RU2411974C1 - Method of automatic fire extinguishing and automatic system for its realisation - Google Patents
Method of automatic fire extinguishing and automatic system for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411974C1 RU2411974C1 RU2010105145/12A RU2010105145A RU2411974C1 RU 2411974 C1 RU2411974 C1 RU 2411974C1 RU 2010105145/12 A RU2010105145/12 A RU 2010105145/12A RU 2010105145 A RU2010105145 A RU 2010105145A RU 2411974 C1 RU2411974 C1 RU 2411974C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fire
- coordinates
- monitors
- television cameras
- flame
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fire Alarms (AREA)
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматическим системам пожаротушения, а именно к техническим средствам управления устройствами подачи огнетушащего вещества на основе определения пространственных координат очага возгорания.The invention relates to automatic fire extinguishing systems, and in particular to technical means for controlling fire extinguishing agent supply devices based on determining the spatial coordinates of the fire source.
Известно телевизионное устройство определения дальности до объекта, описанное в патенте РФ №2013025, H04N 13/18, опубликованном 15.05.1994 г. Это устройство содержит планку с контрастными наконечниками, телевизионный датчик, синхрогенератор, первый и второй амплитудные селекторы, цифровой координатор, первую и вторую стойки, поворотный блок, анализатор сигнала, ламповый индикатор, цифровой индикатор, два коммутатора, блок вычитания. Для определения дальности оператору требуется установить телевизионный датчик поочередно справа и слева от планки с контрастными наконечниками, совместить наконечники с маркерной линией и зафиксировать максимальный размер контрастного наконечника. Максимальный размер фиксируется тогда, когда центральная ось объектива телевизионного датчика перпендикулярна вертикальной плоскости, проходящей через планку с контрастными наконечниками. Таким образом, существенным недостатком данного устройства является большое время определения дальности.A television device for determining the distance to an object is known, described in RF patent No. 20132525, H04N 13/18, published May 15, 1994. This device contains a bar with contrasting tips, a television sensor, a clock generator, first and second amplitude selectors, a digital coordinator, the first and the second rack, rotary unit, signal analyzer, lamp indicator, digital indicator, two switches, subtraction unit. To determine the range, the operator needs to install a television sensor alternately to the right and left of the bar with contrasting tips, align the tips with the marker line and fix the maximum size of the contrasting tip. The maximum size is fixed when the central axis of the lens of the television sensor is perpendicular to the vertical plane passing through the bar with contrasting tips. Thus, a significant disadvantage of this device is the long time to determine the range.
Для уменьшения времени определения дальности в данном устройстве можно использовать одновременно два телевизионных датчика по обе стороны планки с контрастными наконечниками, однако при этом для осуществления измерений потребуется участие двух операторов и, соответственно, в два раза должно быть увеличено количество аппаратуры.To reduce the time for determining the range in this device, two television sensors can be used simultaneously on both sides of the bar with contrasting tips, however, for this to take measurements, the participation of two operators will be required and, accordingly, the number of equipment should be doubled.
Кроме того, использование контрастных наконечников затрудняет использование данного телевизионного устройства определения дальности на объектах различной сложности, в частности в производственных помещениях с установленным в них оборудованием, перекрывающим поле зрения телевизионного датчика.In addition, the use of contrasting tips makes it difficult to use this television device for determining the range at objects of varying complexity, in particular in industrial premises with equipment installed in them, covering the field of view of the television sensor.
Известен телевизионный дальномер, описанный в патенте РФ №2096809, H04N 7/18, опубликованном 20.11.1997 г. Время определения дальности до объекта данным телевизионным дальномером меньше, чем у предыдущего. Достигается это с помощью двух блоков последовательно соединенных линий задержек, двух контрольных селекторов, координаторов, вычитателя и дешифраторов. Дальность определяется по временному рассогласованию между двумя сигналами от измеряемого объекта, которое обратно пропорционально дальности.A known television range finder is described in RF patent No. 2096809, H04N 7/18, published on November 20, 1997. The time to determine the distance to an object with this television range finder is less than the previous one. This is achieved with the help of two blocks of delay lines connected in series, two control selectors, coordinators, a subtractor and decoders. The range is determined by the time mismatch between the two signals from the measured object, which is inversely proportional to the range.
Блоки линий задержек в телевизионном дальномере необходимы, чтобы расположить на одной строке маркерные метки, которые могут сместиться в поле зрения передающих трубок. Таким образом, с помощью данных блоков осуществляется автоматическая регулировка, что позволяет избежать расхождения по строкам в связи с прогибанием базы, вибрацией, качкой, изменением температуры и влажности, а также после замены передающих трубок объективов.Blocks of delay lines in a television rangefinder are needed to place marker marks on one line that may shift in the field of view of the transmitting tubes. Thus, using these blocks, automatic adjustment is carried out, which avoids line breaks due to base bending, vibration, pitching, changes in temperature and humidity, and also after replacing the lens transfer tubes.
Однако телевизионный дальномер вычисляет лишь дальность до объекта, но не вычисляет его пространственные координаты. Более того, для увеличения точности измерения дальности при малой базе необходимо использовать осциллограф, отображающий временное рассогласование между двумя сигналами, что приводит к определенным неудобствам в использовании данного устройства.However, the television range finder only calculates the distance to the object, but does not calculate its spatial coordinates. Moreover, to increase the accuracy of measuring ranges with a small base, it is necessary to use an oscilloscope that displays a temporary mismatch between two signals, which leads to certain inconveniences in using this device.
