1.一種公路隧道火災(zāi)初期救援輔助系統(tǒng),其特征在于,系統(tǒng)包括:
探測機器人平臺;
搭載于所述探測機器人平臺上的嵌入式控制單元、信號檢測單元、標(biāo)記投放單元;所述嵌入式控制單元收集所述探測機器人平臺運行信息;所述嵌入式控制單元與所述信號檢測單元和標(biāo)記投放單元連接,所述嵌入式控制單元接收和處理所述信號檢測單元發(fā)送的火災(zāi)信息并控制所述標(biāo)記投放單元動作,所述標(biāo)記投放單元包括步進電機和發(fā)光體標(biāo)記物投放裝置;
人機交互系統(tǒng),所述人機交互系統(tǒng)包括用于實時顯示有效信息的主控制臺以及用于為現(xiàn)場搜救人員提供指導(dǎo)方案的智能移動終端;所述主控制臺實時接收嵌入式控制單元傳來的火災(zāi)信息并對其進行評估、處理,并將火災(zāi)信息和評估結(jié)果傳輸給所述智能移動終端,指揮人員可以通過主控制臺人工控制整個系統(tǒng);同時現(xiàn)場搜救人員也可以通過智能移動終端實時獲取前方情況并提前做出反應(yīng),并可通過智能移動終端控制整個系統(tǒng);
以及無線路由裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路隧道火災(zāi)初期救援輔助系統(tǒng),其特征在于,所述信號檢測單元包括:
紅外USB攝像頭,所述紅外USB攝像頭用來捕捉火災(zāi)現(xiàn)場圖像信息,并且根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境光線強弱自動切換紅外與非紅外兩種工作模式;
微波雷達人體檢測模塊,所述微波雷達人體檢測模塊用以實時監(jiān)測其周圍一定范圍內(nèi)是否有生命體,若檢測到生命體則輸出高電平,否則輸出低電平;
環(huán)境檢測傳感器組,所述環(huán)境檢測傳感器組包括:有毒氣體檢測傳感器、可燃氣體檢測傳感器、溫度傳感器、氧氣傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路隧道火災(zāi)初期救援輔助系統(tǒng),其特征在于:當(dāng)溫度達到系統(tǒng)可承受上限或者探測到周圍有生命體時,所述探測機器人平臺由自動避障模式切換為遠程遙控模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路隧道火災(zāi)初期救援輔助系統(tǒng),其特征在于,所述嵌入式控制單元包括一個或多個控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路隧道火災(zāi)初期救援輔助系統(tǒng),其特征在于,所述探測機器人平臺運行信息包括探測機器人平臺的轉(zhuǎn)角信息和前進速度信息。
6.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的公路隧道火災(zāi)初期救援方法,其特征在于,其步驟包括:
S1:探測機器人平臺搭載系統(tǒng)所需的硬件設(shè)備以自動避障模式進入隧道火災(zāi)初期現(xiàn)場,所述硬件設(shè)備包括嵌入式控制單元、信號檢測單元、標(biāo)記投放單元;
S2:所述探測機器人平臺并行執(zhí)行以下步驟:
(1)探測機器人平臺檢測前方一定范圍內(nèi)的障礙信息,并判斷是否需要避障,如需要則執(zhí)行S3;否則執(zhí)行S2;
(2)紅外USB攝像頭采集前方圖像信息并實時將采集到的圖像經(jīng)嵌入式控制單元傳輸給人機交互系統(tǒng),同時所述嵌入式控制單元對采集到的圖像信息進行圖像處理并分析,分析內(nèi)容包括:
判斷采集到的圖像中是否有火焰,是則執(zhí)行S4,否則返回S2;
判斷采集到的圖像中是否有煙霧,是則執(zhí)行S5,否則返回S2;
(3)微波雷達人體檢測模塊搜尋是否有被困人員,是則執(zhí)行S6;否則返回S2;
(4)有毒氣體檢測傳感器檢測周圍環(huán)境中的有毒氣體濃度,并實時經(jīng)嵌入式控制單元將數(shù)據(jù)通過WIFI傳輸給人機交互系統(tǒng);
(5)可燃氣體檢測傳感器檢測周圍環(huán)境中的可燃氣體濃度,并實時經(jīng)嵌入式控制單元將數(shù)據(jù)通過WIFI傳輸給人機交互系統(tǒng);
(6)溫度傳感器檢測周圍環(huán)境的溫度,并實時經(jīng)嵌入式控制單元將數(shù)據(jù)通過WIFI傳輸給上人機交互系統(tǒng);
(7)氧氣傳感器檢測周圍環(huán)境的氧氣濃度,并實時經(jīng)嵌入式控制單元將數(shù)據(jù)通過WIFI傳輸給人機交互系統(tǒng);
(8)陀螺儀實時檢測機器人平臺轉(zhuǎn)角信息,嵌入式控制單元通過對實時轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)以及探測機器人平臺的前進速度進行綜合計算來擬合出探測機器人平臺路徑軌跡,以實現(xiàn)操作人員對探測機器人平臺實時跟蹤定位;
S3:機器人平臺執(zhí)行避障程序,返回S2;
S4:嵌入式控制單元執(zhí)行火焰報警程序,并通過溫度傳感器判斷環(huán)境溫度是否達到系統(tǒng)硬件所能承受的溫度上限,是則主動切換至遠程遙控模式控制探測機器人平臺,否則返回S2;
S5:操作人員遠程操控機器人平臺至正對隧道橫斷面保持靜止,嵌入式控制單元執(zhí)行煙霧距地面距離及其下沉速度判斷程序,預(yù)測出煙霧下沉至對被困人員造成危害的高度的時間,并將預(yù)測信息傳至人機交互系統(tǒng),返回S2;
S6:通過紅外USB攝像頭確認被困人員具體位置,確認后將探測機器人平臺切換至遠程遙控模式,操作人員控制機器人平臺到達被困人員所在位置后執(zhí)行S7,否則返回S6;
S7:操作者通過主控制臺或者智能移動終端發(fā)布投放指令,嵌入式控制單元接收并執(zhí)行該指令,啟動步進電機驅(qū)動發(fā)光體標(biāo)記物投放裝置投下一個發(fā)光體標(biāo)記物,同時操作人員在人機交互系統(tǒng)軌跡繪制界面標(biāo)記投放位置,返回S2。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種公路隧道火災(zāi)初期救援方法,其特征在于:提前將無線路由裝置設(shè)置成固定IP,嵌入式控制單元各控制器的網(wǎng)關(guān)設(shè)置成與無線路由器在同一網(wǎng)關(guān)下的固定IP,主控制臺與智能移動終端與各控制器均連入無線路由器IP,以組成固定IP下的局域網(wǎng)絡(luò)。