标，并且通过RS232接口可以对红外热成像机芯参数进行配置。所述红外热成像镜头通过红外热成像机芯的电机驱动接口与红外热成像机芯连接，红外热成像镜头的焦距可以选择50mm-150mm，焦距不同，探测范围不同，镜头的焦距调整是通过直流电机带动，热成像机芯具有电机驱动接口，通过将红外热成像镜头电机的两根线接到红外热成像机芯的电机驱动接口上，实现镜头焦距的控制。
进一步的，所述可见光探测单元包括可见光相机和可见光镜头，所述可见光相机通过模拟视频接口、网络视频接口与控制单元连接，所述模拟视频接口可以是CVBS、BT656、Cameralink等，本实施例网络视频接口是RJ45，所述可见光相机同时输出模拟视频信号和经过H.264编码后的网络视频信号。所述可见光镜头通过可见光相机的可见光镜头控制接口与可见光相机连接，电路图如图2所示，可见光镜头的焦距可以选择350mm-1000mm，焦距不同，探测范围不同，可见光镜头可以进行变倍、聚焦控制，同时可见光镜头具有预置位功能，通过将可见光镜头的变倍ZOOM+、ZOOM-，FOCUS+、FOCUS-，VREF、ZOOM反馈、FOCUS反馈、COM接到控制单元的可见光镜头控制接口，可以实现变倍、聚焦控制。同时将可见光相机的模拟视频信号接到控制单元的视频分析接口，可以实现自动对焦控制。
进一步的，所述激光夜视单元包括激光光源和激光镜头，所述激光光源的电机以及电位器与控制单元的激光控制接口连接，激光镜头为直流电机+电位器的方式，通过将激光镜头的直流电机两根线和电位器的两根线连接到控制单元的激光控制接口，可以实现激光镜头的变焦。所述激光光源通过FC接口与激光镜头连接，激光光源自带一根光纤，输出为FC接口公头，激光镜头上有FC接口母头，如此通过FC接口连接。
进一步的，所述机械运动单元包括水平运动部分和俯仰运动部分，水平运动部分由力矩电机、左右限位光电开关、驱动器、水平驱动板、编码器等组成，水平运动部分通过CAN通讯线缆与控制单元连接，水平驱动部分实现森林防火机器人水平0-360°连续旋转；俯仰运动部分由力矩电机、驱动器、俯仰驱动板、编码器、上下限位开关等组成，俯仰运动部分也通过CAN通讯线缆与控制单元连接，俯仰运动部分实现森林防火机器人俯仰±45°的运动。所述机械运动单元的控制原理如图3所示。
进一步的，所述通讯单元以RJ45方式与控制单元连接，所述通讯单元采用芯片型号为MT7628，以4G通讯为主，兼容5G通讯。
进一步的，所述人机交互单元采用接线方式为FPC的9.7寸IPS高清触摸显示屏。
进一步的，所述供电单元的电路图如图4所示，供电单元实现锂电池组充电、放电、状态管理等，对机器人供电，可以根据设置实现低电量报警和蓄电能力下降报警，根据用电电压和功率规划电池组电压和容量，可兼容太阳能供电。
进一步的，所述控制单元内嵌gps模块与地磁正北模块，所述gps模块型号为ATGM336H-5N，所述地磁正北模块型号为Mag3110，可实时上报森林防火机器人系统所在位置和正北角度。所述控制单元接入可见光相机的报警alarm in接口，可以控制可见光相机进行抓拍动作。
Claims (8)
1.一种森林防火机器人系统，其特征在于：包括控制单元、与控制单元输入端连接的红外探测单元、可见光探测单元、激光夜视单元，与控制单元输出端连接的机械运动单元、通讯单元、人机交互单元，为森林防火机器人系统供电的供电单元。
2.根据权利要求1所述的森林防火机器人系统，其特征在于：所述红外探测单元包括红外热成像机芯和红外热成像镜头，所述红外热成像机芯通过模拟视频接口、RS232接口和控制单元连接，所述红外热成像镜头通过红外热成像机芯的电机驱动接口与红外热成像机芯连接。
3.根据权利要求1所述的森林防火机器人系统，其特征在于：所述可见光探测单元包括可见光相机和可见光镜头，所述可见光相机通过模拟视频接口、网络视频接口与控制单元连接，所述可见光镜头通过可见光相机的可见光镜头控制接口与可见光相机连接。
4.根据权利要求1所述的森林防火机器人系统，其特征在于：所述激光夜视单元包括激光光源和激光镜头，所述激光光源的电机以及电位器与控制单元的激光控制接口连接，所述激光光源通过FC接口与激光镜头连接。
5.根据权利要求1所述的森林防火机器人系统，其特征在于：所述机械运动单元用于实现森林防火机器人水平0-360°连续旋转以及俯仰±45°的运动。
6.根据权利要求1所述的森林防火机器人系统，其特征在于：所述通讯单元以RJ45方式与控制单元连接，所述通讯单元采用芯片型号为MT7628。
7.根据权利要求1所述的森林防火机器人系统，其特征在于：所述人机交互单元采用接线方式为FPC的9.7寸IPS高清触摸显示屏。
8.根据权利要求1所述的森林防火机器人系统，其特征在于：所述控制单元内嵌gps模块与地磁正北模块，所述gps模块型号为ATGM336H-5N，所述地磁正北模块型号为Mag3110。
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Family
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110246298A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-17 | 张兰勇 | 一种履带式森林巡防机器人 |
| CN110827501A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-02-21 | 四川汇源光通信有限公司 | 一种基于5g通信技术和偏振技术的火灾探测方法与装置 |
| CN110942579A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-03-31 | 山东神戎电子股份有限公司 | 一种无人值守的低功耗多光谱夜视报警系统 |
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2018
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