一种多功能头戴式智能消防系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多功能头戴式智能消防系统及其控制方法。本发明专利技术采用采用抗震平台除消防员运动过程中的高频震动，超声传感器补偿红外摄像头在深度信息感知上的不足，再通过融合算法计算出火场环境中的三维物理环境和温度场分布；同时采用GPS、惯性测量组合传感器和磁场传感器，将惯性运动信息、磁场信息与位置速度信息进行融合，能够精确获取与节点相关的位置、速度和姿态等信息，以辅助精确建立位于整个火场环境中的位置和方位，并将各个节点整合，精确建立整个火场环境的三维物理环境和温度场分布；并结合历史数据，得到最优行动策略；本发明专利技术精确感知火场环境，快速分析火情形式，并能智能决策，从而实现对消防员的自我保护和高效救援灭火。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能头戴式智能消防系统及其控制方法
本专利技术涉及消防器材领域，具体涉及一种多功能头戴式智能消防系统及其控制方法。
技术介绍
随着科技发展，人们对火场救援效率和成功率提出了更高的要求，传统火场救援设备功能单一，救援效率低下，无法满足当今对消防员救援能力的高要求。火场环境中，传统的手持式搜救设备能够辅助消防员发现火场被困人员，但它的功能单一，消防员手持设备行动不便，并且该类设备所用传感器单一，功能有限，搜救能力不强；传统的救援事件中，消防员自身的安全是被十分重视的问题，但现今已有的搜救设备未能提供火场环境中整体火情趋势判断、防患于未然的功能；现今的搜救工作，火场中的各种救援方案都通过消防员的经验来判断，火场环境十分复杂，消防员难免存在经验不足和判断失误的情况，这会给消防搜救工作带来巨大的困难。现有技术中采用红外摄像头作为感知现场温度场环境，获取三维信息温度场分布，由于单摄像头只能采集平面信息无法采集深度信息，采用多摄像头的方式虽然可以获得视野深度信息，但会极大地增加系统复杂度，降低系统可靠性。现有技术中虽然在消防头盔中安装GPS用于火场中对消防员定位，再通过红外摄像头感知火灾现场本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能头戴式智能消防系统，其特征在于，所述消防系统包括：多个头戴式智能消防设备，每一个头戴式智能消防设备作为一个节点，通过无线局域网络与无线基站连接，无线基站通过互联网连接云服务器；每一个头戴式智能消防设备包括头戴式载体、抗震平台、红外摄像头、超声传感器、温度传感器、GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器、处理器、输出单元和无线收发单元；其中，输出单元设置在头戴式载体上；在头戴式载体的外表面安装抗震平台；所述抗震平台的抗震频率下限低于头戴式智能消防设备的振动频率；在抗震平台上设置安装壳；红外摄像头、超声传感器、温度传感器、GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器、处理器和无线收发单元设置在安...

【技术特征摘要】
1.一种多功能头戴式智能消防系统，其特征在于，所述消防系统包括：多个头戴式智能消防设备，每一个头戴式智能消防设备作为一个节点，通过无线局域网络与无线基站连接，无线基站通过互联网连接云服务器；每一个头戴式智能消防设备包括头戴式载体、抗震平台、红外摄像头、超声传感器、温度传感器、GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器、处理器、输出单元和无线收发单元；其中，输出单元设置在头戴式载体上；在头戴式载体的外表面安装抗震平台；所述抗震平台的抗震频率下限低于头戴式智能消防设备的振动频率；在抗震平台上设置安装壳；红外摄像头、超声传感器、温度传感器、GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器、处理器和无线收发单元设置在安装壳上，并且红外摄像头紧邻超声传感器，二者位于头戴式载体的正前方；红外摄像头、超声传感器、温度传感器、GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器和输出单元电学连接至处理器；处理器连接至无线收发单元；无线收发单元通过无线局域网络连接无线基站；红外摄像头、超声传感器和温度传感器构成火场感知传感器组合，在处理器内部定时器的时钟的统一调度下，红外摄像头实时采集节点附近的二维红外图像，超声传感器实时采集二维红外图像的中心点的深度信息，温度传感器实时采集温度信息，传输至处理器；GPS、地磁传感器和惯性测量组合传感器构成运动信息感知传感器组合，在处理器内部定时器的时钟的统一调度下，GPS得到节点的位置信息，地磁传感器得到当前朝向方位，惯性测量组合传感器得到此节点的运动加速度和角速度，传输至处理器；处理器将信息通过无线收发单元传输至无线基站；无线基站再将信息传输至云服务器，云服务器对信息进行计算和融合，得到整个火场环境的物理环境和温度场分布；云服务器分析上述信息后，得到当前最优行动策略，通过无线通讯返回给每一节点；每一节点的处理器将当前最优行动策略通过输出单元输出。2.如权利要求1所述的消防系统，其特征在于，所述抗震平台包括安装底板、弹簧、阻尼滑块和弹簧中轴；其中，所述安装底板固定在头戴式载体的外表面；安装底板的表面设置有一个或多个凹槽；所述阻尼滑块和两个弹簧安装在一个弹簧中轴上，阻尼滑块位于两个弹簧之间，形成弹簧阻尼结构；一个弹簧阻尼结构与一个凹槽相对应，在一个凹槽内固定一个弹簧阻尼结构；弹簧阻尼结构的固有频率即为抗震平台的抗震频率下限，低于头戴式智能消防设备的振动频率。3.如权利要求2所述的消防系统，其特征在于，所述安装壳设置在阻尼滑块上。4.如权利要求1所述的消防系统，其特征在于，所述输出单元包括显示屏和语音单元。5.如权利要求1所述的消防系统，其特征在于，所述头戴式载体设置有电源卡槽，电源安装在电源卡槽内，电源分别连接至红外摄像头、超声传感器、温度传感器、GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器、处理器和输出单元。6.如权利要求1所述的消防系统，其特征在于，在所述GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器和处理器外设置外壳。7.一种多功能头戴式智能消防系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：1)将红外摄像头、超声传感器、温度传感器、GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器、处理器和无线收发单元设置在安装壳上，将安装壳设置在抗震平台上，将抗震平台安装在头戴式载体的外表面，红外摄像头紧邻超声传感器，二者位于头戴式载体的正前方，输出单元设置在头戴式载体上，抗震平台的抗震频率下限低于头戴式智能消防设备的振动频率；2)在进入火场前，每一个消防员头戴一个头戴式智能消防设备，每一个头戴式智能消防设备作为一个节点，打开头戴式智能消防设备的开关，在GPS授时功能的辅助下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏涵潇，娄浩哲，汪金奎，
申请(专利权)人：魏涵潇，
类型：发明
国别省市：北京,11