【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机视觉消防及自动化领域，具体涉及一种基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法。
技术介绍
1、随着经济的发展，越来越多的实验室和工厂建立起来，但也为其消防工作带来了全新的挑战，在实验室和工厂中会存有部分危险的化学品，贸然灭火会引起爆炸造成严重的损失。同时，这些危险环境并不适合让消防员直接进入，单个消防员进入也无法完成灭火方面的需要，而且工厂和实验室内路线复杂，在面临火灾情况下，消防员在其中无法冷静处理突发事故，所以，对这种带有危险品的实验室和工厂救援灭火难度较大。
2、在过去的火灾救援中，传统的灭火救援方法主要依赖于人工判断和手动操作。由于火场环境通常十分复杂且存在高度危险性，这种传统方法在面对一些特殊情况时可能遇到困难和风险。其中一些主要问题包括难以进入危险区域、灭火效率低下等。
3、在危险区域，烟雾、高温、有毒气体等因素常常威胁着救援人员的安全。手动操作难以在这样的环境中迅速做出准确的判断和反应，导致灭火救援任务的执行受到制约。此外，传统方法的灭火效率也受到限制，因为人工干预的速度和精确度有限，无法满足火场灭火的迅速和高效要求。
4、为了解决上述问题，一种基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法就派上用场，通过救援直升机携带智能消防车进入火场完成对危险物品的处理以及灭火任务,具有良好的应用前景
技术实现思路
1、针对上述问题中存在的不足之处本专利技术提供一种基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，可以在无指挥中心的情
2、本专利技术公开了一种基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援系统，该系统包括救援直升机和智能消防车俩部分构成。其中救援直升机上搭载云台图像处理摄像头、云台红外成像摄像头、投弹器、图传与通信模块、电动滑轮组、激光测距模块，其中电动滑轮组通过钢缆分别与智能消防车车仓和危险物品收集网兜相连，其中智能消防车车仓中装有自锁模块与通信模块，智能消防车车仓内部的下方装有压力传感器，智能消防车车仓外部的下方装有激光测距模块；智能消防车上搭载云台图像处理摄像头，机械臂，全地形履带轮，测距避障模块，投弹器，危险品暂存车箱，图传与通信模块；其中救援直升机用于对火场情况进行整体判断，在特定地点将智能消防车送入火场，进行空中路线规划并将信息传给智能消防车与地面终端，运送危险物品以及回收智能消防车，完成对主要通道的灭火任务；其中智能消防车可以通过云台图像处理摄像头与测距避障模块进行自主行动到指定地点并对特定地点的危险物品进行识别与收集，将火场内的危险物品放入救援直升机放下的危险物品收集网兜，完成对主要通道的灭火任务。
3、具体步骤如下：
4、步骤一：救援直升机飞至火场上方通过云台图像处理摄像头以及云台红外成像摄像头对火场的整体情况进行判断，将信息传回地面终端，并自行寻找一处平坦且无火源的场地；
5、步骤二：救援直升机控制其下方电动滑轮组，将智能消防车车仓运送到那处平坦且无火源的场地；
6、步骤三：智能消防车车仓关闭自锁装置，智能消防车离开智能消防车车仓，智能消防车车仓打开自锁装置，救援直升机回收智能消防车车仓；
7、步骤四：救援直升机通过云台图像处理摄像头以及云台红外成像摄像头对火场中的路线进行规划，并将规划的路径传给智能消防车与地面终端；
8、步骤五：智能消防车根据救援直升机传来数据并结合自身云台图像处理摄像头与测距避障模块开始向目标地点前进；
9、步骤六：智能消防车到达指定地点后，云台图像处理摄像头对该区域的所有物品进行识别，并将摄像头数据传回地面终端；
10、步骤七：若在识别物品时发现危险品，用机械臂将危险品取下并放入危险品暂存车箱；
11、步骤八：危险品收集完成或危险品暂存车箱存储空间不足，智能消防车移动到一平坦且无火源的地方，救援直升机控制其下方电动滑轮组将危险物品收集网兜放下，智能消防车将危险品暂存车箱中的危险品放入危险物品收集网兜，救援直升机回收危险物品收集网兜并将危险品运离；
12、步骤九：救援直升机和智能消防车通过投射器投射灭火弹对主要通道进行灭火。
13、优选的，步骤一具体操作为：通过云台图像处理摄像头以及云台红外成像摄像头对火场的整体情况进行判断，将信息传回地面终端，自行寻找一处平坦且无火源的场地，云台图像处理摄像头用于识别火场、火源和地面情况，云台红外成像摄像头用于检测热点和火源，通过两者得到的的数据加权得到实际的火源位置，通过地面终端分析传回的数据，救援直升机将会得到一处平坦且无火源的场地的中心坐标，与自身的坐标相减得到一个偏差，运用pid算法控制救援直升机运用到一处平坦且无火源的场地上方。
14、优选的，所述步骤二具体操作为：救援直升机控制其下方电动滑轮组，将智能消防车车仓运送到那处平坦且无火源的场地，救援直升机底部装有电动滑轮组，电动滑轮组通过四根钢缆与智能消防车车仓相连，智能消防车车仓下的激光测距模块测量与地面之间的距离通过通信模块传给救援直升机，救援直升机通过电动滑轮组上编码器传回的数据，对智能消防车车仓向下运送的过程进行闭环控制。
15、优选的，步骤三具体操作为：智能消防车车仓关闭自锁装置，智能消防车离开智能消防车车仓，救援直升机回收智能消防车车仓，当智能消防车车仓降落到地面后，自锁装置关闭，智能消防车车仓仓门打开、智能消防车履带解锁，同时通过通信模块向智能消防车发送离开智能消防车车仓的信息，智能消防车接收到信息后向前运动离开智能消防车车仓，智能消防车车仓内部的下方装有压力传感器，当压力传感器检测到智能消防车离开智能消防车车仓，智能消防车车仓的自锁装置打开，智能消防车车仓的仓门关闭，并通过通信模块向救援直升机发送回收智能消防车车仓的信息，救援直升机收到信息后通过电动滑轮组回收智能消防车车仓。
