CN111408089A - 一种消防机器人及消防机器人灭火*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消防机器人及消防机器人灭火***，消防机器人包括：底盘驱动***，用于进行消防机器人的导航行走；导航传感***，用于在控制***的控制下进行导航，并对消防机器人进行自动定位；通讯***，用于通过无线网络将消防机器人状况信息和火情信息发送给后台***，并将后台***发送的控制指令转发给控制***；火焰识别***，用于通过图像算法对周围一定范围内的火源进行火焰识别和测距，对火源进行定位，并将火情信息通过通讯***进行发送；灭火***，用于在控制***的控制下根据灭火指令对准火源进行灭火，充电站***，用于在控制***的控制下对消防机器人进行充电；控制***，用于控制消防机器人中各个***协同运作。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域，尤其是涉及一种消防机器人及消防机器人灭火***。
背景技术
在现有技术中，一般采用人工消防巡逻，但是，人工消防巡逻很难24小时在线，在极易发送火灾的夜晚，人工消防巡逻就会懈怠，从而产生严重的后果。因此，亟须一种代替人工消防巡逻的机器人。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种消防机器人及消防机器人灭火***，能够避免人工消防巡逻所产生的问题；
本发明提供一种消防机器人，包括：
底盘驱动***，设置于消防机器人底部，用于在导航传感***的控制下进行消防机器人的导航行走；
导航传感***，与底盘驱动***连接，用于在控制***的控制下根据后台***发送的控制指令、和/或安防、消防***所发出的火情位置信息进行导航，并对消防机器人进行自动定位；
通讯***，用于在控制***的控制下，通过无线网络将消防机器人状况信息和火情信息发送给后台***，并将后台***发送的控制指令转发给控制***；
火焰识别***，用于通过控制紫外探测器探测周围火的存在和大致方位，通过控制双目相机采用图像识别算法测量判断火的距离并引导机器人靠近火进行瞄准定位，并将火情信息通过所述通讯***进行发送；
灭火***，设置于消防机器人中部的壳体内仓，用于在控制***的控制下根据灭火指令对准火源进行灭火，其中，灭火指令具体包括：自主灭火和物联网联动灭火；
充电站***，设置于底盘驱动***中，用于在控制***的控制下对消防机器人进行充电；
控制***，用于根据用户输入的控制指令、后台***发送的控制指令、安防和消防***所发出的火情位置信息和/或其他消防机器人的协作信息，控制消防机器人中各个***协同运作，进行主动巡检识别火源并灭火，或者通过物联网技术与分布在区域内火灾探测器发来的火情进行联动，调度到对应火点进行灭火。
本发明实施例还提供一种消防机器人灭火***，包括上述的消防机器人，还包括后台***，后台***具体包括：
展示模块，用于将接收到的消防机器人状况信息和火情信息展示给用户；
处理模块，用于对消防机器人状况信息和火情信息进行统计和分析，并进行***的自动预警；
控制模块，用于根据用户的输入生成控制指令、巡检策略或巡检任务对消防机器人进行控制设置或远程遥控；
监控模块，用于通过消防机器人进行远程视频监控。
采用本发明实施例，能够进行24小时消防巡逻，能够在发现火情时基于消防机器人自身的瞄准***，对准火源进行自主灭火。并且能够与消防***联动，自动导航到起火位置灭火实现先人一步的灭火效果，将火情处置在初期阶段，极大的保证了生命财产的安全。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的消防机器人的示意图；
图2是本发明实施例的消防机器人的详细结构示意图；
图3是本发明实施例的消防机器人灭火***的示意图；
图4是本发明实施例的消防机器人灭火***展示页面的示意图。
附图标记说明：
10：底盘驱动***；11：导航传感***；12：通讯***；13：火焰识别***；14：灭火***；15：充电站***；16：控制***；