Известна многоканальная система наведения, представленная в патенте РФ №2199709, F41G 7/26, опубликованном 27.02.2003 г., предназначенная для многоканальных обзорно-поисковых систем, осуществляющих обнаружение цели в контролируемой зоне. Данная система включает в себя, по меньшей мере, два канала обнаружения, один из которых выполнен телевизионным, а другой - инфракрасным, а также лазерный дальномер, содержащий последовательно расположенные источник излучения, первое и второе плоские зеркала с приводом вращения каждое и объектив.Known multi-channel guidance system presented in the patent of the Russian Federation No. 2199709, F41G 7/26, published on 02.27.2003, intended for multi-channel search and search systems that perform target detection in a controlled area. This system includes at least two detection channels, one of which is made of television, and the other is infrared, as well as a laser range finder containing a sequentially located radiation source, first and second flat mirrors with a rotation drive each and a lens.
Недостатком данного устройства, препятствующим его применению для систем пожаротушения, является то, что оно дает возможность вычислять координаты объекта не в пространстве, а только на плоскости, совпадающей с местоположением объекта, причем объект должен обладать определенной плотностью, чтобы отражать излучение лазерного источника.The disadvantage of this device that impedes its use for fire extinguishing systems is that it makes it possible to calculate the coordinates of the object not in space, but only on a plane that coincides with the location of the object, and the object must have a certain density to reflect the radiation of a laser source.
Известна также роботизированная установка пожаротушения по патенту РФ №2128536, А62С 37/00, опубликованному 10.04.1996 г. В данной установке для наведения ствола на очаг возгорания используется устройство обнаружения загорания, выполненное в виде телекамеры с фильтром, с углом обзора по всей защищаемой площади. Особенность этой установки заключается в том, что телекамера установлена на стволе пожарного монитора таким образом, что ее оптическая ось сориентирована в направлении подачи огнетушащего вещества.Also known is a robotic fire extinguishing installation according to the patent of the Russian Federation No. 21588536, A62C 37/00, published on April 10, 1996. In this installation, a device for detecting a fire made in the form of a camera with a filter with a viewing angle over the entire protected area is used to aim the barrel at a fire source . The peculiarity of this installation is that the camera is mounted on the barrel of the fire monitor so that its optical axis is oriented in the direction of supply of the extinguishing agent.
При поступлении информации от системы пожарной сигнализации об очаге возгорания оптическая ось телекамеры наводится на очаг возгорания.Upon receipt of information from the fire alarm system about the source of ignition, the optical axis of the camera is aimed at the source of ignition.
Световой поток, предварительно отселектированный фильтром в частотной области излучения пламени, преобразуется в телекамере в видеосигнал, который поступает на видеокоммутатор. Видеосигнал поступает на устройство захвата изображения и анализируется программным путем в процессоре ПЭВМ. Далее формируются управляющие команды по наведению ствола на очаг загорания. Ствол разворачивается в сторону очага возгорания до совмещения оптической оси телекамеры с центром очага возгорания. Процессор формирует команду на привод насадка на открытие подачи огнетушащего вещества при заданном угле распыла, и производится тушение пожара.The luminous flux, pre-selected by the filter in the frequency domain of the radiation of the flame, is converted in the camera into a video signal that is fed to the video switch. The video signal arrives at the image capture device and is analyzed programmatically in a PC processor. Next, control teams are formed to bring the barrel to the focus of tanning. The barrel is deployed in the direction of the fire to align the optical axis of the camera with the center of the fire. The processor generates a command to drive the nozzle to open the supply of the extinguishing agent at a given spray angle, and the fire is extinguished.
Реализуемый в указанной установке способ обнаружения очага возгорания имеет ряд недостатков. В частности, в установке использована однокамерная система, которая дает возможность вычислять только направление на очаг возгорания, но не определяет дальность до него, т.е. не вычисляется угол, на который необходимо повернуть пожарный ствол по вертикали, чтобы струя огнетушащего вещества максимально прицельно накрывала пламя в очаге. При этом расходование огнетушащей среды осуществляется неэффективно, т.к. ее распыление производится по всей площади защищаемой зоны.The method of detecting a source of ignition implemented in this installation has a number of disadvantages. In particular, the installation uses a single-chamber system, which makes it possible to calculate only the direction to the source of ignition, but does not determine the distance to it, i.e. the angle at which it is necessary to rotate the fire barrel vertically is not calculated so that the jet of extinguishing agent most accurately covers the flame in the source. At the same time, the expenditure of the extinguishing medium is inefficient, since its spraying is carried out over the entire area of the protected zone.
Кроме того, при наличии препятствия между стволом пожарного монитора и очагом возгорания, например крупногабаритного оборудования или перегородки, установленная на стволе телевизионная камера не сможет навести ствол. К тому же при тушении очага возгорания невозможно контролировать процесс его устранения с помощью телекамеры, установленной на стволе, т.к. в процессе тушения очага возгорания объектив телекамеры загрязняется частицами распыленного огнетушащего вещества, которое, в то же время, закрывает обзор телекамеры.In addition, if there is an obstacle between the barrel of the fire monitor and the source of fire, for example, large equipment or partitions, a television camera mounted on the barrel will not be able to aim the barrel. In addition, when extinguishing a fire, it is impossible to control the process of eliminating it using a camera mounted on the barrel, because in the process of extinguishing a fire, the camera lens is contaminated with particles of sprayed extinguishing agent, which, at the same time, closes the view of the camera.
