本發(fā)明涉及消防機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是地下火災(zāi)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種大型石油化工企業(yè)、隧道、地鐵等不斷增多，相應(yīng)地，油品燃?xì)狻⒍練庑孤┍?、隧道、地鐵坍塌等災(zāi)害隱患也就不斷增加。這些災(zāi)害的特點恰恰在于突發(fā)性強(qiáng)、處置過程復(fù)雜、危害巨大、防治困難。而一旦此類災(zāi)害事故發(fā)生，消防員在面對高溫、黑暗、劇毒和濃煙等各類極度危險的環(huán)境時，若沒有配備相應(yīng)的設(shè)備便貿(mào)然沖進(jìn)現(xiàn)場，不僅難以完成任務(wù)，人員傷亡的幾率亦會大大增加。

在如此背景之下，作為特種機(jī)器人中的一類，消防機(jī)器人應(yīng)運而生，在滅火和搶險救援中發(fā)揮著越發(fā)重要的作用。消防機(jī)器人能代替消防救援人員進(jìn)入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險災(zāi)害事故現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、反饋，有效地解決消防人員在上述場所面臨的人身安全、數(shù)據(jù)信息采集不足等問題。研發(fā)一種能代替消防人員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場，對事故現(xiàn)場各項數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，甚至直接進(jìn)行消防工作和救援的消防機(jī)器人，是非常緊迫和必須的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種地下火災(zāi)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：地下火災(zāi)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制端、電源、機(jī)器人控制器、機(jī)器人本體，所述遠(yuǎn)程控制端與機(jī)器人控制器連接，所述電源分別與遠(yuǎn)程控制端、機(jī)器人控制器以及機(jī)器人本體電連接，所述機(jī)器人控制端與機(jī)器人本體連接，所述遠(yuǎn)程控制端包括數(shù)據(jù)存儲模塊、路徑規(guī)劃系統(tǒng)、圖像信號接收端、數(shù)據(jù)通訊模塊、PC端和移動終端，所述路徑規(guī)劃系統(tǒng)的輸出端與機(jī)器人控制系統(tǒng)的輸入端連接，所述圖像信號接收端的輸入端與機(jī)器人控制器的輸出端連接，其輸出端與數(shù)據(jù)存儲模塊的輸入端連接，所述機(jī)器人控制器的輸出端與數(shù)據(jù)通訊模塊的輸入端連接，所述數(shù)據(jù)通訊模塊的輸出端分別與PC端的輸入端和移動終端的輸入端信號連接，所述機(jī)器人本體包括巡檢機(jī)器人、紅外熱像儀、信號處理系統(tǒng)、紅外攝像頭、可見光攝像頭、驅(qū)動系統(tǒng)、定位系統(tǒng)，所述巡檢機(jī)器人的輸出端驅(qū)動系統(tǒng)，所述巡檢機(jī)器人的輸入端分別與紅外熱像儀、信號處理系統(tǒng)、紅外攝像頭、可見光攝像機(jī)和定位系統(tǒng)的輸出端電連接。

進(jìn)一步的，所述路徑規(guī)劃系統(tǒng)還包括電子地圖，用于顯示地下軌道模擬場景以及巡檢機(jī)器人的實時位置和行走路線。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)通訊模塊采用無線網(wǎng)絡(luò)，同時在地下軌道網(wǎng)絡(luò)中設(shè)有無線信號轉(zhuǎn)發(fā)基站。

進(jìn)一步的，所述信號處理系統(tǒng)包括CO傳感器、CO₂傳感器、O₂傳感器、CH₄傳感器，以分別用于檢測現(xiàn)場空氣中CO、CO₂、O₂和CH₄的氣體含量。

進(jìn)一步的，所述CO傳感器、CO₂傳感器、O₂傳感器、CH₄傳感器統(tǒng)稱為氣體傳感器，所述氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明具有網(wǎng)絡(luò)化、自主化、深度人機(jī)交互等特點。研發(fā)的遠(yuǎn)程控制終端基于PC或者Android等智能終端平臺，綜合現(xiàn)有的主流軟件開發(fā)技術(shù)，設(shè)計大方、簡潔、友好的人機(jī)交互界面；人性化的按鍵布局；高可靠的按鍵和觸屏設(shè)計。移動服務(wù)機(jī)器人功能多、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、易擴(kuò)展、易維修保養(yǎng)。