30：展示模块；32：处理模块；34：控制模块；36：监控模块。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
装置实施例
根据本发明的实施例，提供了一种消防机器人，基于云计算、5G、IoT物联网技术，主要用于夜间以及无人值守场所的消防巡逻，可实现机器人自发自消模式和物联网联动灭火模式。室内消防机器人搭载红外热成像仪，配备紫外探测、双目摄像机以及火焰识别算法，对所服务区域由消防机器人代替人工进行日常消防巡逻(特别是夜间以及无人值守场所)。图1是本发明实施例的消防机器人的示意图，如图1所示，根据本发明实施例的消防机器人具体包括：
底盘驱动***10，设置于消防机器人底部，用于在导航传感***的控制下进行消防机器人的导航行走；底盘驱动***10采用轮式结构底盘，在机器人底部，机动性强，可原地转向、前进、后退，采用免维护电池驱动；与导航传感***，共同实现自主避障，自主导航行走等功能。
导航传感***11，与底盘驱动***10连接，用于在控制***的控制下根据后台***发送的控制指令、和/或安防、消防***所发出的火情位置信息进行导航，并对消防机器人进行自动定位；在本发明实施例中，导航传感***11进一步用于：在控制***的控制下根据用户输入的控制指令进行导航。
导航传感***11具体包括：
激光雷达模块，用于通过激光雷达探测周围障碍，以规划导航进行避障；
超声波模块，用于通过超声波探测周围障碍，以规划导航进行避障。
也就是说，导航传感***11主要包括图中激光雷达、超声波避障等，并结合控制算法，实现机器人自动定位与导航行走控制。
通讯***12，用于在控制***的控制下，通过无线网络将消防机器人状况信息和火情信息发送给后台***，并将后台***发送的控制指令转发给控制***；也就是说，具体地，通过无线网络实现机器人状态/故障信息实时上传功能，与后台***实时通讯，通讯***12通过网络信息传输，把火情信号及起火点站内位置信息传输到机器人后台***，并通过配置的红外加可见光摄像头将现场图像实时回传到后台***。
火焰识别***13，通过控制紫外探测器探测周围火的存在和大致方位，通过控制双目相机采用图像识别算法测量判断火的距离并引导机器人靠近火进行瞄准定位，并将火情信息通过所述通讯***进行发送；火焰识别***13具体包括：
双目摄像头；用于用于通过双目相机及图像识别算法测量判断火的距离并引导机器人靠近火进行瞄准定位；
紫外探测器，用于判断消防机器人所在区域内有无火源、并初步确定火源的大致方位；
红外摄像头，用于机器人在灭火前瞄准火源点，进行精准灭火；
火焰识别摄像头，用于在巡逻过程中自动采集“火”的图像，并通过火焰识别算法识别确认火源，并将结果通过通讯***传回后台***。
火焰识别***13通过自身的双目摄像头，红外摄像头，近红外、紫外双波段火焰探测***，搭载智能火焰识别算法，可对周围10-20米范围内(距离远近与火源强弱有关)的火源做出反应，通过图像算法处理实现火焰识别和测距，从而迅速定位出火源的具***置。
灭火***14，设置于消防机器人中部的壳体内仓，用于在控制***的控制下根据灭火指令对准火源进行灭火，其中，灭火指令具体包括：自主灭火和物联网联动灭火；其中，灭火***14使用干粉灭火剂(或水基灭火器)，并基于机器人的瞄准模块，可实现对准火源进行灭火。
也就是说，室内消防机器人基于自身的双目摄像头，红外摄像头，近红外、紫外双波段火焰探测***，搭载智能火焰识别算法，可对周围10米范围内的火源做出反应，通过图像算法处理实现火焰识别和测距，从而迅速定位出火源的具***置。使用干粉灭火剂(或水基灭火器)，基于机器人自身的瞄准***，对准火源进行自主灭火，直到火焰熄灭。该过程可由工作人员监控进行，或授权机器人自主进行。
自发自消模式：消防机器人对潜在火源点位进行日常巡逻，对巡检发现的异常高温点位、火源点在平台侧和机器人本体侧进行声光报警；经(后台人工)授权后，对现场出现的火情进行干粉灭火或水基灭火；