Кроме того, известная система не позволяет управлять наведением одновременно нескольких пожарных стволов.In addition, the known system does not allow you to control the guidance of several fire trunks at the same time.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой системе является способ автоматического пожаротушения и автоматическая система пожаротушения по патенту РФ №2046613, А62С 35/11, А62С 37/40, опубликованному 27.10.1995 г., выбранному в качестве прототипа.The closest in technical essence to the claimed system is a method of automatic fire extinguishing and an automatic fire extinguishing system according to the patent of the Russian Federation No. 2046613, A62C 35/11, A62C 37/40, published October 27, 1995, selected as a prototype.
Согласно способу автоматического пожаротушения, включающему определение источника пламени в защищаемой зоне, подачу и распыление струи огнетушащей среды в направлении источника пламени с одновременным возвратно-поступательным перемещением струи в двух взаимно перпендикулярных направлениях, перед подачей огнетушащей среды определяют координаты границ пламени, а направление подачи и амплитуду возвратно-поступательного перемещения струи выбирают соизмеримой с расстоянием между границами пламени.According to the method of automatic fire extinguishing, which includes determining the source of the flame in the protected zone, supplying and spraying the jet of the extinguishing medium in the direction of the source of the flame with simultaneous reciprocating movement of the jet in two mutually perpendicular directions, the coordinates of the boundaries of the flame are determined before the extinguishing medium is supplied, and the direction of supply and the amplitude reciprocating movement of the jet is selected commensurate with the distance between the boundaries of the flame.
Автоматическая система пожаротушения содержит лафетный ствол для распыления огнетушащей среды, установленный с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, первый и второй приводные двигатели для перемещения лафетного ствола, средства подачи огнетушащей среды в лафетный ствол, блок управления, связанный с приводными двигателями и с входом управления средств подачи огнетушащей среды в лафетный ствол, средства обнаружения и наведения, выполненные в виде датчика обнаружения пламени и датчика цели, жестко установленного на лафетном стволе соосно с ним.The automatic fire extinguishing system contains a fire monitor for spraying a fire extinguishing medium, mounted for movement in two mutually perpendicular directions, first and second drive motors for moving a fire monitor, means for supplying a fire extinguishing medium to a fire monitor, a control unit associated with the drive engines and the control input means for supplying a fire extinguishing medium to a gun mount, detection and guidance means made in the form of a flame detection sensor and a target sensor, new on the gun monitor coaxially with it.
При этом система снабжена датчиками перемещения ствола в первом и втором направлениях, подключенными к соответствующим входам блока управления, дополнительно оснащенного элементом сравнения, программным блоком с памятью, соединенным с элементом сравнения, и блоком определения амплитуды возвратно-поступательного перемещения лафетного ствола в функции координат источника пламени, подключенным к памяти программного блока, а выходы датчиков обнаружения пламени, датчика цели и датчиков перемещения ствола в первом и втором направлениях связаны с блоком управления через элемент сравнения.The system is equipped with sensors for moving the barrel in the first and second directions, connected to the corresponding inputs of the control unit, additionally equipped with a comparison element, a software block with a memory connected to the comparison element, and a unit for determining the amplitude of the reciprocating movement of the gun barrel as a function of the coordinates of the flame source connected to the memory of the software unit, and the outputs of the sensors for flame detection, target sensors and sensors for moving the barrel in the first and second directions Knit with the control unit through the comparison element.
В качестве датчика цели может быть использован любой датчик, способный выдавать электрический сигнал при возникновении пожара в этой узкой рабочей зоне, в частности оптико-электрический датчик, однако возможно также использование телекамер инфракрасного диапазона.As the target sensor, any sensor capable of generating an electrical signal in case of a fire in this narrow working area, in particular an optical-electric sensor, can be used, however, infrared cameras can also be used.
При реализации известного способа сначала с помощью датчика обнаружения пламени определяют наличие источника возгорания в защищаемой зоне, затем вычисляют координаты границ пламени, с помощью датчика цели наводят лафетный ствол на очаг возгорания и включают подачу огнетушащей среды, а направление подачи и амплитуду возвратно-поступательного перемещения струи регулируют (изменяют) в пределах координат границ пламени. При этом, как уже было упомянуто выше, координаты границ пламени вычисляют не в пространстве, а только на плоскости, в виде прямоугольной зоны, совпадающей с местоположением источника пламени, в границах которой будет осуществляться пожаротушение. Такой подход не позволяет достоверно оценить масштабы очага возгорания в трех измерениях, а размещение датчика цели на лафетном стволе приводит к снижению эффективности распыления огнетушащего вещества из-за низкой прицельности его подачи.When implementing the known method, first, using the flame detection sensor, the presence of the ignition source in the protected area is determined, then the coordinates of the flame boundaries are calculated, the gun barrel is aimed at the ignition site and the supply of the extinguishing medium is turned on, and the flow direction and the amplitude of the reciprocating movement of the jet adjust (change) within the coordinates of the boundaries of the flame. In this case, as already mentioned above, the coordinates of the boundaries of the flame are calculated not in space, but only on the plane, in the form of a rectangular zone that coincides with the location of the flame source, within the boundaries of which fire fighting will be carried out. This approach does not allow to reliably estimate the extent of the fire in three dimensions, and the placement of the target sensor on the gun barrel reduces the efficiency of spraying the extinguishing agent due to the low aiming of its supply.
