CN110053047A - 一种基于激光雷达的便携式消防侦察机器人 - Google Patents

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黄美初
周卫元
陈立建
竺超明
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Abstract

本发明公开了一种基于激光雷达的便携式消防侦察机器人。本发明的机器人小型化，轻量化，耐高温，可在高温烟雾环境下工作，搭载微型干粉灭火器一枚，用于火点的紧急扑灭；机载高清的摄像机，可实时回传现场图像，辅助救援人员判断现场情况；本发明的基于激光雷达的便携式消防侦察机器人根据机载各种传感器搜集的数据，辅助完成现场环境的评估，现场地图构建，给救援人员以参考；并且机器人完成扫描后，可根据地图自主规划撤退路径，减少对操作人员的需求。

Description

一种基于激光雷达的便携式消防侦察机器人
技术领域
本发明涉及消防设施技术领域，具体地，本发明涉及一种基于激光雷达的便携式消防侦察机器人。
背景技术
现在市面消防机器人普遍以灭火为主，需要携带庞大的灭火器材，同时需要应付消防水带的强大工作压力，导致其体积笨重，只能应用于大型火场，而针对于一些可能有人员存在的小型火场，其浓烟弥漫，有毒有害气体会直接伤及救援人员，因不确定火场情况，贸然派搜救人员进入，可能会引发不必要伤亡，这样的火场需要一种体积小巧，重量轻，金属履带行走携带各种有毒有害可燃气体传感器，可迅速进入危险区域，利用搭载的生命探测装置，搜寻被困人员的消防机器人，以保证搜救人员采取足够的防护措施进入、营救同时，尽量减少可能的伤害并能够实现自动化撤退。
发明内容
本发明目的是克服下现有技术的不足，提供一种便携式消防机器人，能够在高温烟雾环境下工作，可实时回传现场图像，自主撤退。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种基于激光雷达的便携式消防侦察机器人，包括：用于安装传感器，测量火场温度，可燃气体，有毒有害气体的传感器仓；用于火场人体检测的人体检测模块；为机器人工作时提供补光，以满足观察需要的补光灯；由机器本体内的触发机构触发、用于对火点的应急精准扑灭的微型干粉灭火器；调整摄像机方向、角度和位置的电动推杆；实现机器人与控制箱跟控制后台的通讯链接的通讯天线；调整摄像机方向和角度的摄像机平台；采集现场图片、影像的热成像摄相机和光学相机；支撑所有结构、功能件的安装并实现底盘的左右旋转，前后行进的履带式底盘。
所述的履带式底盘包括悬挂，履带，驱动马达，减速机，电池，充电电路模块；所述的传感器仓所感应的气体包括CO、CO2、H2S以及颗粒物；所述的人体检测模块、补光灯设置在履带式底盘前侧；所述的通讯天线设置在履带式底盘尾部；所述的微型干粉灭火器、电动推杆设置在履带式底盘的上方；所述的摄像机平台安装在电动推杆的上方；所述的热成像摄相机安装在所述的摄像机平台上方；所述的光学相机安装在所述的热成像摄相机上面。
所述的履带式底盘的上方还安装了激光雷达，所述的激光雷达采用飞行时间测距法测量目标到光源的距离。
所述的激光雷达的下方内嵌有控制处理模块，所述的控制处理模块根据激光雷达测得的距离数据实时测量出机器人在空间中的位置，并实时记录机器人走过的路径并规划自主撤退路径。在火场用于构建现场地图，可供救援人员确定被困人员位置，从而快速抵达救援，并可根据地图，自主撤退，减少人员依赖。
实际上，激光雷达采用飞行时间测量法，配合其本身的旋转机构，使单个激光收发机构能够全面测量周边360度的物体到光源的位置，配合控制处理模块，可实时测量出机器人在空间中的位置，通过实时的记录机器人走过的路径，可以用作机器人任务完成后的撤退路线，而无需人工控制返回。
