[發(fā)明專利]一種分體式超高層全自動(dòng)滅火機(jī)器人及其控制方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910318938.0 | 申請(qǐng)日： | 2019-04-19 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN110051954B | 公開（公告）日： | 2021-01-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李志剛;曾文;李以諾;楊永輝 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 遼寧科技大學(xué);鞍山速遠(yuǎn)科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | A62C27/00 | 分類號(hào)： | A62C27/00;A62C37/00 |
| 代理公司： | 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224 | 代理人： | 張群 |
| 地址： | 114044 遼*** | 國(guó)省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 體式 高層 全自動(dòng) 滅火 機(jī)器人 及其 控制 方法 | ||
1.一種分體式超高層全自動(dòng)滅火機(jī)器人的控制方法，所述的機(jī)器人采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括置于消防云梯頂端的熱成像單元、圖像采集單元、信息檢測(cè)單元、遠(yuǎn)程無線通信單元、信息分析和處理單元以及置于消防車駕駛室內(nèi)的指令執(zhí)行單元；所述的信息檢測(cè)單元包括測(cè)距單元和測(cè)風(fēng)速單元；
其特征在于，所述的控制方法包括如下步驟：
1）通過熱成像單元中的熱成像相機(jī)采集火焰區(qū)域熱像信息；
2）借助信息檢測(cè)單元測(cè)量消防車與著火樓宇間的直線距離以及云梯頂部當(dāng)前橫向風(fēng)速；
3）運(yùn)用遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)將所上述兩種信息實(shí)時(shí)發(fā)送到駕駛室內(nèi)的分析處理單元；
4）由分析處理單元運(yùn)用預(yù)先建立的基于深度學(xué)習(xí)的火焰集散趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型對(duì)各時(shí)序所采集圖像進(jìn)行分析處理，并將圖像信息通信過程時(shí)延因素考慮進(jìn)去，在著火點(diǎn)火焰集散趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型中引入時(shí)序因子，從而更加精確地預(yù)判出該著火點(diǎn)的蔓延方式，包括鏈?zhǔn)健⒍帱c(diǎn)式、平面扇形式和空間全方位式蔓延，進(jìn)而有針對(duì)性的確定具體滅火方位，最后根據(jù)消防車與著火樓宇間的距離、云梯頂部當(dāng)前橫向風(fēng)速以及消防水炮自身參數(shù)生成水炮控制指令后通過無線通信單元將其發(fā)送給指令執(zhí)行單元；
建立帶有圖像采集時(shí)序因子和圖像傳輸時(shí)延因子的火焰集散趨勢(shì)的深度學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型，由其確定著火點(diǎn)的蔓延方式，防止因圖像傳輸和信息處理引發(fā)信息滯后而出現(xiàn)消防水炮水柱覆蓋區(qū)域與火焰蔓延區(qū)域不同步的問題，因?yàn)閳D像在采集、壓縮、發(fā)送、接收以及后續(xù)的接收處理過程最大耗時(shí)將近十秒，導(dǎo)致控制指令的產(chǎn)生在一定程度上會(huì)滯后于著火點(diǎn)實(shí)際蔓延狀況，因此在構(gòu)建以著火點(diǎn)圖像為輸入和以著火點(diǎn)蔓延方式為輸出節(jié)點(diǎn)構(gòu)建基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN著火點(diǎn)圖像處理預(yù)測(cè)模型時(shí)，將圖像傳輸過程中存在的時(shí)延因子引入到預(yù)測(cè)模型中，同時(shí)將按照時(shí)序采集的圖像輸入到循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，由其產(chǎn)生時(shí)序因子輸入到預(yù)測(cè)模型中，最后根據(jù)預(yù)先采集的著火點(diǎn)圖像訓(xùn)練樣本形成CNN網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，構(gòu)成了著火點(diǎn)圖像與其后續(xù)蔓延方式間的映射關(guān)系，從而為消防水炮運(yùn)動(dòng)控制指令的生成提供重要依據(jù)；
5）由指令執(zhí)行單元負(fù)責(zé)控制電控高壓水炮豎直方向和水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和開閉操作；
6）由圖像采集單元中的CCD相機(jī)采集水炮噴射到著火點(diǎn)區(qū)域的圖像信息并借助無線通信單元將其發(fā)送到分析處理單元；
7）由分析處理單元中的位置參數(shù)修正模型判斷水炮實(shí)際噴射水柱與預(yù)定噴射水柱間是否存在偏差，如果存在則由位置參數(shù)修正模型生成水炮位置參數(shù)修正指令并借助無線通信單元發(fā)送給指令執(zhí)行單元；
8）由指令執(zhí)行單元執(zhí)行修正指令直至水炮噴射水柱精確落于著火點(diǎn)為止，從而實(shí)現(xiàn)消防水炮的閉環(huán)控制；
9）循環(huán)執(zhí)行上述的（1）~（8）這八個(gè)環(huán)節(jié)直至該著火點(diǎn)滅火過程結(jié)束，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)滅火過程的全程自動(dòng)化控制。
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