К тому же, как и в предыдущей системе, если между стволом пожарного монитора, на котором жестко установлен датчик цели, и очагом возгорания имеется какое-либо препятствие, например перегородка или промышленное оборудование, то более или менее точное наведение ствола становится вообще невозможным, так же как и контроль за происходящим в очаге возгорания, т.к. в процессе тушения распыляемое огнетушащее вещество загрязняет объектив оптической системы датчика и закрывает его обзор, в результате чего огнетушащие средства расходуются неэффективно, покрывая всю площадь в пределах вычисленных координат границ пламени, хотя очаг возгорания мог уже локализоваться или переместиться.In addition, as in the previous system, if there is any obstacle between the barrel of the fire monitor, on which the target sensor is rigidly mounted, and the source of ignition, for example a partition or industrial equipment, then more or less accurate aiming of the barrel becomes completely impossible, so as well as control over what is happening in the fire, because during extinguishing, the sprayed extinguishing agent contaminates the lens of the optical system of the sensor and closes its view, as a result of which the extinguishing agents are used inefficiently, covering the entire area within the calculated coordinates of the flame boundaries, although the source of ignition could already be localized or moved.
Указанные недостатки устраняются заявляемым способом автоматического пожаротушения и автоматической системой для его осуществления.These shortcomings are eliminated by the claimed method of automatic fire extinguishing and an automatic system for its implementation.
Изобретение решает задачу создания автоматической системы пожаротушения, позволяющей с большой достоверностью обнаруживать местоположение и границы очага возгорания и эффективно тушить его за счет максимальной прицельности подачи огнетушащего вещества.The invention solves the problem of creating an automatic fire extinguishing system that allows with great accuracy to locate the location and boundaries of the fire and extinguish it effectively due to the maximum aiming of the extinguishing agent.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении достоверности и точности определения пространственных координат очага возгорания для прицельного наведения устройства подачи огнетушащего вещества, а также в повышении эффективности расходования огнетушащих средств.The technical result from the use of the invention is to increase the reliability and accuracy of determining the spatial coordinates of the source of fire for aiming the device for supplying a fire extinguishing agent, as well as to increase the efficiency of spending fire extinguishing agents.
Для достижения технического результата согласно способу автоматического пожаротушения, включающему определение наличия источника пламени на контролируемой территории с помощью средств обнаружения, определение координат границ пламени, подачу и распыление струи огнетушащей среды в направлении источника пламени с возможностью регулирования направления подачи и амплитуды возвратно-поступательного перемещения струи в зависимости от координат границ пламени, в качестве средств обнаружения используют по меньшей мере две телевизионные камеры, размещают их в пределах контролируемой территории произвольно по отношению к стволам пожарных мониторов, вычисляют пространственные координаты мест расположения телевизионных камер и стволов пожарных мониторов, заносят их в память компьютера, координаты границ пламени вычисляют в виде пространственных координат в зависимости от координат расположения телевизионных камер, а углы разворота лафетных стволов вычисляют в зависимости от их расстояния до границ пламени с учетом сил гравитации.To achieve a technical result according to the method of automatic fire extinguishing, which includes determining the presence of a flame source in a controlled area using detection tools, determining the coordinates of the boundaries of the flame, supplying and spraying a stream of fire extinguishing medium in the direction of the flame source with the possibility of controlling the flow direction and amplitude of the reciprocating movement of the jet in depending on the coordinates of the boundaries of the flame, at least two television e cameras, place them within the controlled area arbitrarily with respect to the trunks of fire monitors, calculate the spatial coordinates of the locations of the television cameras and the trunks of fire monitors, enter them into the computer's memory, the coordinates of the boundaries of the flame are calculated as spatial coordinates depending on the coordinates of the location of the television cameras , and the angle of rotation of the fire monitors is calculated depending on their distance to the borders of the flame, taking into account the forces of gravity.
В автоматической системе пожаротушения согласно изобретению, содержащей по меньшей мере один пожарный монитор с лафетным стволом, снабженным приводами вертикального и горизонтального наведения для ориентировки его в направлении подачи огнетушащего вещества, средства подачи огнетушащей среды в лафетный ствол, устройство обнаружения, подключенное к устройству обработки и управления, выполненному на базе ЭВМ, и пульт оператора, устройство обнаружения выполнено в виде по меньшей мере двух телевизионных камер, расположенных в пределах контролируемой территории отдельно от стволов пожарных мониторов и на произвольном расстоянии по отношению к ним, а приводы вертикального и горизонтального наведения стволов подключены к устройствам обработки и управления через контроллеры. При этом предпочтительно, чтобы телевизионные камеры были расположены на высоте, максимально возможной для условий контролируемой территории.In the automatic fire extinguishing system according to the invention, comprising at least one fire monitor with a fire monitor equipped with vertical and horizontal guidance drives for orienting it in the direction of supply of the extinguishing agent, means for supplying the fire extinguishing medium to the fire monitor, a detection device connected to the processing and control device made on the basis of a computer, and the operator’s panel, the detection device is made in the form of at least two television cameras located within ntroliruemoy territory separately from fire hoses and monitors an arbitrary distance relative thereto, and drives the vertical and horizontal guidance of trunks connected to the processing and control devices via the controllers. Moreover, it is preferable that the television cameras are located at a height as high as possible for the conditions of the controlled territory.
Кроме того, телевизионные камеры выполнены двухканальными, включая инфракрасный канал и видеоканал.In addition, television cameras are made dual-channel, including infrared channel and video channel.
