[發明專利]一種復雜建筑體內基于無人機群的火災逃生指引系統

在審

• 申請號: 202110649970.4
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN114005240A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 姚琤;郝玥;王章志;鄭星臨;李笑千;智蘭;應放天
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G08B17/10
• 分類號: G08B17/10;G08B21/02
• 代理公司: 武漢華強專利代理事務所(普通合伙) 42237
• 代理人: 康晨

1.一種復雜建筑體內基于無人機群的火災逃生指引系統，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：對復雜建筑進行三維可視化建模，并融入電子地圖；

第二步：在復雜建筑內設置多個火災報警終端，多個火災報警終端可覆蓋建筑整體，并將火災報警終端位置輸入電子地圖中；

第三步：每個火災報警終端上放置一臺逃生指示無人機，并在每層放置無人機儲存艙，艙內放置若干臺備用逃生指示無人機；無人機群在工作時，通過物聯網的形式連接且受后臺統一指揮派遣；

第四步：發生火警時，后臺數據處理服務器接收火災報警終端的報警信息，并獲取執行報警動作的火災報警終端的位置信息；處于此火災報警終端的無人機運行并拍攝起火點圖像信息反饋后臺數據處理服務器

第五步：區域內所有火災報警終端利用內置的紅外生命探測裝置，掃描整個建筑體內疑似逃生人群，并實時更新逃生者的定位位置信息，在后臺數據處理服務器顯示

第六步：后臺數據服務器疊加建筑信息，規劃被困人群的逃生路線，并派遣距離被困人群最近的無人機，對被困人群進行指引；

第七步：無人機根據服務器規劃的逃生路徑，投影逃生指示箭頭并用語音指引所映射區域內的被困人群正確逃生；

第八步：各個無人機拍攝跟隨其逃生人群，并識別出跟隨逃生個體，基于元數據處理方法計算出跟隨該無人機逃生人群每個個體在建筑體內的實時定位；

第九步：各個無人機群將跟隨逃生人群實時定位上傳至后臺數據處理服務器并與火災報警終端識別的整個建筑體內的逃生人群的數據重疊計算；

第十步：被報警終端識別而未被無人機拍照覆蓋的逃生人員將派出距離其最近的無人機對其進行逃生路線指引。

2.按權利要求1所述的復雜建筑體內基于無人機群的火災逃生指引系統，其特征在于，所述第二步中火災報警終端包含煙霧報警裝置，氣動感應模塊及紅外生命探測裝置。

3.按權利要求1或2所述的復雜建筑體內基于無人機群的火災逃生指引系統，其特征在于，所述第三步中無人機群包含GPS定位模塊，攝像頭，喇叭及投影裝置。

4.按權利要求1或2所述的復雜建筑體內基于無人機群的火災逃生指引系統，其特征在于，所述第六步中所述路徑規劃模塊，用于將建筑內樓層、通道、樓梯信息進行空間分析，將火點位置信息、相關人員位置信息、逃生通道、防火門的GIS信息進行地統計學分析，完成數據提取、分析、路徑擬合、尋找最優路徑，并將路徑發送至無人機。

5.按權利要求1或2所述的復雜建筑體內基于無人機群的火災逃生指引系統，其特征在于，所述第七步中所述逃生指示無人機包含投影裝置及喇叭，逃生指示無人機在工作時在前方引導逃生人群前進方向同時在地面投影出綠色的逃生指示箭頭，并用語音播放正確逃生姿勢，緩解逃生者焦慮情緒，避免沖撞發生踩踏事故。

6.按權利要求1或2所述的復雜建筑體內基于無人機群的火災逃生指引系統，其特征在于，所述第八步中所述無人機內包含元數據處理模塊，視頻定位模塊，數據管理模塊；所述元數據處理模塊實時接收無人機傳回的飛行數據及載荷數據，并從中提取元數據信息，所述元數據信息包括：無人機的經緯度，高度，俯仰角，方位角，側滾角，云臺的仰俯角和方位角，以及視頻的分辨率，傳感器的水平視場角和垂直視場角；所述高程數據管理模塊根據無人機的飛行軌跡動態加載并緩存目標及其周邊區域的DEM高程數據，將DEM高程數據轉換到地心坐標系；所述視頻定位模塊對接收到的視頻幀，對視頻幀中逃生人群進行標記識別，根據其時間戳查詢該視頻幀前后的元數據，并通過插值獲得當前視頻幀所對應的元數據信息；再利用元數據信息計算視場中心角度，并進行坐標轉換，在地心坐標系下計算視軸線與高程數據的交點得到視場中心的經度，緯度及高度，實現對視頻幀中框選目標逃生人群的定位；并結合無人機在建筑體內的位置，實時跟進無人機所引導的逃生人群的位置，并將定位反饋至后臺數據處理中心并顯示控制終端。