本發(fā)明屬于監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種消防現(xiàn)場監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于消防機(jī)器人消防滅火空間一體化的監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

從2005到2013年全國共發(fā)生169萬起火災(zāi)事故，在一線上傷亡的消防員有776人。而2015年8月12日發(fā)生的天津塘沽爆炸案在116個(gè)的遇難者中更有56個(gè)消防員犧牲?？萍嘉溲b實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”，保障消防員安全變得迫在眉睫?；馂?zāi)現(xiàn)場火勢兇猛，非常危險(xiǎn)，在消防現(xiàn)場的監(jiān)控一般由攝像頭進(jìn)行監(jiān)控。消防現(xiàn)場采用便攜式設(shè)備進(jìn)行視頻監(jiān)控時(shí)，雖然可以通過云臺控制攝像頭進(jìn)行拍攝角度、遠(yuǎn)近的調(diào)整，但也存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

(1)傳統(tǒng)的消防作業(yè)，現(xiàn)場需要有人員對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控，勞動(dòng)強(qiáng)度大且不能完整的反映出消防現(xiàn)場的實(shí)景；

(2)當(dāng)消防工程巨大，設(shè)備需要遠(yuǎn)離火災(zāi)中心。隨著距離的增大，對設(shè)備的要求提高，成本也隨之增加；

(3)對某些特殊場合，如爆炸消防現(xiàn)場時(shí)，除了存在重大安全隱患外，人、物可能會(huì)造成遮擋，導(dǎo)致無法完整清晰的對消防作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有便攜式設(shè)備監(jiān)控不便，拍攝死角多，工作強(qiáng)度大，監(jiān)控成本高等缺陷，提供一種用于消防機(jī)器人消防滅火空間一體化的監(jiān)控方法，可使監(jiān)控更為便利和高效，從而提高滅火的效率，保障消防員的生命安全。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于消防機(jī)器人消防滅火空間一體化的監(jiān)控方法，其特征在于，包括如下操作步驟：

(1)無人機(jī)獲得消防滅火的地理位置和地理環(huán)境，獲得初始場景；

(2)在所述初始場景上，消防機(jī)器人獲取建筑結(jié)構(gòu)和室內(nèi)構(gòu)造，獲得中間場景；

(3)確定消防人員的作業(yè)位置，確定控制中心的位置，確定最終場景；

(4)執(zhí)行控制指令，根據(jù)上述步驟中的初始場景、中間場景、最終場景分別進(jìn)行監(jiān)控。

上述步驟(4)中所述初始場景、中間場景、最終場景分別進(jìn)行監(jiān)控包括如下操作步驟：

(1)執(zhí)行指令一，在節(jié)點(diǎn)一根據(jù)所述初始場景進(jìn)行監(jiān)控；

(2)執(zhí)行指令二，在節(jié)點(diǎn)二根據(jù)所述中間場景的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控；

(3)執(zhí)行指令三，在節(jié)點(diǎn)三根據(jù)所述最終場景的消防人員的位置信息進(jìn)行監(jiān)控；

(4)執(zhí)行指令四，在節(jié)點(diǎn)四根據(jù)所述最終場景的作業(yè)位置的位置信息進(jìn)行監(jiān)控；

(5)執(zhí)行指令五，在節(jié)點(diǎn)五根據(jù)所述最終場景的室內(nèi)構(gòu)造進(jìn)行監(jiān)控。

上述步驟(1)中所述的執(zhí)行指令一是按照節(jié)點(diǎn)一中的初始場景的地理位置和地理環(huán)境進(jìn)行盤旋監(jiān)控。

上述步驟(4)中所述的執(zhí)行指令四是按照節(jié)點(diǎn)四中的中間場景的建筑構(gòu)造內(nèi)根據(jù)最終場景的作業(yè)位置的位置信息進(jìn)行監(jiān)控。

上述步驟(1)中所述的無人機(jī)在獲得初始場景時(shí)采用盤旋模式、在監(jiān)控作業(yè)位置時(shí)采用靜態(tài)模式以及充電模式為充電時(shí)的監(jiān)控狀態(tài)。