16、优选的，步骤四具体操作为：救援直升机通过云台图像处理摄像头以及云台红外成像摄像头对火场中的路线进行规划，并将规划的路径传给智能消防车与地面终端，实时采集图像和红外数据，以获取火场中的实时信息，云台图像处理摄像头可以提供可见光图像，而云台红外成像摄像头则能够检测热源，包括火焰和其他热点，利用图像处理算法对两个摄像头捕获的图像进行处理，包括目标检测、物体识别和场景分析，以确定火场中的障碍物、人员位置等信息，利用云台红外成像摄像头提供的热图像数据，识别火源、热点和可能的受困人员，红外成像对于在浓烟和夜晚等复杂条件下的目标检测非常有效，使用规划算法基于图像处理和红外数据的结果，规划救援直升机的飞行路线，考虑到火场的动态变化和实时性要求，可能需要采用实时路径规划算法，并将得到的路径通过图传与通信模块传给智能消防车与地面终端。
17、优选的，步骤五具体操作为：智能消防车根据救援直升机传来数据并结合自身云台图像处理摄像头与测距避障模块开始向目标地点前进，智能消防车前端左右两侧各装配一个测距避障模块，同时智能消防车左右两本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：步骤一具体操作为：通过云台图像处理摄像头以及云台红外成像摄像头对火场的整体情况进行判断，将信息传回地面终端，自行寻找一处平坦且无火源的场地，云台图像处理摄像头用于识别火场、火源和地面情况，云台红外成像摄像头用于检测热点和火源，通过两者得到的的数据加权得到实际的火源位置，通过地面终端分析传回的数据，救援直升机将会得到一处平坦且无火源的场地的中心坐标，与自身的坐标相减得到一个偏差，运用PID算法控制救援直升机运用到一处平坦且无火源的场地上方。
3.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：所述步骤二具体操作为：救援直升机控制其下方电动滑轮组，将智能消防车车仓运送到那处平坦且无火源的场地，救援直升机底部装有电动滑轮组，电动滑轮组通过四根钢缆与智能消防车车仓相连，智能消防车车仓下的激光测距模块测量与地面之间的距离通过通信模块传给救援直升机，救援直升机通过电动滑轮组上编码器传
4.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：步骤三具体操作为：智能消防车车仓关闭自锁装置，智能消防车离开智能消防车车仓，救援直升机回收智能消防车车仓，当智能消防车车仓降落到地面后，自锁装置关闭，智能消防车车仓仓门打开、智能消防车履带解锁，同时通过通信模块向智能消防车发送离开智能消防车车仓的信息，智能消防车接收到信息后向前运动离开智能消防车车仓，智能消防车车仓内部的下方装有压力传感器，当压力传感器检测到智能消防车离开智能消防车车仓，智能消防车车仓的自锁装置打开，智能消防车车仓的仓门关闭，并通过通信模块向救援直升机发送回收智能消防车车仓的信息，救援直升机收到信息后通过电动滑轮组回收智能消防车车仓。
5.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：步骤四具体操作为：救援直升机通过云台图像处理摄像头以及云台红外成像摄像头对火场中的路线进行规划，并将规划的路径传给智能消防车与地面终端，实时采集图像和红外数据，以获取火场中的实时信息，云台图像处理摄像头可以提供可见光图像，而云台红外成像摄像头则能够检测热源，包括火焰和其他热点，利用图像处理算法对两个摄像头捕获的图像进行处理，包括目标检测、物体识别和场景分析，以确定火场中的障碍物、人员位置等信息，利用云台红外成像摄像头提供的热图像数据，识别火源、热点和可能的受困人员，红外成像对于在浓烟和夜晚等复杂条件下的目标检测非常有效，使用规划算法基于图像处理和红外数据的结果，规划救援直升机的飞行路线，考虑到火场的动态变化和实时性要求，可能需要采用实时路径规划算法，并将得到的路径通过图传与通信模块传给智能消防车与地面终端。
6.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：步骤五具体操作为：智能消防车根据救援直升机传来数据并结合自身云台图像处理摄像头与测距避障模块开始向目标地点前进，智能消防车前端左右两侧各装配一个测距避障模块，同时智能消防车左右两侧也分别装有两个测距避障模块，便于对火场里的物体进行及时的规避，智能消防车接收救援直升机传来的数据并结合自身云台图像处理摄像头与测距避障模块进行循迹，但如果遇到现场突发情况，智能消防车便将自身的云台图像处理摄像头作为主要消息来源结合测距避障模块进行循迹。
7.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：步骤六具体操作为：智能消防车到达指定地点后，云台图像处理摄像头对该区域的所有物品进行识别，并将云台图像处理摄像头数据传回地面终端，智能消防车到达指定地点后，智能消防车通过云台图像处理摄像头检测哪里有物体存在，移动到物体前，云台图像处理摄像头拍摄下该物体图片，然后对该物体进行识别，包括加载模型、预处理输入数据、进行推理、后处理、可视化结果几个步骤，使用TensorFlow的API加载选定的模型将待识别的图像进行预处理，以符合模型的输入要求，使用加载的模型对预处理后的图像进行推理，以获取物体的位置和类别信息根据任务需求，对推理结果进行后处理，包括过滤低置信度的检测框、非极大值抑制(NMS)操作，以提高识别的准确性，最后将识别结果可视化在原始图像上，并将云台图像处理摄像头数据通过图传与通信模块传给地面终端。
8.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：步骤七具体操作为：识别物品时发现该物品是危险品，用机械臂将危险...