Кроме того, устройство обработки и управления включает последовательно соединенные плату видеозахвата, ЭВМ и плату расширения портов ввода-вывода, выходы которой подключены ко входам контроллеров приводов вертикального и горизонтального наведения стволов и привода подачи огнетушащего вещества, а вход устройства соединен с выходами телевизионных камер.In addition, the processing and control device includes a series-connected video capture card, a computer, and an expansion I / O port expansion board, the outputs of which are connected to the inputs of the controllers of the vertical and horizontal guidance trunks and the fire extinguishing agent supply drive, and the input of the device is connected to the outputs of television cameras.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена функциональная схема автоматической системы пожаротушения, на фиг.2 проиллюстрирован пример вычисления координат очага возгорания.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a functional diagram of an automatic fire extinguishing system, Fig. 2 illustrates an example of calculating the coordinates of a fire source.
Как показано на чертежах, автоматическая система пожаротушения содержит n двухканальных телевизионных камер (ТВК1-TBKn) 1.1-1.n; устройство 2 обработки и управления; плату 3 видеозахвата; ЭВМ 4; плату 5 расширения портов ввода-вывода; пульт оператора 6; контроллеры 7.1-7.m приводов лафетных стволов m пожарных мониторов; лафетные стволы (ЛС1-ЛСm) 8.1-8.m пожарных мониторов.As shown in the drawings, an automatic fire extinguishing system contains n two-channel television cameras (TVK1-TBKn) 1.1-1.n;
В заявленной автоматической системе пожаротушения телевизионные камеры 1.1-1.n располагаются отдельно от стволов пожарных мониторов, произвольно по отношению к ним и на максимально возможной высоте, а их количество не связано с количеством пожарных мониторов. В качестве устройств подачи огнетушащего вещества используются лафетные стволы 8.1-8.m.In the claimed automatic fire extinguishing system, television cameras 1.1-1.n are located separately from the barrels of fire monitors, arbitrarily with respect to them and at the highest possible height, and their number is not related to the number of fire monitors. The fire monitors 8.1-8.m are used as fire extinguishing agent supply devices.
Для повышения достоверности обнаружения очага возгорания применяются телевизионные камеры 1.1-1.n, содержащие два канала: инфракрасный канал и видеоканал. При этом видеоканал позволяет оператору визуально контролировать защищаемый объект и процесс тушения очага возгорания, а инфракрасный канал дает возможность обнаружить очаг возгорания в инфракрасном диапазоне излучения, например, по изменениям тепловых характеристик среды на контролируемой территории, а также определить его координаты.To increase the reliability of detection of a fire source, television cameras 1.1-1.n are used, containing two channels: an infrared channel and a video channel. At the same time, the video channel allows the operator to visually monitor the protected object and the process of extinguishing the fire, and the infrared channel makes it possible to detect the fire in the infrared radiation range, for example, by changing the thermal characteristics of the environment in the controlled area, as well as determine its coordinates.
Устройство 2 обработки и управления предназначено для анализирования сигналов на выходах ТВК 1.1-1.n, вычисления координат очага возгорания и расстояния от очага возгорания до ближайшего к нему лафетного ствола, определения углов разворота лафетных стволов и передачи данной информации на контроллеры приводов их вертикального и горизонтального наведения и привод подачи огнетушащего вещества, а также формирования команды на прекращение подачи огнетушащего вещества и перемещение стволов в исходную позицию при отсутствии признаков горения в очаге.The processing and
Устройство 2 обработки и управления содержит последовательно соединенные плату 3 видеозахвата, ЭВМ 4, плату 5 расширения портов ввода-вывода, при этом входы устройства 2 подключены с выходами телевизионных камер 1.1-1.n, а выходы соединены со входами контроллеров 7.1-7.m приводов вертикального и горизонтального наведения стволов и привода подачи огнетушащего вещества, а также со входом пульта 6 оператора.The processing and
Плата 3 видеозахвата предназначена для переключения входов между телевизионными камерами 1.1-1.n, преобразования аналогового сигнала в цифровой, а также ввода полученных данных в ЭВМ 4. Плата 3 видеозахвата может быть выполнена, например, на базе процессора VFG7330ER фирмы «RTD».The
ЭВМ 4 может иметь различную конфигурацию в зависимости от особенностей контролируемой территории, но предпочтительно должна быть выполнена в виде промышленной ЭВМ. С помощью ЭВМ 4 программным путем осуществляется обнаружение и вычисление координат очага возгорания как функции от пространственных координат мест расположения телевизионных камер 1.1-1.n, предварительно занесенных в память компьютера, вычисление расстояния от очага возгорания до ближайших лафетных стволов, вычисление углов разворота лафетных стволов с учетом сил гравитации, передача информации о развороте лафетных стволов на необходимые углы на контроллеры приводов. ЭВМ 4 может быть выполнена, например, на базе процессора СРС-500.The
Плата 5 расширения портов ввода-вывода предназначена для передачи информации (управляющих сигналов) на контролеры 7.1-7.m приводов вертикального и горизонтального наведения лафетных стволов 8.1-8.m и привод подачи огнетушащего вещества, а также на пульт оператора 6 и может быть выполнена, например, на базе процессора РСМ-3614 фирмы «Advantec».The I /
Приводы вертикального и горизонтального наведения лафетных стволов и привод подачи огнетушащего вещества на чертеже не показаны.Drives for vertical and horizontal guidance of fire monitors and a drive for supplying extinguishing agent are not shown in the drawing.