上述充電模式包括如下步驟：

(1)在搜索充電位置時(shí)，根據(jù)位置一信息搜索并靠近充電位置；

(2)根據(jù)紅外感應(yīng)信號確定位置三信息，并在位置三信息對應(yīng)的充電位置停止，進(jìn)行充電。

上述步驟(2)中所述的根據(jù)紅外感應(yīng)信號確定位置三信息，并在位置三信息對應(yīng)的充電位置停止，充電的具體步驟如下：

(1)在位置三信息對應(yīng)的充電位置停止；

(2)伸出導(dǎo)桿，使得導(dǎo)桿與充電裝置進(jìn)行接觸，進(jìn)行充電；

(3)調(diào)整攝像頭至作業(yè)位置的中心點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提出的一種用于消防機(jī)器人消防滅火空間一體化的監(jiān)控方法，工作原理清晰，通過采集并獲取消防現(xiàn)場周邊的地理位置和地理環(huán)境而生成地圖，并在地圖上作標(biāo)記，無人機(jī)根據(jù)地圖和地圖上的標(biāo)記進(jìn)行自動(dòng)拍攝監(jiān)控，并把監(jiān)控信息實(shí)時(shí)傳送給控制中心，實(shí)現(xiàn)對消防現(xiàn)場的全方位無死角的拍攝監(jiān)控，還實(shí)現(xiàn)了對消防過程中每一步驟對應(yīng)的工作流程和工作位置的拍攝監(jiān)控，通過整體監(jiān)控和局部監(jiān)控相結(jié)合，使得監(jiān)控更為精確、全面，實(shí)時(shí)性更高，通過無人機(jī)和消防機(jī)器人的自動(dòng)拍攝，使得視野更為廣闊，監(jiān)控更為簡易，不僅節(jié)省了人力資源，還保證了消防員生命財(cái)產(chǎn)安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

如圖1所示，一種用于消防機(jī)器人消防滅火空間一體化的監(jiān)控方法，包括如下操作步驟：

(1)步驟一，偵查獲得消防現(xiàn)場周邊的地理位置和地理環(huán)境，獲得初始場景。在項(xiàng)目偵查階段時(shí)，無人機(jī)采用盤旋模式對消防的地理位置和地理環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)偵查，得出消防現(xiàn)場的詳細(xì)地圖，即初始場景。

(2)步驟二，在初始場景上，消防機(jī)器人獲取建筑結(jié)構(gòu)和室內(nèi)構(gòu)造，獲得中間場景。具體來說，本步驟中，由控制中心派出消防機(jī)器人在危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行偵查，獲取火源的具體位置，同時(shí)獲取危險(xiǎn)區(qū)域的建筑結(jié)構(gòu)和室內(nèi)構(gòu)造，并將上述信息對應(yīng)到初始場景，并在初始場景上作標(biāo)記，從而形成具有標(biāo)記的中間場景，中間場景可看做是包含了上述標(biāo)記的初始場景。另外，消防機(jī)器人在進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，會(huì)把警告信息傳遞給無人機(jī)，從而限制無人機(jī)的飛行范圍，避免無人機(jī)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，造成更大的安全隱患。

(3)步驟三，獲取消防人員的作業(yè)位置，確定控制中心的位置，確定最終場景。本步驟在前兩個(gè)步驟的基礎(chǔ)上確定最終場景。在由無人機(jī)和消防機(jī)器人獲取的信息上，也就是在有標(biāo)記的中間場景上，確定控制中心的位置，確保控制中心的安全，同時(shí)消防員也在此地聽從指揮和派遣。

(4)步驟四，執(zhí)行控制指令，根據(jù)初始場景，所述中間場景，最終場景分別進(jìn)行監(jiān)控。本步驟中，無人機(jī)執(zhí)行和消防機(jī)器人根據(jù)控制指令，根據(jù)初始場景，中間場景，最終場景分別進(jìn)行監(jiān)控?？刂浦噶畈煌?，則監(jiān)控的位置和對象也不同?？刂浦噶畎吮O(jiān)控時(shí)間段和監(jiān)控位置，無人機(jī)根據(jù)獲取到的監(jiān)控時(shí)間段和監(jiān)控位置，并根據(jù)上述地圖信息進(jìn)行拍攝監(jiān)控，控制指令、初始場景和最終場景預(yù)先設(shè)置于無人機(jī)，具體來說，控制指令、初始場景和最終場景在進(jìn)行監(jiān)控前預(yù)先下載設(shè)置于無人機(jī)，每一監(jiān)控指令分別對應(yīng)一監(jiān)控時(shí)間段，一監(jiān)控位置，而監(jiān)控位置則根據(jù)初始場景和最終場景獲取，為了簡化對無人機(jī)的控制，為每一控制指令對應(yīng)設(shè)置一指令序號，這樣，當(dāng)控制無人機(jī)時(shí)，只需輸入指令序號，無人機(jī)即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拍攝監(jiān)控，另外，也可以預(yù)先設(shè)定好初始場景和最終場景的監(jiān)控時(shí)間，無人機(jī)周期地進(jìn)行拍攝監(jiān)控?？刂浦噶睢⒅虚g場景，則由消防機(jī)器人前面的高清攝像頭和紅外線成像裝置完成，中間場景由消防機(jī)器人實(shí)現(xiàn)全時(shí)監(jiān)控。

