[發明專利]一種消防救援機器人、救援協助系統及其通信方法

在審

• 申請號: 202011048614.9
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112556709A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 陳啟航;王晨;李云昊;付丁一
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34;G06N3/00;G08B17/10;G08B21/10
• 代理公司: 北京麥寶利知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11733
• 代理人: 趙艷紅

1.一種消防救援機器人，其特征在于，包括運動動力子系統、識別定位子系統、第一信息處理子系統、第一無線通信子系統、安全探測子系統和路徑導航子系統；

所述運動動力子系統，用于驅動消防救援機器人A進行運動；

所述識別定位子系統，用于利用雙目攝像頭采集室內火災現場影像，并根據立體視覺匹配進行火災現場三維地圖的繪制；

所述安全探測子系統，用于將多種傳感器探測得到的信息與識別定位子系統相結合，對火災現場有毒煙霧進行檢測和對現場區域進行區域屬性劃分；

所述路徑導航子系統，用于在火災現場通過第一無線通信子系統與火場外的救援協助系統的服務器B進行通信，利用優化的粒子群算法實時選出/更新出最優救援路徑；

所述第一信息處理子系統，用于采集或接收上述各個子系統發送的數據，進行運算處理后得出相應的處理結果數據。

2.根據權利要求1所述的消防救援機器人，其特征在于，所述識別定位子系統，還用于利用紅外線傳感器、超聲波探測/傳感器配合雙目攝像頭攝錄影像的方式對火災現場進行生命探測、物體識別及進行定位。

3.根據權利要求1所述的消防救援機器人，其特征在于，所述識別定位子系統還包括硬件或軟件視頻壓縮編碼模塊，用于對經所述雙目攝像頭攝錄影像在上傳到服務器B之前進行視頻壓縮編碼處理。

4.根據權利要求1～3任一所述的消防救援機器人，其特征在于，所述識別定位子系統還包括長波長的可見光照明光源。

5.根據權利要求1所述的消防救援機器人，其特征在于，所述安全探測子系統將火災現場區域依據危險程度不同，劃分為有毒煙霧/可燃氣體區、著火核心區、安全通過區和危險疊加區。

6.一種包含權利要求1～5任一所述消防救援機器人的救援協助系統，其特征在于，還包括服務器B，用于接收消防救援機器人A發來的視頻壓縮編碼數據進行火災現場三維電子地圖的繪制，還用于接收所述消防救援機器人A反饋的探測/檢測結果執行優化的粒子群算法選出當前最優救援路徑。

7.根據權利要求6所述的救援協助系統，其特征在于，所述服務器B，還包括第二無線通信子系統，用于通過4G/5G通信網絡與第一無線通信子系統進行數據通信。

8.根據權利要求6所述的救援協助系統，其特征在于，還包括救援信息顯示終端C，用于接收并顯示所述服務器B下發的火災現場三維電子地圖、火災現場探測/檢測結果數據和區域屬性標示信息以及最優救援路徑信息。

9.一種救援協助系統的通信方法，其特征在于，包括如下步驟：

利用消防救援機器人A采集火災現場影像，經視頻壓縮處理后發送到服務器B進行三維地圖的繪制；

利用所述消防機器人A自帶的紅外傳感器、超聲波傳感器探測室內火災現場被困人員的位置和根據危險程度標示不同的區域屬性信息，并發送到服務器B；

服務器B利用多個消防救援機器人A搜索和反饋的信息，利用優化的粒子群算法選出當前最優救援路徑，將所述最優救援路徑信息反饋到所述消防救援機器人A；

所述服務器B將上述生成的三維地圖、火災現場探測/檢測結果和區域屬性標示信息、最優救援路徑信息下發到救援信息顯示終端C。

10.根據權利要求9所述的救援協助系統的通信方法，其特征在于，還包括：

由服務器端收集多個機器人A探測的多傳感器信息，經過PSO優化救援路徑，再由服務器B端通信系統將更新或調整后的最優救援路徑信息下發到救援信息顯示終端C。

11.根據權利要求9或10所述的救援協助系統的通信方法，其特征在于，還包括：

所述消防救援機器人A向所述救援信息顯示終端C不斷地發出信號，提示消防救援機器人A在所述電子地圖中的位置信息。