[發(fā)明專利]一種探測火場環(huán)境的輔助行走系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811076959.8
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109240295A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李森;秦恒潔;吳則琪;馮春勇;牛運晨
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州輕工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;B62D55/06;G01D21/02
• 代理公司: 北京知呱呱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 武媛;馮建基

本發(fā)明公開了一種探測火場環(huán)境的輔助行走系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)包括行走子系統(tǒng)，行走子系統(tǒng)包括火場環(huán)境探測裝置、行走部件、主控制器和視頻采集裝置；火場環(huán)境探測裝置，根據(jù)主控制器的探測指令，探測當(dāng)前火場環(huán)境數(shù)據(jù)；主控制器，接收到火場環(huán)境探測裝置探測到的火場環(huán)境數(shù)據(jù)，并將火場環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶控制終端；以及，接收控制終端的各控制指令，并根據(jù)各控制指令控制行走部件執(zhí)行相應(yīng)的操作；本發(fā)明的方案，能夠提前獲知前方的道路信息，及時避開障礙物；能夠提前獲知當(dāng)前火場環(huán)境，避開當(dāng)前火場環(huán)境中可能存在的所有危險，例如，高溫環(huán)境，CO濃度過高的環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火場環(huán)境探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種探測火場環(huán)境的輔助行走系統(tǒng)。

背景技術(shù)

建筑物火災(zāi)的破壞性極大，給人們帶來許多不可估量的損失，火災(zāi)發(fā)生時需要救援人員進入火場進行滅火和救援。火災(zāi)環(huán)境下基礎(chǔ)設(shè)施損壞、非消防電源關(guān)閉、照明設(shè)施失效。由于對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)不了解，且受到煙霧的影響，火場環(huán)境能見度較低。因此在進行滅火和救援時，救援人員的自身安全受到極大的威脅，行走速度受到極大影響，很難快速到達指定的地點實施救援，從而錯過良好的營救時機。

在實際的火災(zāi)救援現(xiàn)場，針對當(dāng)前火場低能見度的問題，如何幫助救援人員避開火場中存在的各種危險因素，并在此環(huán)境下，快速行走，是目前待解決的問題。

為了加快在火場中的行進速度，救援人員使用強光手電、紅外熱成像儀、超聲波測距儀、視頻圖像處理技術(shù)等設(shè)備對火場環(huán)境進行探測。強光手電的對煙霧的穿透性較差，因此強光手電在煙氣濃度較高時并不能幫助救援人員有效的觀察前方火場環(huán)境；紅外熱成像儀對煙霧的穿透性較好，但其受溫度影響較大，當(dāng)煙氣溫度接近物體(如人體)或場景中出現(xiàn)超高溫物體時，受制于分辨率影響，會出現(xiàn)信息遺漏的情況；視頻圖像處理技術(shù)在火災(zāi)發(fā)生的早期煙霧濃度較小時效果較好，煙氣濃度較大時圖像失真較為嚴(yán)重，對觀測火場環(huán)境不能起到有效作用；超聲波測距儀在火場中對煙霧的穿透性較好，可以用來對火場環(huán)境進行探測，但火場環(huán)境中超聲波聲速變化較大，必須對超聲波傳播速度進行修正。

目前對火場中超聲波的修正方法是使用聲速方程修正，也就是僅考慮了溫度對傳播速度的影響，但在火場中受溫度、煙氣濃度、濕度等的耦合作用，使用此方法修正的聲速是不準(zhǔn)確的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種探測火場環(huán)境的輔助行走系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有的火場環(huán)境探測裝置，無法提前獲知前方的道路信息，無法及時避開障礙物；無法提前獲知當(dāng)前火場環(huán)境，無法及時避開當(dāng)前火場環(huán)境中可能存在的所有危險，例如，高溫環(huán)境，CO濃度過高的環(huán)境的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種探測火場環(huán)境的輔助行走系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括行走子系統(tǒng)，所述行走子系統(tǒng)包括火場環(huán)境探測裝置、行走部件、主控制器和視頻采集裝置；所述火場環(huán)境探測裝置，根據(jù)所述主控制器的探測指令，探測當(dāng)前火場環(huán)境數(shù)據(jù)；所述火場環(huán)境探測裝置至少包括障礙物距離探測子裝置，所述障礙物距離探測子裝置，用于探測至少包括距離當(dāng)前用戶的障礙物數(shù)量、各障礙物的各方位數(shù)據(jù)、各障礙物與所述行走部件的各距離數(shù)據(jù)中的一項或多項的障礙物距離數(shù)據(jù)；所述主控制器，接收到所述火場環(huán)境探測裝置探測到的所述火場環(huán)境數(shù)據(jù)，并將所述火場環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶控制終端；以及，接收所述控制終端的各控制指令，并根據(jù)各控制指令控制所述行走部件向左/右轉(zhuǎn)行駛以避開前方障礙物的操作，或者，控制所述行走部件加速行駛，或者，控制所述行走部件停止行走，或者，控制所述行走部件轉(zhuǎn)向；所述視頻采集裝置用于采集處于當(dāng)前火場環(huán)境下的物體圖像數(shù)據(jù)，并將所述物體圖像數(shù)據(jù)輸出至與所述視頻采集裝置連接的顯示裝置，其中，所述視頻采集裝置為內(nèi)置有紅外攝像頭，且能夠?qū)崿F(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)的視頻采集裝置；所述火場環(huán)境探測裝置還包括溫度探測子裝置、煙氣濃度探測子裝置、CO濃度探測子裝置和地面平整度探測子裝置；所述溫度探測子裝置，用于探測當(dāng)前火場環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)；所述煙氣濃度探測子裝置，用于探測當(dāng)前火場的煙氣濃度數(shù)據(jù)；所述CO濃度探測子裝置，用于探測當(dāng)前火場的CO濃度數(shù)據(jù)；所述地面平整度探測子裝置，用于探測當(dāng)前火場前方路面平整度的變化數(shù)據(jù)。