本发明具有如下有益效果：机器人小型化，轻量化，耐高温，可在高温烟雾环境下工作，并可根据机载各种传感器搜集的数据，完成现场环境的评估，现场地图构建，给救援人员以参考；本发明的机器人完成扫描后，可根据地图自主规划撤退路径，减少对操作人员的需求；本发明的机器人装有高清的摄像机，可实时回传现场图像，辅助救援人员判断现场情况；本发明的机器人为消防部队提供一种灭火救援时的辅助手段，能够快速构建受灾地点的地图，给救援人员以参考，并可根据地图，自主生成撤退路径，降低对操作人员的依赖。
附图说明
图1为本发明的立体图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例
本实施例提供了一种基于激光雷达的便携式消防侦察机器人，如图1所示，包括：用于安装传感器，测量火场温度，可燃气体，有毒有害气体的传感器仓1；用于火场人体检测的人体检测模块2；为机器人工作时提供补光，以满足观察需要的补光灯3；由机器本体内的触发机构触发、用于对火点的应急精准扑灭的微型干粉灭火器4；调整摄像机方向、角度和位置的电动推杆5；实现机器人与控制箱跟控制后台的通讯链接的通讯天线6；调整摄像机方向和角度的摄像机平台7；采集现场图片、影像的热成像摄相机8和光学相机9；支撑所有结构、功能件的安装并实现底盘的左右旋转，前后行进的履带式底盘10。
所述的履带式底盘10包括悬挂，履带，驱动马达，减速机，电池，充电电路模块；所述的传感器仓1所感应的气体包括CO、CO2、H2S以及颗粒物；所述的人体检测模块2、补光灯3设置在履带式底盘10前侧；所述的通讯天线6设置在履带式底盘10尾部；所述的微型干粉灭火器4、电动推杆5设置在履带式底盘10的上方；所述的摄像机平台7安装在电动推杆5的上方；所述的热成像摄相机8安装在所述的摄像机平台7上方；所述的光学相机9安装在所述的热成像摄相机8上面。
所述的履带式底盘10的上方还安装了激光雷达11，所述的激光雷达11采用飞行时间测距法测量目标到光源的距离。
所述的激光雷达11的下方内嵌有控制处理模块，所述的控制处理模块根据激光雷达测得的距离数据实时测量出机器人在空间中的位置，并实时记录机器人走过的路径并规划自主撤退路径。激光雷达配合控制处理模块在火场用于构建现场地图，可供救援人员确定被困人员位置，从而快速抵达救援，并可根据地图，自主撤退，减少人员依赖。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种基于激光雷达的便携式消防侦察机器人，其特征在于，所述机器人包括：传感器仓(1)、人体检测模块(2)、补光灯(3)、微型干粉灭火器(4)、电动推杆(5)、通讯天线(6)、摄像机平台(7)、热成像摄相机(8)、光学相机(9)、履带式底盘(10)；
所述的履带式底盘(10)包括悬挂，履带，驱动马达，减速机，电池，充电电路模块；所述的传感器仓(1)所感应的气体包括CO、CO2、H2S以及颗粒物；所述的人体检测模块(2)、补光灯(3)设置在履带式底盘(10)前侧；所述的通讯天线(6)设置在履带式底盘(10)尾部；所述的微型干粉灭火器(4)、电动推杆(5)设置在履带式底盘(10)的上方；所述的摄像机平台(7)安装在电动推杆(5)的上方；所述的热成像摄相机(8)安装在所述的摄像机平台(7)上方；所述的光学相机(9)安装在所述的热成像摄相机(8)上面。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的便携式消防侦察机器人，其特征在于，所述的履带式底盘(10)的上方还安装了激光雷达(11)，所述的激光雷达(11)采用飞行时间测距法测量目标到光源的距离。
3.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达的便携式消防侦察机器人，其特征在于，所述的激光雷达(11)的下方内嵌有控制处理模块，所述的控制处理模块根据激光雷达测得的距离数据实时测量出机器人在空间中的位置，并实时记录机器人走过的路径并自主规划撤退路径。
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