[發明專利]一種分體式超高層全自動滅火機器人及其控制方法

有效

• 申請號: 201910318938.0
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110051954B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 李志剛;曾文;李以諾;楊永輝
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學;鞍山速遠科技有限公司
• 主分類號: A62C27/00
• 分類號: A62C27/00;A62C37/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明提供一種分體式超高層全自動滅火機器人及其控制方法，采用分體式結構設計，包括置于消防云梯頂端的熱成像單元、圖像采集單元、信息檢測單元、遠程無線通信單元、指令執行單元以及置于消防車駕駛室內的信息分析和處理單元；在實現消防水炮有效滅火前提下顯著減少云梯承受載荷進而大大降低云梯生產成本；建立了帶有圖像采集時序因子和圖像傳輸時延因子的火焰集散趨勢預測模型，體現在構建基于神經網絡著火點蔓延方式的預測模型時，將圖像傳輸過程中存在的時延因子引入到預測模型中，同時將采集圖像按時序輸入到神經網絡中，構成了著火點圖像與其后續蔓延方式間更為精確的映射關系，從而為消防水炮運動控制指令的生成提供重要依據。

技術領域

本發明涉及消防控制技術領域，特別涉及一種分體式超高層全自動滅火機器人及其控制方法。

背景技術

我國目前的高層和超高層建筑的數量逐年增加，據不完全統計，截止至2018年4月，國內超過200米的超高層建筑數量已經突破了800座，而據消防權威部門的數據，大多數高層建筑存在消防隱患，這些建筑一旦發生火災，主要依靠具有高層云梯的消防車采用戶外滅火進行有效撲救。目前市場上一臺云梯高為53米消防車售價接近1000萬人民幣，云梯高達101米的消防車每臺售價超過2000萬，這導致國內僅有很少數城市的消防部門具備采購此類型消防車輛的經濟實力，而大多數城市的超高層建筑一旦發生火災則會由于缺乏超高層云梯消防車導致滅火效率的急劇下降，甚至束手無策。而此類消防車之所以造價很高的一個最主要原因是消防車云梯要承載消防人員、消防水炮和消防水帶進行升降，并且需要升高到百米以上。由于三者重量之和在100kg左右(其中消防人員自身重量約占其60％)，再考慮到動載荷因素，導致此類云梯必須只能采用某些質輕且高強度的特種材料制造而成，特別是需要上升達百米乃至更高的高度，使得云梯的生產制造所用料量很多，故此整體造價非常昂貴；此外，高層云梯的設計過程也相對更加復雜，綜合這兩個因素致使具有百米云梯的消防車成本居高不下。試想在此情況如果能夠采用自重較輕的分體式機器人代替消防員，而且機器人中只有質量很輕的熱成像采集單元、圖像采集單元、信息檢測單元、無線通信單元以及指令執行單元部署在云梯之上，機器人中質量最重的信息分析和處理單元部署在消防車駕駛室內，因此可以大大降低云梯需要升降過程中所需要承載的載荷；同時該機器人具有智能判定著火點的當前位置和蔓延趨勢，并自動執行電控水炮的開閉操作。由于云梯承載的重量顯著減輕，既可以大大增加云梯設計材料的可選范圍，甚至可以選用成本較低材料，同時大量減少這些材料的用量；又可簡化云梯的設計過程，進而顯著減低超高層消防車的整體造價，使得經濟欠發達的二、三線城市的消防部門擁有高達百米云梯的消防車輛成為可能，進而可以更加有效地保障人民生命財產安全。

發明內容

為了解決背景技術中所述問題，本發明提供一種分體式超高層全自動滅火機器人及其控制方法，提高控制的可靠性和準確性。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種分體式超高層全自動滅火機器人，所述的機器人采用分體式結構設計，包括置于消防云梯頂端的熱成像單元、圖像采集單元、信息檢測單元、遠程無線通信單元、信息分析和處理單元以及置于消防車駕駛室內的指令執行單元；所述的信息檢測單元包括測距單元和測風速單元。

一種分體式超高層全自動滅火機器人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采集火焰區域熱像信息；

2)借助信息檢測單元測量消防車與著火樓宇間的直線距離以及云梯頂部當前橫向風速；

3)運用遠程無線通信技術將所上述兩種信息實時發送到駕駛室內的分析處理單元；