【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：步骤一具体操作为：通过云台图像处理摄像头以及云台红外成像摄像头对火场的整体情况进行判断，将信息传回地面终端，自行寻找一处平坦且无火源的场地，云台图像处理摄像头用于识别火场、火源和地面情况，云台红外成像摄像头用于检测热点和火源，通过两者得到的的数据加权得到实际的火源位置，通过地面终端分析传回的数据，救援直升机将会得到一处平坦且无火源的场地的中心坐标，与自身的坐标相减得到一个偏差，运用pid算法控制救援直升机运用到一处平坦且无火源的场地上方。
3.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：所述步骤二具体操作为：救援直升机控制其下方电动滑轮组，将智能消防车车仓运送到那处平坦且无火源的场地，救援直升机底部装有电动滑轮组，电动滑轮组通过四根钢缆与智能消防车车仓相连，智能消防车车仓下的激光测距模块测量与地面之间的距离通过通信模块传给救援直升机，救援直升机通过电动滑轮组上编码器传回的数据，对智能消防车车仓向下运送的过程进行闭环控制。
4.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：步骤三具体操作为：智能消防车车仓关闭自锁装置，智能消防车离开智能消防车车仓，救援直升机回收智能消防车车仓，当智能消防车车仓降落到地面后，自锁装置关闭，智能消防车车仓仓门打开、智能消防车履带解锁，同时通过通信模块向智能消防车发送离开智能消防车车仓的信息，智能消防车接收到信息后向前运动离开智能消防车车仓，智能消防车车仓内部的下方装有压力传感器，当压力传感器检测到智能消防车离开智能消防车车仓，智能消防车车仓的自锁装置打开，智能消防车车仓的仓门关闭，并通过通信模块向救援直升机发送回收智能消防车车仓的信息，救援直升机收到信息后通过电动滑轮组回收智能消防车车仓。
5.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：步骤四具体操作为：救援直升机通过云台图像处理摄像头以及云台红外成像摄像头对火场中的路线进行规划，并将规划的路径传给智能消防车与地面终端，实时采集图像和红外数据，以获取火场中的实时信息，云台图像处理摄像头可以提供可见光图像，而云台红外成像摄像头则能够检测热源，包括火焰和其他热点，利用图像处理算法对两个摄像头捕获的图像进行处理，包括目标检测、物体识别和场景分析，以确定火场中的障碍物、人员位置等信息，利用云台红外成像摄像头提供的热图像数据，识别火源、热点和可能的受困人员，红外成像对于在浓烟和夜晚等复杂条件下的目标检测非常有效，使用规划算法基于图像处理和红外数据的结果，规划救援直升机的飞行路线，考虑到火场的动态变化和实时性要求，可能需要采用实时路径规划算法，并将得到的路径通过图传与通信模块传给智能消防车与地面终端。
6.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特征在于：步骤五具体操作为：智能消防车根据救援直升机传来数据并结合自身云台图像处理摄像头与测距避障模块开始向目标地点前进，智能消防车前端左右两侧各装配一个测距避障模块，同时智能消防车左右两侧也分别装有两个测距避障模块，便于对火场里的物体进行及时的规避，智能消防车接收救援直升机传来的数据并结合自身云台图像处理摄像头与测距避障模块进行循迹，但如果遇到现场突发情况，智能消防车便将自身的云台图像处理摄像头作为主要消息来源结合测距避障模块进行循迹。
7.根据权利要求1所述的基于图像处理的机车协同危险区域灭火救援方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶孜翔，翟乐乐，陈飞龙，吴宇恒，甘昌溢，陈文新，林志华，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。