(2)本發(fā)明能部分代替人在災(zāi)害發(fā)生的最前沿探測救災(zāi)救援，融合了物聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)、通信等多項先進(jìn)技術(shù)，具有科技含量高、資金投入大的特點，市場準(zhǔn)入門檻較高，軟硬結(jié)合和服務(wù)定制的模式不容易復(fù)制和模仿，擁有較長的穩(wěn)定發(fā)展周期，有充足的時間改進(jìn)產(chǎn)品，提高性能，潛力巨大。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖所示，地下火災(zāi)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制端、電源、機(jī)器人控制器、機(jī)器人本體，遠(yuǎn)程控制端與機(jī)器人控制器連接，電源分別與遠(yuǎn)程控制端、機(jī)器人控制器以及機(jī)器人本體電連接，機(jī)器人控制端與機(jī)器人本體連接，遠(yuǎn)程控制端包括數(shù)據(jù)存儲模塊、路徑規(guī)劃系統(tǒng)、圖像信號接收端、數(shù)據(jù)通訊模塊、PC端和移動終端，路徑規(guī)劃系統(tǒng)的輸出端與機(jī)器人控制系統(tǒng)的輸入端連接，圖像信號接收端的輸入端與機(jī)器人控制器的輸出端連接，其輸出端與數(shù)據(jù)存儲模塊的輸入端連接，機(jī)器人控制器的輸出端與數(shù)據(jù)通訊模塊的輸入端連接，數(shù)據(jù)通訊模塊的輸出端分別與PC端的輸入端和移動終端的輸入端信號連接，機(jī)器人本體包括巡檢機(jī)器人、紅外熱像儀、信號處理系統(tǒng)、紅外攝像頭、可見光攝像頭、驅(qū)動系統(tǒng)、定位系統(tǒng)，巡檢機(jī)器人的輸出端驅(qū)動系統(tǒng)，巡檢機(jī)器人的輸入端分別與紅外熱像儀、信號處理系統(tǒng)、紅外攝像頭、可見光攝像機(jī)和定位系統(tǒng)的輸出端電連接。

路徑規(guī)劃系統(tǒng)還包括電子地圖，用于顯示地下軌道模擬場景以及巡檢機(jī)器人的實時位置和行走路線。

數(shù)據(jù)通訊模塊采用無線網(wǎng)絡(luò)，同時在地下軌道網(wǎng)絡(luò)中設(shè)有無線信號轉(zhuǎn)發(fā)基站。

信號處理系統(tǒng)包括CO傳感器、CO₂傳感器、O₂傳感器、CH₄傳感器。

CO傳感器、CO₂傳感器、O₂傳感器、CH₄傳感器統(tǒng)稱為氣體傳感器，氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。

機(jī)器人的定位：消防機(jī)器人可以采用視覺和多傳感器信息融合相結(jié)合的導(dǎo)航與定位方式。機(jī)器人在行進(jìn)過程中遇到障礙物時，通過超聲傳感器來獲取障礙物信息，通過分析所獲取的信息感知外部環(huán)境，建立相應(yīng)的模型，從而為障礙物的檢測與避障做好知識儲備。

紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。

遠(yuǎn)程控制端：基于C/S架構(gòu)設(shè)計火災(zāi)機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的軟件、設(shè)計網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，構(gòu)建移動機(jī)器人遠(yuǎn)程控制平臺。研究機(jī)器人監(jiān)控平臺主要是為了使火災(zāi)現(xiàn)場的監(jiān)控工作更直觀，更方便及時處理，可以對監(jiān)測的環(huán)境信息開展?fàn)顟B(tài)量數(shù)據(jù)查詢、監(jiān)測分析、信息交流，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用層消息格式，把機(jī)器人端采集的信息實時傳送給客戶端上傳云平臺，并進(jìn)行智能處理，以可視化的圖形方式顯示給操作者；輔助操作者對機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，機(jī)器人接收命令并執(zhí)行相關(guān)操作，實現(xiàn)節(jié)能化、智能化管理；同時保證在惡劣的移動環(huán)境中系統(tǒng)的穩(wěn)定性。遠(yuǎn)程控制平臺的主要功能有：

(1)在三維可視化場景下為用戶提供具有高度沉浸感的實時狀態(tài)展示、輔助分析和數(shù)據(jù)查詢，使操作人員能準(zhǔn)確的了解火災(zāi)現(xiàn)場的環(huán)境狀態(tài)并引導(dǎo)其進(jìn)行相關(guān)的分析。

(2)解決火災(zāi)現(xiàn)場內(nèi)各種環(huán)境、溫度、火焰、有毒氣體、等綜合監(jiān)控問題，集中整合不同監(jiān)測內(nèi)容的專項模塊的環(huán)境信息。采用高可靠性的無線技術(shù)實現(xiàn)與機(jī)器人的通信，將視頻、音頻、傳感器數(shù)據(jù)的傳輸。

(3)實現(xiàn)機(jī)器人的兩種操控模式：有線和無線控制模式。在無線模式下可以自主實現(xiàn)導(dǎo)航及避障，同時可以實現(xiàn)對機(jī)器人參數(shù)的設(shè)置。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。