Пульт оператора 6 представляет собой видеомонитор и соответствующие периферийные устройства, в частности устройство типа «мышь» или джойстик.The
Контроллеры 7.1-7.m лафетных стволов предназначены для управления лафетными стволами 8.1-8.m с помощью встроенного программного обеспечения и могут быть выполнены, например, на базе контроллера AVR фирмы Atmel.Controllers 7.1-7.m of fire monitors are designed to control monitors 8.1-8.m with the help of built-in software and can be performed, for example, based on the Atmel AVR controller.
Способ автоматического пожаротушения осуществляют следующим образом.The method of automatic fire fighting is as follows.
Телевизионные камеры 1.1-1.n размещают в пределах контролируемой территории отдельно от стволов пожарных мониторов и на произвольном расстоянии по отношению к ним, вычисляют пространственные координаты мест расположения телевизионных камер ТВК1-TBKn и лафетных стволов ЛС1-ЛСm пожарных мониторов и заносят их в память компьютера (ЭВМ 4).The television cameras 1.1-1.n are placed within the controlled territory separately from the fire monitor trunks and at an arbitrary distance in relation to them, the spatial coordinates of the locations of the TVK1-TBKn television cameras and the fire monitors LS1-LSm fire monitors are calculated and stored in the computer memory (Computer 4).
С помощью средств обнаружения и наведения, выполненных в виде по меньшей мере двух телевизионных камер 1.1-1.n, определяют наличие источника пламени на контролируемой территории, с помощью ЭВМ 4 определяют (вычисляют) в трехмерном виде (т.е. в виде пространственных координат) координаты границ пламени в зависимости от координат расположения телевизионных камер, а также расстояние от очага возгорания до ближайших лафетных стволов, а затем вычисляют углы разворота лафетных стволов, после чего производят подачу и распыление струи огнетушащей среды в направлении источника пламени, при необходимости регулируя направление подачи и амплитуду возвратно-поступательного перемещения струи в зависимости от координат границ пламени.Using detection and guidance, made in the form of at least two television cameras 1.1-1.n, determine the presence of a flame source in the controlled area, using
При этом углы разворота лафетных стволов вычисляют в зависимости от их расстояния до границ пламени с учетом сил гравитации.In this case, the angle of rotation of the fire monitors is calculated depending on their distance to the boundaries of the flame, taking into account the forces of gravity.
Работа автоматической системы пожаротушения осуществляется следующим образом.The operation of the automatic fire extinguishing system is as follows.
Двухканальные телевизионные камеры 1.1…1.n передают информацию на плату 3 видеозахвата устройства 2 обработки и управления, где аналоговый видеосигнал преобразуется в цифровую форму и передается в ЭВМ 4. ЭВМ 4 идентифицирует очаг возгорания по следующим признакам горения:Two-channel television cameras 1.1 ... 1.n transmit information to the
- изменение яркости очага горения (мерцание);- change in brightness of the burning site (flicker);
- изменение площади очага горения.- change in the area of the combustion zone.
На основе полученной информации ЭВМ 4 производит вычисление координат очага возгорания в единой системе координат, где известны предварительно вычисленные и внесенные в память компьютера координаты мест расположения ТВК 1.1…1.n и лафетных стволов 8.1…8.m, а также вычисляет дальность от каждого пожарного ствола до очага возгорания, а затем для каждого ствола вычисляется угол, на который необходимо поднять пожарный ствол по вертикали, и требуемый угол разворота пожарного ствола по горизонтали.Based on the information received, the
Параметры наведения выдаются через плату 5 расширения портов ввода-вывода одновременно на несколько контроллеров 7.1-7.m приводов для наведения лафетных стволов 8.1-8.m на очаг возгорания.Guidance parameters are issued via the I / O
За время наведения лафетных стволов 8.1…8.m ЭВМ 4 производит вычисление динамических параметров очага возгорания, т.е. изменение средней яркости очага горения (температуры) и изменение площади очага горения, задает с запасом площадь, на которой будет производиться тушение очага возгорания.During the guidance of the fire monitors 8.1 ... 8.m
По достижении лафетными стволами 8.1…8.m соответствующего положения ЭВМ 4 формирует команду на открытие привода подачи огнетушащего вещества, и производится тушение очага возгорания.When the fire monitors reach 8.1 ... 8.m the corresponding position, the
При отсутствии признаков возгорания формируются команды на закрытие подачи огнетушащего вещества и перемещение стволов в исходную позицию.In the absence of signs of fire, teams are formed to close the supply of the extinguishing agent and move the trunks to their original position.
Информация об очаге возгорания также передается с платы 5 расширения портов ввода-вывода на пульт оператора 6. Благодаря видеоканалу, присутствующему в двухканальной телевизионной камере, оператор может визуально контролировать работу системы и в случае необходимости вмешиваться в процесс тушения очага возгорания. За счет того что телевизионные камеры располагаются отдельно от лафетных стволов, объективы камер не загрязняются огнетушащим веществом в процессе тушения очага возгорания.Information about the fire source is also transmitted from the I / O
Количество двухканальных телевизионных камер, необходимое для предлагаемой системы пожаротушения, зависит от площади и сложности защищаемого объекта и не связано с количеством пожарных стволов. Однако следует заметить, что для определения координат очага возгорания необходимо использовать как минимум две двухканальные телевизионные камеры.The number of two-channel television cameras required for the proposed fire extinguishing system depends on the area and complexity of the protected object and is not related to the number of fire trunks. However, it should be noted that to determine the coordinates of the source of fire, it is necessary to use at least two two-channel television cameras.
Для пояснения вычисления координат очага возгорания рассмотрим следующий пример.To clarify the calculation of the coordinates of the source of ignition, consider the following example.