(5)步驟五，無人機(jī)長時(shí)間工作后，電能就會(huì)減少，電能的降低將影響無人機(jī)的正常工作，使得監(jiān)控的實(shí)時(shí)性得不到較好的控制。為了避免影響無人機(jī)的正常工作，使得無人機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電，本發(fā)明還包括自動(dòng)充電步驟。

本發(fā)明的充電裝置搜索結(jié)合了地圖信息和GPS定位以及紅外線定位，地圖信息和GPS定位可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的導(dǎo)航，彌補(bǔ)紅外線感應(yīng)距離短的缺陷，但紅外線有效提高了定位精度，兩者結(jié)合提高了定位效率和定位精度。

具體步驟為，初始場景信息存儲(chǔ)于無人機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)模塊，無人機(jī)通過結(jié)合初始場景，搜索位置一的信息，從而找到充電裝置的位置，即控制中心的位置，無人機(jī)飛行靠近充電裝置。根據(jù)紅外線感應(yīng)信號確定位置三的控制中心，并在所述位置三對應(yīng)的充電位置停止，進(jìn)行充電。更詳細(xì)的為，無人機(jī)伸出導(dǎo)桿，使得導(dǎo)桿與充電裝置進(jìn)行接觸，進(jìn)行充電。同時(shí)，調(diào)整攝像頭至作業(yè)位置的中心。

(6)充電裝置與無人機(jī)之間設(shè)計(jì)由紅外線的相互感應(yīng)裝置。充電裝置布置在控制中心附近，包括充電平臺，充電平臺中心有紅外發(fā)生器。當(dāng)無人機(jī)的電量不足時(shí)，紅外發(fā)生器就會(huì)發(fā)出紅外感應(yīng)信號，對接收該紅外線感應(yīng)信號的無人機(jī)提供精確導(dǎo)航。充電平臺設(shè)置有兩個(gè)環(huán)形導(dǎo)軌，分別與電源的正、負(fù)級連接，這樣，無人機(jī)接收到感應(yīng)信號，無人機(jī)就能對齊于充電平臺的中心并下降，停放在充電平臺上，隨后伸出導(dǎo)桿，使得導(dǎo)桿與充電裝置的兩個(gè)導(dǎo)軌接觸，進(jìn)而連接至電源的正、負(fù)極，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電。在充電的同時(shí)，將攝像頭調(diào)整至消防現(xiàn)場的中心，實(shí)現(xiàn)一邊充電，一邊對現(xiàn)場的監(jiān)控。

(7)由于消防現(xiàn)場極其危險(xiǎn)，而且還有很多未知的隱患，為了保證無人機(jī)的安全，無人機(jī)應(yīng)在安全范圍內(nèi)對現(xiàn)場進(jìn)行拍攝監(jiān)控。因此，根據(jù)消防機(jī)器人對中間場景的排查，排除相關(guān)隱患，確定無人機(jī)的飛行范圍，由無人機(jī)在消防現(xiàn)場進(jìn)行盤旋監(jiān)控，這樣就有效保障了無人機(jī)的安全，降低了財(cái)產(chǎn)損失。

(8)具體來說，節(jié)點(diǎn)一為消防作業(yè)起動(dòng)時(shí)間，節(jié)點(diǎn)二為無人機(jī)和消防機(jī)器人聯(lián)動(dòng)出動(dòng)時(shí)間，節(jié)點(diǎn)三為人員點(diǎn)名和聯(lián)網(wǎng)時(shí)間，節(jié)點(diǎn)四為警戒時(shí)間，節(jié)點(diǎn)五為消防滅火時(shí)間。上述的監(jiān)控過程不僅實(shí)現(xiàn)對消防現(xiàn)場的全方位無死角的拍攝監(jiān)控，還實(shí)現(xiàn)了對消防過程中每一步驟對應(yīng)的工作流程和工作位置的拍攝監(jiān)控，通過整體監(jiān)控和局部監(jiān)控相結(jié)合，使得監(jiān)控更為精確、全面，實(shí)時(shí)性更高，通過無人機(jī)和消防機(jī)器人的自動(dòng)拍攝，使得視野更為廣闊，監(jiān)控更為簡易，不僅節(jié)省了人力資源，還保證了消防員生命財(cái)產(chǎn)安全。