一种基于多旋翼无人机的高层楼宇灭火系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多旋翼无人机的高层楼宇灭火系统，该系统包括：用于采集当前火灾目标图像信息和投掷灭火弹的多旋翼无人机；基于无人机反馈的图像信息，控制多旋翼无人机飞行与投弹的控制单元。本发明专利技术利用多旋翼无人机携带灭火弹飞到火源附近实施灭火，具有作用距离近、展开时间短等特点，可以在火灾初期完成对高层楼宇火灾的扑灭。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高层楼宇灭火领域，特别是涉及一种基于多旋翼无人机的高层楼宇灭火系统。
技术介绍
随着我国高层建筑数量以及高度的提高，消防救援压力日益增大。对于楼体外救援设备，受工作原理和物理极限影响，用于高层建筑救援的特种消防车辆装备普遍存在车体宽大、展开时间长、维修和保障装备复杂等问题，由此带来诸多救援现场限制，影响了救援装备性能的发挥。对于楼体内救援，由消防员携带防护装备以及消防装备进入火灾现场，存在危及消防员安全、攀爬效率低等问题，会错过消防的最佳时机。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于多旋翼无人机的高层楼宇灭火系统，以解决高层楼宇灭火过程中存在的特种消防车辆展开时间长、危及消防员安全、灭火效率低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种基于多旋翼无人机的高层楼宇灭火系统，该系统包括：用于采集当前火灾目标图像信息和投掷灭火弹的多旋翼无人机；基于无人机反馈的图像信息，控制多旋翼无人机飞行与投弹的控制单元。优选地，所述多旋翼无人机包括无人机本体，所述无人机本体上固定有用于发射灭火弹的发射装置。优选地，所述发射装置装载有多个内置灭火药剂的灭火弹。优选地，所述无人机本体上进一步设有用于保护发射装置和灭火弹的防护装置。优选地，所述防护装置包括可收展的防护罩和用于控制防护罩收展动作的控制模块。优选地，所述无人机本体上进一步设有用于与控制单元进行信号传输的第一无线通信模块。优选地，所述无人机本体上进一步设有用于采集当前火灾区域内图像信息的摄像头和用于传输图像数据的图像传输模块。优选地，所述无人机本体上进一步设有用于检测无人机与控制单元通信状态的通信自检模块。优选地，所述控制单元包括：图像处理及显示模块，用于对无人机采集得到的图像信息进行处理，并将现场情况展示给操作人员；飞行控制模块，根据操作人员控制指令，向无人机发出飞行控制信号；投弹控制模块，根据操作人员控制指令，向无人机发出打开防护罩信号和投弹发射信号。优选地，所述控制单元进一步包括用于与多旋翼无人机进行信号传输的第二无线通信模块。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案利用多旋翼无人机携带灭火弹飞到火源附近实施灭火，具有作用距离近、展开时间短等特点，可以在火灾初期完成对高层楼宇火灾的扑灭，解决了高层楼宇灭火过程中存在的特种消防车辆展开时间长、危及消防员安全、灭火效率低的问题。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1示出本方案所述高层楼宇灭火系统的示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本专利技术公开了一种基于多旋翼无人机的高层楼宇灭火系统，该系统包括：用于采集当前火灾目标图像信息和投掷灭火弹的多旋翼无人机；基于无人机反馈的图像信息，控制多旋翼无人机飞行与投弹的控制单元。本方案中，所述多旋翼无人机包括无人机本体，所述无人机本体上固定有用于发射灭火弹的发射装置，该发射装置上装载有多个内置灭火药剂的灭火弹，可以根据火势的情况采取多次投弹灭火。为了无人机无飞行任务时或无人机飞行过程中灭火弹或发射装置受到外界因素损毁，本方案在所述无人机本体上进一步设有用于保护发射装置和灭火弹的防护装置，该防护装置能够罩住发射装置和灭火弹；该防护装置包括：可收展的防护罩和用于控制防护罩收展动作的控制模块。所述控制模块可以采用与保护罩相匹配的控制器，该控制器接收可视遥控终端的控制信号，对保护罩进行收展控制。多旋翼无人机通过设置在其内部的第一无线通信模块与控制单元进行信号传输；该第一无线通信模块可以采用通信芯片嵌入无人机内部，实现与无人机的一体化设计。为了便于操作人员了解火灾区域内的情况，所述无人机本体上进一步设有用于采集当前火灾区域内图像信息的摄像头和用于传输图像数据的图像传输模块；通过实时采集火灾区域的图像，可以协助操作人员控制无人机飞行和精准投弹灭火。