Пусть две телевизионные камеры расположены на некотором расстоянии друг от друга и на разной высоте, а также отдельно от лафетных стволов (фиг.2). Координаты телевизионной камеры 1 обозначим как К1(x1,y1,z1), координаты камеры 2 - К2(x2,y2,z2), координаты лафетного ствола ЛС1 - C1(x3,y3,z3), координаты лафетного ствола ЛС2 - C2(x4,y4,z4).Let two television cameras are located at some distance from each other and at different heights, as well as separately from the gun mounts (figure 2). The coordinates of television camera 1 are designated as K1 (x1, y1, z1), the coordinates of
Имеется очаг возгорания Р, координаты которого P(xp,yp,zp) необходимо определить, при известных координатах телекамер К1, К2 и лафетных стволов С1 и С2.There is a source of ignition P, the coordinates of which P (xp, yp, zp) must be determined, with the known coordinates of the cameras K1, K2 and the gun monitors C1 and C2.
Решение: для камеры К1 координата x1=0, для камеры К2 координата z2=0.Solution: for camera K1, coordinate x1 = 0, for camera K2 coordinate z2 = 0.
Построим проекции прямых K1P, K2P и углов поля зрения телевизионных камер на плоскость XZ.Let us construct the projections of the straight lines K1P, K2P and the angles of the field of view of television cameras on the XZ plane.
Проекция прямой К1Р и проекция угла поля зрения телевизионной камеры К1 на плоскость XZ образуют между собой угол α1.The projection of the straight line K1P and the projection of the angle of the field of view of the television camera K1 on the XZ plane form an angle α1 between themselves.
Проекция угла поля зрения телевизионной камеры К1 образует с прямой ОХ на плоскости XZ угол β1. Для телевизионной камеры К2 проекции будут образовывать углы соответственно α2 и β2.The projection of the angle of the field of view of the television camera K1 forms an angle β1 with a straight line OX on the XZ plane. For the K2 television camera, the projections will form angles α2 and β2, respectively.
Уравнение прямой z1P: z1-zp=xp·tg(α1+β1).The equation of the line z1P: z1-zp = xptg (α1 + β1).
Уравнение прямой х2Р: zp=(x2-xp)·tg(α2+β2).The equation of the straight line is x2P: zp = (x2-xp) · tg (α2 + β2).
Координаты расположения объекта Р находятся как решение системы уравнений:The location coordinates of the object P are found as a solution to the system of equations:
Решение имеет вид:The solution has the form:
Координаты объекта Р:The coordinates of the object P:
При известных координатах очага возгорания P(xp,yp,zp) и лафетных стволов C1(x3,y3,z3), C2(x4,y4,z4) вычислим дальность от лафетных стволов С1, С2 до очага возгорания Р. Для этого построим проекции прямых C1P и С2Р, тогда для лафетного ствола 1 дальность D1 будет равна:Given the known coordinates of the fire source P (xp, yp, zp) and the fire monitors C1 (x3, y3, z3), C2 (x4, y4, z4), we calculate the distance from the fire monitors C1, C2 to the fire center R. To do this, construct projections direct C1P and C2P, then for the gun monitor 1 range D1 will be equal to:
Для лафетного ствола 2 дальность D2:For
Таким образом, зная координаты расположения двухканальных телевизионных камер и координаты лафетных стволов, можно вычислить пространственные координаты очага возгорания, дальность от очага возгорания до лафетных стволов, а также вычислить необходимые углы разворота лафетных стволов для их правильного наведения на очаг возгорания и задать вертикальный угол места с учетом сил гравитации, обеспечивая прицельную подачу пеногасящей смеси точно на очаг возгорания.Thus, knowing the coordinates of the location of the two-channel television cameras and the coordinates of the fire monitors, it is possible to calculate the spatial coordinates of the ignition site, the distance from the ignition source to the fire monitors, as well as to calculate the necessary angles of rotation of the monitors for their correct aiming at the ignition source and set the vertical elevation angle with taking into account the forces of gravity, providing an aimed supply of defoaming mixture precisely to the ignition site.
