[發明專利]一種基于視覺SLAM的消防偵察滅火機器人及使用方法

在審

• 申請號: 202011053273.4
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN111991732A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 李森;張單;李淮周;王宏;馮春勇;云軍英;王業恒
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: A62C27/00
• 分類號: A62C27/00;A62C31/00;A62C31/28;A62C37/00;G08B17/12;G08B17/10
• 代理公司: 河南大象律師事務所 41129
• 代理人: 王振曉

本發明提供一種基于視覺SLAM的消防偵察滅火機器人及使用方法，包括機器人本體和遠程控制裝置，所述機器人本體包括電源系統、運動控制系統、偵察系統、滅火系統及各系統的電氣器件；所述偵察系統包括地圖構建系統、傳感器系統和雷達生命探測儀；能夠代替消防員進入高溫、濃煙密布的建筑火場環境中，通過運動系統實現在火場中的移動，同時通過偵察系統構建火場地圖，偵察火場環境,同時將偵察到的火源和被困人員等信息融合到所構建的地圖上，消防員可以根據機器人所構建地圖制定救援計劃，機器人可以依靠地圖進行定位導航，同時根據偵察到的火源等信息使用不同滅火類型的滅火器，替代消防員進行滅火救援，減少人員傷亡，提高救援效率。

技術領域

本發明屬于消防機器人技術領域，尤其涉及一種基于視覺SLAM的消防偵察滅火機器人及使用方法。

背景技術

隨著科技的快速發展，采用消防機器人代替消防員進入火場環境開展偵察滅火等救援工作越來越普遍，然而，絕大多數消防機器人不能實時構建火場環境地圖，導致機器人不能實現定位、導航和自主行走等智能化功能，而且火災的巨大破壞作用,導致環境發生較大變化,原有的環境地圖無法使用,火場環境地圖的缺失，極大影響了救援方案的制定和消防員深入火場進一步開展救援的速度。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種基于視覺SLAM的消防偵察滅火機器人及使用方法，可以代替消防員進入高溫濃煙、能見度差、有毒氣體的建筑火場環境中進行偵察，機器人配備滅火系統，可以代替消防員進入復雜的建筑火場中實施滅火救援。

本發明通過以下方式實現。

一種基于視覺SLAM的消防偵察滅火機器人，包括機器人本體和遠程控制裝置，所述機器人本體包括電源系統、運動控制系統、偵察系統、滅火系統及各系統的電氣器件；所述運動控制系統包括履帶式底盤，履帶式底盤中設置用于存放各系統的電氣器件；所述偵察系統包括地圖構建系統、傳感器系統和雷達生命探測儀。

所述地圖構建系統包括設置在履帶式底盤上的熱成像攝像機、三維激光雷達、IMU和編碼器；所述傳感器系統包括設置在履帶式底盤上的溫度傳感器、氣體傳感器、煙氣濃度傳感器。

所述熱成像攝像機通過云臺與云臺支架連接，云臺支架與履帶式底盤連接，所述三維激光雷達通過三維激光雷達支架與履帶式底盤連接。

所述滅火系統為自啟動滅火器，自啟動滅火器包括滅火器及設置在滅火器側邊的啟動部和調整部。

所述啟動部包括滅火器一側設置啟動伸縮桿，啟動伸縮桿端部的卡槽與滅火器觸發閥卡接；所述調整部包括滅火器一側設置調整伸縮桿，調整伸縮桿端部的支架支撐滅火器噴射管。

所述自啟動滅火器與旋轉軸頂部的轉盤連接，旋轉軸可轉動連接于履帶式底盤上。

所述旋轉軸上設置第一齒輪，電機輸出軸上設置第二齒輪，第一齒輪與第二齒輪嚙合。

所述轉盤上至少設置一個自啟動滅火器。

所述履帶式底盤上設置閃光警示燈。

一種基于視覺SLAM的消防偵察滅火機器人的使用方法，先啟動機器人本體后，再運行遠程控制裝置端的控制軟件，將機器人本體與遠程控制裝置連接，實現機器人本體和遠程控制裝置之間的通信連接；通信連接成功之后遠程控制裝置的顯示界面顯示電池信息、環境溫度、煙氣濃度和氣體濃度；在控制軟件上啟動地圖構建程序、雷達生命探測儀；通過控制軟件控制機器人進入火場中，當機器人使用熱成像攝像機和雷達生命探測儀發現火源或被困人員后，會根據熱成像攝像機的圖像信息和雷達生命探測儀的信息，計算機器人與火源或被困人員的方位信息和距離信息，根據計算信息，將火源或被困人員位置信息顯示在地圖上；若發現的是火源，在控制軟件上啟動滅火系統進行滅火；若發現的是被困人員，根據機器人構建地圖快速開展救援行動。