一种仓库智能灭火机器人的火场定位及灭火方法技术

一种仓库智能灭火机器人的火场定位及灭火方法，包括以下步骤：1、将仓库划分为多个区域，每个区域内安装烟雾报警模块；2、规划自灭火机器人起始点至各个区域的行驶路线并存于灭火机器人内，3、根据各个区域烟雾报警模块与灭火机器人上的无线信号接收模块确定火场所在区域；4、触发灭火机器人程序中与着火区域对应的行驶程序，灭火机器人沿相应的行驶路线通过专用通道前往着火区域；当专用通道出现障碍物时，灭火机器人自主规划行驶路线，绕过前方障碍物后采取就近原则返回最初的行驶路线继续行驶；5、灭火机器人通过红外热成像仪寻找与定位火源，进行灭火操作。该方法可使灭火机器人在无人参与的情况下快速定位火场，将火灾消灭于萌芽。灭于萌芽。灭于萌芽。

【技术实现步骤摘要】
一种仓库智能灭火机器人的火场定位及灭火方法


[0001]本专利技术属于消防
，具体涉及一种仓库智能灭火机器人的火场定位及灭火方法。

技术介绍

[0002]在社会生活中，火灾的隐患处处存在，大大小小的火灾频繁发生，火灾已成为危害人民生命健康和公共财产最主要的灾害之一。特别是室内火灾，火焰蔓延速度非常快，如果不能在火灾发生初期及时将火扑灭，火势变大之后将难以控制，后果不堪设想。
[0003]现有技术中，实现灭火机器人对火场的定位主要有三种方法：
[0004]1、通过人工现场或远程遥控的方式控制灭火机器人行驶至火场执行灭火任务。例如授权号为CN 111267128 B的专利技术专利提供了一种远程消防机器人控制器，可以通过该控制器控制消防机器人前往火场。这种方式必须有人工参与，智能化程度不高。
[0005]2、通过侦察设备为灭火机器人提供火场位置信息。例如授权号为CN 110101996 B的专利技术专利提供了一种复杂环境下消防机器人协同定位与自主作业方法，通过两台侦察机器人为灭火机器人提供火场位置信息；例如授权号为CN 107137838 B的专利技术专利提供了一种基于消防机器人的火灾救援闭环控制系统及方法，通过无人机高空侦察的方式为灭火机器人提供火场位置信息。这种通过侦察设备为灭火机器人提供火场位置信息的方法原理复杂、技术难度高，而且应用场景受限，如无人机高空侦查的方式对无人机损害较大，其定位精度取决于GPS精度，而且面对室内着火的情形时失效。
[0006]3、通过灭火机器人本体双目视觉设备实现对着火点的定位。例如授权号为CN 109331378 B的专利技术专利提供了一种基于图像处理的灭火机器人及智能消防灭火方法，通过视频采集模块实时采集灭火机器人前方区域的图像，将着火点的位置信息传递给灭火机器人。这种方式适用于火场大致位置已知，对具体的着火点进行定位的情形。如在大范围对火场位置也采用这种定位方法，定位效率较低，会延误灭火时机，且此种方法原理复杂、技术难度高。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种仓库智能灭火机器人的火场定位及灭火方法，该方法可使灭火机器人在无人参与的情况下快速定位火场，将火灾消灭于萌芽。
[0008]为实现上述目的，本专利技术是采用如下技术方案实现的：
[0009]一种仓库智能灭火机器人的火场定位及灭火方法，具体包括以下步骤：
[0010]步骤1、仓库区域的划分与灭火机器人行驶程序的录入
[0011]步骤1.1、将仓库划分为N个区域，并在每个区域内安装烟雾报警模块，确保该区域的任何一个地方发生火情时均可被烟雾报警模块检测到；
[0012]步骤1.2、规划自灭火机器人起始点至各个区域的行驶路线，并将行驶路线制作为灭火机器人专用通道，在仓库封闭期间应完全保持其通畅，在仓库出进货时不得占用行驶
路线超过0.5h；