本方案中，在所述无人机本体上进一步设有用于检测无人机与控制单元通信状态的通信自检模块，可以提前检测无人机与控制单元的通信状况，保证灭火任务中的通信畅通。所述通信自检模块可以采用内置于无人机中的通信检测仪对通信的通断状态进行检测。本方案中，所述控制单元包括：图像处理及显示模块，用于对无人机采集得到的图像信息进行处理，并将现场情况展示给操作人员；飞行控制模块，根据操作人员控制指令，向无人机发出飞行控制信号；以及，投弹控制模块，根据操作人员控制指令，向无人机发出打开防护罩信号和投弹发射信号。本方案中，可以使用可视遥控终端作为控制单元，内嵌有图像处理芯片，可以实时获取无人机采集得到的图像数据，经处理后展示给操作人员，操作人员根据现场情况控制无人机飞行，并控制无人机内驱动部件调整无人机位置，同时向无人机发出打开保护装置和投弹的指令。无人机根据用户的指令，完成投弹灭火的动作。本方案中，可以利用可视遥控终端中的微处理器完成图像处理和发送信号的功能，以使控制终端的结构更加简化，更加轻便，对于无人机的飞行和投弹控制也更加集中化。本方案控制单元中通过设置在其内部的第二无线通信模块与无人机中的第一无线通信模块进行信号传输；该第二无线通信模块可以采用通信芯片嵌入可视遥控终端内部，实现与用户操作终端一体化设计。下面通过一组实施例对本专利技术做进一步说明：本专利技术根据高层楼宇灭火的特点，设计了利用多旋翼无人机携带灭火弹、飞至着火点附近，然后发射灭火弹穿透玻璃进入室内进行灭火的装置，达到初期灭火或者延迟火势的目的。本实例中，一种基于多旋翼无人机的高层楼宇灭火系统包括：多旋翼无人机和可视遥控终端。其中，多旋翼无人机上装有发射装置，该发射装置上配置有多个灭火弹。该无人机上还安装有图像传输设备以及摄像头。消防人员操作可视遥控终端完成对无人机的飞行控制和投弹灭火动作。本实例中，可视遥控终端作为地面控制设备的主要功能是：控制无人机飞行，根据摄像头以及图像传输设备回传的图像决定发射时机，控制灭火弹对准着火位置，发射灭火弹。多旋翼无人机主要是：灭火弹的载体，根据操作人员的控制，携带灭火弹按照地面控制设备的指令飞到着火位置附近，配合发射装置，完成对灭火弹的发射，使灭火弹能够按照预定时间抛洒灭火剂。图像传输设备和摄像头的主要功能是：拍摄着火现场图像，并将该图像传输到地面控制设备，操作人员可以根据图像瞄准着火点。在该系统使用前，可以利用无人机上配备的通信自检模块对无人机和可视遥控终端的通信状态进行检测。灭火装置加电，进行自检，检查地面控制设备与图像传输设备之间的通信能力，如果通信正常，可以进入后续工作；如果通信不正常，需要中止工作，查找原因，直至通信恢复正常。根据火灾报警信息，操作人员驾驶运输车辆，将多旋翼无人机灭火装置运到着火点附近，然后布置好灭火系统；操作人员利用可视化遥控终端控制多旋翼无人机飞行到指定位置，并悬停在该位置。通过从无人机获取的火灾区域的图像，判断火源位置，控制无人机瞄准火源位置投弹。此时，通过摄像头拍摄的图像查看现场着火情况，如果火灾没有扑灭，继续调整无人机瞄准火源位置继续投弹，直至控制火势为止；火灾已经扑灭，操作人员控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多旋翼无人机的高层楼宇灭火系统，其特征在于，该系统包括：用于采集当前火灾目标图像信息和投掷灭火弹的多旋翼无人机；基于无人机反馈的图像信息，控制多旋翼无人机飞行与投弹的控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于多旋翼无人机的高层楼宇灭火系统，其特征在于，该系统包括：用于采集当前火灾目标图像信息和投掷灭火弹的多旋翼无人机；基于无人机反馈的图像信息，控制多旋翼无人机飞行与投弹的控制单元。2.根据权利要求1所述的高层楼宇灭火系统，其特征在于，所述多旋翼无人机包括无人机本体，所述无人机本体上固定有用于发射灭火弹的发射装置。3.根据权利要求2所述的高层楼宇灭火系统，其特征在于，所述发射装置装载有多个内置灭火药剂的灭火弹。4.根据权利要求2所述的高层楼宇灭火系统，其特征在于，所述无人机本体上进一步设有用于保护发射装置和灭火弹的防护装置。5.根据权利要求4所述的高层楼宇灭火系统，其特征在于，所述防护装置包括可收展的防护罩和用于控制防护罩收展动作的控制模块。6.根据权利要求2所述的高层楼宇灭火系统，其特征在于，所述无人机本体上进一步设有用于与控...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴光，张杰，贾倩，后德龙，陈玉，王硕，
申请(专利权)人：北京电子工程总体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11