Использование заявленного изобретения позволяет оперативно обнаружить и с высокой точностью и достоверностью определить координаты границ очага возгорания, а затем навести и включить локальные средства пожаротушения, что увеличивает эффективность тушения очага возгорания за счет того, что телевизионные камеры расположены отдельно от устройств подачи огнетушащего вещества произвольно по отношению к ним, вследствие чего их можно размещать на объекте любой сложности и контролировать все труднодоступные зоны, в том числе при наличии на территории различного рода препятствий и производственного оборудования. Использование двухканальных телевизионных камер позволяет производить мониторинг объекта в инфракрасном и в видимом диапазоне, при этом наличие видимого диапазона телевизионной камеры позволяет оператору визуально контролировать процесс тушения очага возгорания. Кроме того, с помощью заявленного устройства возможно управление работой одновременно нескольких пожарных стволов.The use of the claimed invention allows to quickly detect and with high accuracy and reliability determine the coordinates of the boundaries of the fire source, and then point and turn on local fire extinguishing means, which increases the efficiency of extinguishing the fire due to the fact that the television cameras are located separately from the fire extinguisher supply devices arbitrarily with respect to to them, as a result of which they can be placed at an object of any complexity and control all hard-to-reach areas, including in the presence of territory of different kinds of obstacles and production equipment. The use of two-channel television cameras allows monitoring the object in the infrared and in the visible range, while the presence of the visible range of the television camera allows the operator to visually control the process of extinguishing the fire. In addition, using the claimed device, it is possible to control the operation of several fire barrels simultaneously.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010105145/12A RU2411974C1 (en) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | Method of automatic fire extinguishing and automatic system for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010105145/12A RU2411974C1 (en) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | Method of automatic fire extinguishing and automatic system for its realisation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2411974C1 true RU2411974C1 (en) | 2011-02-20 |
Family
ID=46309973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010105145/12A RU2411974C1 (en) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | Method of automatic fire extinguishing and automatic system for its realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2411974C1 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202014104642U1 (en) | 2014-09-29 | 2014-10-08 | Limited Liability Company | Fire extinguishing system |
| RU2625715C1 (en) * | 2016-06-29 | 2017-07-18 | Общество с ограниченной ответственностью "СИНКРОСС" | Fire detector for fire-fighting robot targeting |
| RU2661325C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-07-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инженерный Центр Пожарной Робототехники "Эфэр" | Automatic fire-extinguishing device with the oscillating gun barrels |
| CN112439145A (en) * | 2020-10-28 | 2021-03-05 | 国网山东省电力公司昌邑市供电公司 | Fire extinguishing device for electric meter box and control method thereof |
| RU2756593C1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-10-01 | Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика" | Scanning flame detector with a function of determining the angular coordinate of the fire source |
| CN113713294A (en) * | 2020-05-25 | 2021-11-30 | 中国石油化工股份有限公司 | Method, device and system for carrying out safety protection on mobile refueling equipment |
| RU2768772C1 (en) * | 2021-04-15 | 2022-03-24 | Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика" | Automatic coordinate fire source detection system |
| RU2772200C1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-05-18 | Общество с ограниченной ответственностью "МорТех" | Automatic fire extinguishing method and automatic system for its implementation |
| CN115445134A (en) * | 2022-08-23 | 2022-12-09 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | Fire monitor fire extinguishing medium switching and distinguishing method and device |
-
2010
- 2010-02-16 RU RU2010105145/12A patent/RU2411974C1/en active
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202014104642U1 (en) | 2014-09-29 | 2014-10-08 | Limited Liability Company | Fire extinguishing system |
| RU2625715C1 (en) * | 2016-06-29 | 2017-07-18 | Общество с ограниченной ответственностью "СИНКРОСС" | Fire detector for fire-fighting robot targeting |
| RU2661325C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-07-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инженерный Центр Пожарной Робототехники "Эфэр" | Automatic fire-extinguishing device with the oscillating gun barrels |
| CN113713294A (en) * | 2020-05-25 | 2021-11-30 | 中国石油化工股份有限公司 | Method, device and system for carrying out safety protection on mobile refueling equipment |
| RU2756593C1 (en) * | 2020-09-28 | 2021-10-01 | Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика" | Scanning flame detector with a function of determining the angular coordinate of the fire source |
| CN112439145A (en) * | 2020-10-28 | 2021-03-05 | 国网山东省电力公司昌邑市供电公司 | Fire extinguishing device for electric meter box and control method thereof |
| RU2768772C1 (en) * | 2021-04-15 | 2022-03-24 | Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика" | Automatic coordinate fire source detection system |
| RU2772200C1 (en) * | 2021-07-30 | 2022-05-18 | Общество с ограниченной ответственностью "МорТех" | Automatic fire extinguishing method and automatic system for its implementation |
| CN115445134A (en) * | 2022-08-23 | 2022-12-09 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | Fire monitor fire extinguishing medium switching and distinguishing method and device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2411974C1 (en) | Method of automatic fire extinguishing and automatic system for its realisation | |
| US11027162B2 (en) | Method for improving the hit accuracy of fire-fighting systems controlled by infrared and video fire detection | |
| US20160321900A1 (en) | System and method for monitoring and suppressing fire | |
| US8508595B2 (en) | Surveillance camera system for controlling cameras using position and orientation of the cameras and position information of a detected object | |
| US11131747B2 (en) | Systems and methods for remotely controlled device position and orientation determination | |
| RU2319530C2 (en) | Fire-extinguishing robot assembly | |
| US20120274922A1 (en) | Lidar methods and apparatus | |
| US20030180692A1 (en) | Continuous aimpoint tracking system | |
| KR101717579B1 (en) | System for detecting and suppressing of fire | |
| US10514461B2 (en) | Tracking method and tracking system | |
| RU2531781C2 (en) | Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation | |
| CN103134388A (en) | Low altitude slow small target intercept prevention and control system | |
| KR102005100B1 (en) | Small Ground Laser Target Designator | |
| US9939265B2 (en) | Tracking method and tracking system | |
| RU94864U1 (en) | AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING SYSTEM | |
| RU2625715C1 (en) | Fire detector for fire-fighting robot targeting | |
| RU2523446C2 (en) | Method for automated determination of coordinates of unmanned aerial vehicles | |
| WO2017086771A1 (en) | A visual surveillance system with target tracking or positioning capability | |
| RU2403526C2 (en) | System for aiming firing from shelter | |
| SE1050240A1 (en) | System and procedure for assessing a potential target | |
| EP3538913B1 (en) | System for recognising the position and orientation of an object in a training range | |
| RU2128536C1 (en) | Robotized extinguishing installation | |
| RU126846U1 (en) | DEVELOPMENT DETECTOR AND DEFINITION OF COORDINATES OF UNMANNED AIRCRAFT | |
| RU2739390C1 (en) | Robotic fire-extinguishing installation with blitz-monitoring system | |
| CN213956130U (en) | Laser anti-sniping system for unmanned vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20200702 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210215 |