[发明专利]一种分体式超高层全自动灭火机器人及其控制方法

说明书

本发明提供一种分体式超高层全自动灭火机器人及其控制方法，采用分体式结构设计，包括置于消防云梯顶端的热成像单元、图像采集单元、信息检测单元、远程无线通信单元、指令执行单元以及置于消防车驾驶室内的信息分析和处理单元；在实现消防水炮有效灭火前提下显著减少云梯承受载荷进而大大降低云梯生产成本；建立了带有图像采集时序因子和图像传输时延因子的火焰集散趋势预测模型，体现在构建基于神经网络着火点蔓延方式的预测模型时，将图像传输过程中存在的时延因子引入到预测模型中，同时将采集图像按时序输入到神经网络中，构成了着火点图像与其后续蔓延方式间更为精确的映射关系，从而为消防水炮运动控制指令的生成提供重要依据。

技术领域

本发明涉及消防控制技术领域，特别涉及一种分体式超高层全自动灭火机器人及其控制方法。

背景技术

我国目前的高层和超高层建筑的数量逐年增加，据不完全统计，截止至2018年4月，国内超过200米的超高层建筑数量已经突破了800座，而据消防权威部门的数据，大多数高层建筑存在消防隐患，这些建筑一旦发生火灾，主要依靠具有高层云梯的消防车采用户外灭火进行有效扑救。目前市场上一台云梯高为53米消防车售价接近1000万人民币，云梯高达101米的消防车每台售价超过2000万，这导致国内仅有很少数城市的消防部门具备采购此类型消防车辆的经济实力，而大多数城市的超高层建筑一旦发生火灾则会由于缺乏超高层云梯消防车导致灭火效率的急剧下降，甚至束手无策。而此类消防车之所以造价很高的一个最主要原因是消防车云梯要承载消防人员、消防水炮和消防水带进行升降，并且需要升高到百米以上。由于三者重量之和在100kg左右(其中消防人员自身重量约占其60％)，再考虑到动载荷因素，导致此类云梯必须只能采用某些质轻且高强度的特种材料制造而成，特别是需要上升达百米乃至更高的高度，使得云梯的生产制造所用料量很多，故此整体造价非常昂贵；此外，高层云梯的设计过程也相对更加复杂，综合这两个因素致使具有百米云梯的消防车成本居高不下。试想在此情况如果能够采用自重较轻的分体式机器人代替消防员，而且机器人中只有质量很轻的热成像采集单元、图像采集单元、信息检测单元、无线通信单元以及指令执行单元部署在云梯之上，机器人中质量最重的信息分析和处理单元部署在消防车驾驶室内，因此可以大大降低云梯需要升降过程中所需要承载的载荷；同时该机器人具有智能判定着火点的当前位置和蔓延趋势，并自动执行电控水炮的开闭操作。由于云梯承载的重量显著减轻，既可以大大增加云梯设计材料的可选范围，甚至可以选用成本较低材料，同时大量减少这些材料的用量；又可简化云梯的设计过程，进而显著减低超高层消防车的整体造价，使得经济欠发达的二、三线城市的消防部门拥有高达百米云梯的消防车辆成为可能，进而可以更加有效地保障人民生命财产安全。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种分体式超高层全自动灭火机器人及其控制方法，提高控制的可靠性和准确性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种分体式超高层全自动灭火机器人，所述的机器人采用分体式结构设计，包括置于消防云梯顶端的热成像单元、图像采集单元、信息检测单元、远程无线通信单元、信息分析和处理单元以及置于消防车驾驶室内的指令执行单元；所述的信息检测单元包括测距单元和测风速单元。

一种分体式超高层全自动灭火机器人的控制方法包括如下步骤：

1)通过热成像单元中的热成像相机采集火焰区域热像信息；

2)借助信息检测单元测量消防车与着火楼宇间的直线距离以及云梯顶部当前横向风速；

3)运用远程无线通信技术将所上述两种信息实时发送到驾驶室内的分析处理单元；