[0013]其中，所述灭火机器人包括移动机器人、无线信号接收模块、主控制单元、灭火装置、火焰识别与定位装置；其中，所述移动机器人的智能轮式底盘根据激光雷达的信号可建立周围环境的二维地图，自主规划行驶路线，智能轮式底盘内也可录入、存储多个行驶程序，灭火机器人可按照预存的行驶程序进行行驶；
[0014]所述无线信号接收模块安装在移动机器人内部，可接收来自烟雾报警模块的无线信号发射模块的无线信号，并将信号传递给主控制单元；
[0015]所述主控制单元安装在移动机器人内部，与智能轮式底盘、无线信号接收模块、灭火装置、火焰识别与定位装置通过导线连接，主控制单元可接收来自无线信号接收模块、火焰识别与定位装置的信息，控制智能轮式底盘运动、灭火装置执行灭火指令；
[0016]步骤1.3、将各个行驶路线录入灭火机器人智能轮式底盘的程序中，作为灭火机器人执行灭火任务时的备选行驶程序；
[0017]步骤1.4、建立仓库区域、烟雾报警模块、规划的行驶路线、灭火机器人行驶程序的一一对应关系；
[0018]步骤2、灭火机器人的火场定位
[0019]各个区域的烟雾报警模块实时采集信号，并将采集的信号发送给主控制单元；所述烟雾报警模块包括烟雾传感器、辅控制单元、无线信号发射模块；其中，所述烟雾传感器，用于实时测定空气中烟雾浓度，并将烟雾浓度发送至辅控制单元；所述辅控制单元，用于接收烟雾传感器发送的烟雾浓度，与预设的烟雾浓度阈值进行比较，判断是否有火情发生，若发生火情，则控制无线信号发射模块发出无线信号，传递火情信息；所述无线信号发射模块，用于将带有火情信息的无线信号发送至灭火机器人内部的无线信号接收模块；无线信号发射模块发射的信号包括代表区域信息的位置代码、代表区域状态的火情代码；
[0020]步骤3、灭火机器人灭火
[0021]步骤3.1、安装在移动机器人内部的无线信号接收模块接收来自烟雾报警模块的无线信号发射模块的无线信号，并将信号传递给移动机器人内部的主控制单元，主控制单元先通过无线信号中的位置代码部分确定区域的位置信息，再通过火情代码部分判定该区域是否有火情发生；若发生火情，则触发灭火机器人智能轮式底盘程序中与着火区域对应的行驶程序，灭火机器人沿相应的行驶路线，通过灭火机器人专用通道前往着火区域救火；若未发生火情，灭火机器人不行动，处于待机状态，继续接收来自区域的无线信号；
[0022]步骤3.2、当专用通道出现障碍物时，移动机器人会检测到前方障碍物的距离，并把距离信息传递给主控制单元，主控制单元中预设有距前方障碍物的安全距离阈值，当灭火机器人距前方障碍物的距离到达此阈值时，主控制单元就会立刻触发智能轮式底盘的激光雷达，智能轮式底盘根据激光雷达的信号建立周围环境的二维地图，自主规划行驶路线，绕过前方障碍物；当移动机器人检测到前方无障碍物时，会将此信息传递给主控制单元，主控制单元控制灭火机器人由当前所在点采取就近原则返回最初选定的行驶路线，继续按照原行驶程序行驶至着火区域；
[0023]步骤3.3、当灭火机器人行驶至着火区域，主控制单元检测到行驶程序完成以后，就会触发安装在移动机器人顶部后方的火焰识别与定位装置开启、旋转，并将检测到的温度图像传递给主控制单元，主控制单元对温度图像进行分析，选择温度最高的点作为优先
灭火方向；
[0024]步骤3.4、确定灭火方向以后，主控制单元会控制智能轮式底盘调整车头方向，使车头对准选定的灭火方向，控制智能轮式底盘向灭火方向前进，直至达到主控制单元中预设的与火源的安全距离停止；此时，由于灭火装置的喷头处于水平方向，与灭火方向可能仍有角度的偏差，主控制单元进一步将灭火装置的喷头与灭火方向角度信息换算成驱动电机转动的转数，控制驱动电机转动，使灭火装置的喷头对准灭火方向，主控制单元控制灭火装置的电磁阀开启，打开灭火装置进行灭火；