多***联动(IoT物联网联动灭火)：由于室内消防机器人可能会存在巡查盲区，且机器人对整个区域进行巡检，而非对某个特定点位进行持续24h监控，因而室内消防机器人在特定点位巡检(巡逻)出现的时间差过程中，采取通过与现有安防、消防***联动，如借助摄像头视频监控***、消防***实现数据互联，在视频摄像头、消防传感器发现可疑火情后，可将火情位置信息发送给室内消防机器人，由机器人自主导航快速到达现场，依托紫外识别传感器及双目摄像头进行火情及火源精确位置确认，***平台工作人员确认机器人灭火动作，机器人实现先人一步的灭火效果，将火情处置在初期阶段，灭火工作完成，机器人返回充电点。
充电站***15，设置于底盘驱动***中，由机器人底盘充电桩等构成，用于在控制***的控制下对消防机器人进行充电；
控制***16，用于根据用户输入的控制指令、后台***发送的控制指令、安防和消防***所发出的火情位置信息和/或其他消防机器人的协作信息，控制消防机器人中各个***协同运作，进行主动巡检识别火源并灭火，或者通过物联网技术与分布在区域内火灾探测器发来的火情进行联动，调度到对应火点进行灭火。
消防机器人还包括：
高清交互屏，用于提供人机交互界面，向用户提供消防机器人状况信息和火情信息，接收用户输入的控制指令。
表情板，用于根据自身状况和火情输出相应的表情或报警信息。
警示灯，用于根据自身状况和火情进行相应的报警。
扬声器，用于播放报警信息和/或根据用户输入的控制指令或后台***发送的控制指令播放防火宣传信息，其中，报警信息具体包括：火源位置和疏散位置信息。
室内消防机器人可兼顾实时安防巡逻，机器人搭载高清摄像头，配备智能图像识别算法，可进行日常安防巡逻。
图2是本发明实施例的消防机器人的详细结构示意图，如图2所示，室内消防机器人由底盘驱动***、导航传感***、通讯***、火焰识别***、灭火***、和充电站***组成。具体地，
底盘驱动***采用轮式结构底盘，在机器人底部，机动性强，可原地转向、前进、后退，采用免维护电池驱动；与导航传感***，共同实现自主避障，自主导航行走，自动充电等功能。
导航传感***主要包括图中激光雷达、超声波避障等，并结合控制算法，实现机器人自动定位与导航行走控制
火焰识别***：自身的双目摄像头，红外摄像头，近红外、紫外双波段火焰探测***，搭载智能火焰识别算法，可对周围10-20米范围内(与火源强弱有关)的火源做出反应，通过图像算法处理实现火焰识别和测距，从而迅速定位出火源的具***置。
灭火***：使用干粉灭火剂(或水基灭火器)，并基于机器人的瞄准模块，可实现对准火源进行灭火
通讯***：通过无线网络实现机器人状态/故障信息实时上传功能，与后台***实时通讯，通过网络信息传输，把火情信号及起火点站内位置信息传输到机器人后台***，并通过配置的红外+可见光摄像头将现场图像实时回传到后台***。其中，后台***用于机器人管理及现场火情处置的管理***，并将上述信息进行可视化展示，便于工作人员掌控现场情况。
充电站***，由机器人底盘充电桩等构成，用于给机器人充电，
高清交互屛，用于人机之间的触控交互，便于人员直接在机器人本体侧对机器人进行查看、管控等；
紫外探测器，用于判断机器人所在区域内有无火源、并初步确定火源的大致方位；
红外探测器，用于机器人在灭火前瞄准火源点，进行精准灭火；
火焰识别摄像头，增加火焰识别算法，用于机器人在巡逻过程中自动识别确认火源，并传回后台。
从上述内容可以看出，室内消防机器人基于自身的双目摄像头，红外摄像头，近红外、紫外双波段火焰探测***，搭载智能火焰识别算法，可对周围10-20米范围内(与火源强弱有关)的火源做出反应，通过图像算法处理实现火焰识别和测距，从而迅速定位出火源的具***置。使用干粉灭火剂(或水基灭火器)，基于机器人自身的瞄准***，对准火源进行自主灭火，直到火焰熄灭。该过程可由工作人员监控进行，或授权机器人自主进行。
由于室内消防机器人存在巡查盲区，且机器人无法实时(24h)对某区域进行不间断巡查，因而室内消防机器人通过与现有安防、消防***联动，如借助摄像头视频监控***、消防***实现数据互联，在视频摄像头、消防传感器发现可疑火情后，可将火情位置信息发送给室内消防机器人，由机器人自主导航快速到达现场，依托紫外识别传感器及双目摄像头进行火情及火源精确位置确认，***平台工作人员确认机器人灭火动作，机器人实现先人一步的灭火效果，将火情处置在初期阶段，灭火工作完成，机器人返回充电点。