[0025]步骤3.5、在灭火过程中，火焰识别与定位装置继续将检测到的温度图像传递给主控制单元，当主控制单元检测到图像中的温度最高点低于预设的阈值时，则认为此点的火已扑灭，主控制单元控制灭火装置的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仓库智能灭火机器人的火场定位及灭火方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、仓库区域的划分与灭火机器人行驶程序的录入步骤1.1、将仓库划分为N个区域，并在每个区域内安装烟雾报警模块，确保该区域的任何一个地方发生火情时均可被烟雾报警模块检测到；步骤1.2、规划自灭火机器人起始点至各个区域的行驶路线，并将行驶路线制作为灭火机器人专用通道，在仓库封闭期间应完全保持其通畅，在仓库出进货时不得占用行驶路线超过0.5h；其中，所述灭火机器人包括移动机器人、无线信号接收模块、主控制单元、灭火装置、火焰识别与定位装置；其中，所述移动机器人的智能轮式底盘根据激光雷达的信号可建立周围环境的二维地图，自主规划行驶路线，智能轮式底盘内也可录入、存储多个行驶程序，灭火机器人可按照预存的行驶程序进行行驶；所述无线信号接收模块安装在移动机器人内部，可接收来自烟雾报警模块的无线信号发射模块的无线信号，并将信号传递给主控制单元；所述主控制单元安装在移动机器人内部，与智能轮式底盘、无线信号接收模块、灭火装置、火焰识别与定位装置通过导线连接，主控制单元可接收来自无线信号接收模块、火焰识别与定位装置的信息，控制智能轮式底盘运动、灭火装置执行灭火指令；步骤1.3、将各个行驶路线录入灭火机器人智能轮式底盘的程序中，作为灭火机器人执行灭火任务时的备选行驶程序；步骤1.4、建立仓库区域、烟雾报警模块、规划的行驶路线、灭火机器人行驶程序的一一对应关系；步骤2、灭火机器人的火场定位各个区域的烟雾报警模块实时采集信号，并将采集的信号发送给主控制单元；所述烟雾报警模块包括烟雾传感器、辅控制单元、无线信号发射模块；其中，所述烟雾传感器，用于实时测定空气中烟雾浓度，并将烟雾浓度发送至辅控制单元；所述辅控制单元，用于接收烟雾传感器发送的烟雾浓度，与预设的烟雾浓度阈值进行比较，判断是否有火情发生，若发生火情，则控制无线信号发射模块发出无线信号，传递火情信息；所述无线信号发射模块，用于将带有火情信息的无线信号发送至灭火机器人内部的无线信号接收模块；无线信号发射模块发射的信号包括代表区域信息的位置代码、代表区域状态的火情代码；步骤3、灭火机器人灭火步骤3.1、安装在移动机器人内部的无线信号接收模块接收来自烟雾报警模块的无线信号发射模块的无线信号，并将信号传递给移动机器人内部的主控制单元，主控制单元先通过无线信号中的位置代码部分确定区域的位置信息，再通过火情代码部分判定该区域是否有火情发生；若发生火情，则触发灭火机器人智能轮式底盘程序中与着火区域对应的行驶程序，灭火机器人沿相应的行驶路线，通过灭火机器人专用通道前往着火区域救火；若未发生火情，灭火机器人不行动，处于待机状态，继续接收来自区域的无线信号；步骤3.2、当专用通道出现障碍物时，移动机器人会检测到前方障碍物的距离，并把距离信息传递给主控制单元，主控制单元中预设有距前方障碍物的安全距离阈值，当灭火机器人距前方障碍物的距离到达此阈值时，主控制单元就会立刻触发智能轮式底盘的激光雷达，智能轮式底盘根据激光雷达的信号建立周围环境的二维地图，自主规划行驶路线，绕过
前方障碍物；当移动机器人检测到前方无障碍物时，会将此信息传递给主控制单元，主控制单元控制灭火机器人由当前所在点采取就近原则返回最初选定的行驶路线，继续按照原行驶程序行驶至着火区域；步骤3...

【专利技术属性】
技术研发人员：马芳武，张宇飞，孙博华，梁鸿宇，王晨，蒲永锋，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：