在日常区域巡查工作中，室内消防机器人除进行指定区域的巡查工作外，还可利用自身携带的双向语音***，选取合适的消防宣传语料，在巡查工作中进行消防知识宣传。
在配电室内出现火情时，还可将火情的位置信息及安全通道位置、人员注意事项通过语音的形式进行传播，有助于室内场景下的人员逃离、安全疏散工作顺利开展。
综上所述，室内消防机器人哨兵主要用于无人仓储、配电室、展览馆的消防巡逻、消防宣传和自主灭火等工作。该机器人在日常自主巡逻过程中，能够依靠自身携带的多种传感器，可识别、判断出复杂现场情况，在发现火情后，自身可使用多种消防灭火器，对火源精准灭火。并能与现有安防、消防***联动，在安防、消防***发现火情时，将位置信息传递给室内消防机器人，由机器人自主规划路线到达现场灭火。该款机器人的亮点在于日常消防巡逻工作中，可以宣传消防知识，或在发生火灾情况下，一边灭火一边将已知火源位置和疏散位置信息扩散给附近被困人员。多台室内消防机器人之间还可以互相通信进行组合操作，对有需要消防的场景进行组合灭火工作。
机器人兼容配电室主流灭火器，包括干粉和水基，灭火介质承载量大、灭火能力更强。
***实施例
根据本发明实施例，提供了一种消防机器人灭火***(也可以称为云端集控平台)，包括上述的消防机器人，还包括后台***，图3是本发明实施例的消防机器人灭火***的示意图，如图3所示，消防机器人已经在上述实施例中进行了详细说明，在此不再赘述，所述后台***具体包括：
展示模块30，用于将接收到的消防机器人状况信息和火情信息展示给用户；其中，所述消防机器人状况信息具体包括：消防机器人的巡检任务、采集数据、告警详情、高清视频、红外图像信息、消防机器人自身的状态、动作、以及角度信息，如图4所示。
处理模块32，用于对消防机器人状况信息和火情信息进行统计和分析，并进行***的自动预警；
控制模块34，用于根据用户的输入生成控制指令、巡检策略或巡检任务对所述消防机器人进行控制设置或远程遥控；
监控模块36，用于通过所述消防机器人进行远程视频监控。
在本发明实施例中，所述***进一步包括：
历史回放模块，用于对消防机器人的巡检、灭火、和/或回充任务的视频信息进行回放。
具体地，云端平台可实现机器人的数据展示、统计、分析等功能，工作人员可通过平台界面详细控制和展示智能消防机器人的巡检任务、采集数据、告警详情、高清视频、红外图像信息，以及机器人自身的状态、动作、角度等内容。***内重要数据内容以折线图、柱状图等方式展示，并作关联分析，根据设置信息***自动预警，并能远方遥控机器人进行相关任务操作。
1)***主界面显示机器人信息的总体概况，包括机器人实时运行状态等：
2)平台可实现远程控制消防机器人、远程视频监控。机器人自动在指定区域进行消防巡逻，遇到火情，消防机器人灭火分为两种工作模式：自发自消模式和物联网联动灭火模式。
3)机器人巡检策略和巡检任务管理
机器人模块显示机器人的属性和实时状态；
巡检策略模块可以添加巡检策略，包括定期巡检的时间，巡检的设备测点，机器人将根据巡检策略定期执行巡检任务；
巡检监控模块实现对巡检任务的实时监控，包括机器人的巡检路线，当前巡检任务记录信息，巡检过程的视频直播，手动控制任务进程、本体运动等；
巡检记录模块可以查询巡检结果的历史记录；
异常告警模块显示机器人的告警信息；
统计分析模块用多种展示方式显示设备的告警统计信息。
4)历史任务回放
提供历史任务回看功能，展示机器人巡检、灭火、回充任务过程中的详细视频信息。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种消防机器人，其特征在于，包括：
底盘驱动***，设置于消防机器人底部，用于在导航传感***的控制下进行所述消防机器人的导航行走；
导航传感***，与所述底盘驱动***连接，用于在控制***的控制下根据后台***发送的控制指令、和/或安防、消防***所发出的火情位置信息进行导航，并对所述消防机器人进行自动定位；
通讯***，用于在控制***的控制下，通过无线网络将消防机器人状况信息和火情信息发送给后台***，并将后台***发送的控制指令转发给控制***；
火焰识别***，用于通过控制紫外探测器探测周围火的存在和大致方位，通过控制双目相机采用图像识别算法测量判断火的距离并引导机器人靠近火进行瞄准定位，并将火情信息通过所述通讯***进行发送；
灭火***，设置于消防机器人中部的壳体内仓，用于在控制***的控制下根据灭火指令对准火源进行灭火，其中，所述灭火指令具体包括：自主灭火和物联网联动灭火；
充电站***，设置于底盘驱动***中，用于在控制***的控制下对所述消防机器人进行充电；
控制***，用于根据用户输入的控制指令、后台***发送的控制指令、安防和消防***所发出的火情位置信息和/或其他消防机器人的协作信息，控制所述消防机器人中各个***协同运作，进行主动巡检识别火源并灭火，或者通过物联网技术与分布在区域内火灾探测器发来的火情进行联动，调度到对应火点进行灭火。
2.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述导航传感***，进一步用于：在控制***的控制下根据用户输入的控制指令进行导航；
所述消防机器人还包括：
高清交互屏，用于提供人机交互界面，向用户提供消防机器人状况信息和火情信息，接收用户输入的控制指令。
3.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述消防机器人还包括：
表情板，用于根据自身状况和火情输出相应的表情或报警信息。
4.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述消防机器人还包括：
警示灯，用于根据自身状况和火情进行相应的报警。
5.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述消防机器人还包括：
扬声器，用于播放报警信息和/或根据用户输入的控制指令或后台***发送的控制指令播放防火宣传信息，其中，所述报警信息具体包括：火源位置和疏散位置信息。
6.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述导航传感***具体包括：
激光雷达模块，用于通过激光雷达探测周围障碍，以规划导航进行避障；
超声波模块，用于通过超声波探测周围障碍，以规划导航进行避障。
7.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述火焰识别***具体包括：
双目摄像头；用于通过双目相机及图像识别算法测量判断火的距离并引导机器人靠近火进行瞄准定位；
紫外探测器，用于判断消防机器人所在区域内有无火源、并初步确定火源的大致方位；
红外摄像头，用于机器人在灭火前瞄准火源点，进行精准灭火；
火焰识别摄像头，用于在巡逻过程中自动采集“火”的图像，并通过火焰识别算法识别确认火源，并将结果通过通讯***传回后台***。
8.一种消防机器人灭火***，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的消防机器人，还包括后台***，所述后台***具体包括：
展示模块，用于将接收到的消防机器人状况信息和火情信息展示给用户；
处理模块，用于对消防机器人状况信息和火情信息进行统计和分析，并进行***的自动预警；
控制模块，用于根据用户的输入生成控制指令、巡检策略或巡检任务对所述消防机器人进行控制设置或远程遥控；
监控模块，用于通过所述消防机器人进行远程视频监控。
9.根据权利要求8所述的消防机器人灭火***，其特征在于，所述***进一步包括：
历史回放模块，用于对消防机器人的巡检、灭火、和/或回充任务的视频信息进行回放。
10.根据权利要求8所述的消防机器人灭火***，其特征在于，所述消防机器人状况信息具体包括：消防机器人的巡检任务、采集数据、告警详情、高清视频、红外图像信息、消防机器人自身的状态、动作、以及角度信息。
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| CN202010320711.2A CN111408089A (zh) | 2020-04-22 | 2020-04-22 | 一种消防机器人及消防机器人灭火*** |
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