1.一種基于多維系統(tǒng)Fornasini-Marchesini模型的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)火源區(qū)域定位方法,包括以下步驟:
步驟S1:將發(fā)生大型火災(zāi)的區(qū)域視為一個(gè)矩形區(qū)域,取矩形相鄰的兩條邊作為坐標(biāo)軸建立直角坐標(biāo)系,在這兩條邊界上等間隔的部署裝有溫度傳感器的信標(biāo)節(jié)點(diǎn),間隔距離為a,以這些信標(biāo)節(jié)點(diǎn)作為參考點(diǎn),將矩形區(qū)域劃分為網(wǎng)格形狀;
步驟S2:無(wú)人小車從原點(diǎn)O處出發(fā),以恒定的速度在網(wǎng)格上行駛,從一個(gè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到鄰近節(jié)點(diǎn)所需時(shí)間為t0,以出發(fā)時(shí)刻為0時(shí)刻,每次經(jīng)過(guò)時(shí)間間隔t0,采集兩邊界信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度信息,用于判斷小車所在節(jié)點(diǎn)及周圍鄰近節(jié)點(diǎn)的溫度值;其中,網(wǎng)格中任意節(jié)點(diǎn)的溫度值由自身節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的x軸和y軸上的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)所感應(yīng)到的溫度值共同決定,即網(wǎng)格中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)ne(xe,ye)的溫度值,由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)nx(xe,0)和ny(0,ye)所感應(yīng)到的溫度值共同決定;
步驟S3:控制小車的運(yùn)動(dòng)方向:由小車所在節(jié)點(diǎn)的周圍鄰近節(jié)點(diǎn)之間的溫度值大小關(guān)系控制小車的運(yùn)動(dòng)方向;具體方法是:小車運(yùn)動(dòng)至任意節(jié)點(diǎn)ns(xs,ys),接收該節(jié)點(diǎn)的4個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)n上(xs,ys+1),n下(xs,ys-1),n左(xs-1,ys),n右(xs+1,ys)所對(duì)應(yīng)的x軸和y軸信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的溫度信息,取其中最大值節(jié)點(diǎn)nmax=max{n上,n下,n左,n右},控制小車從節(jié)點(diǎn)ns運(yùn)動(dòng)至節(jié)點(diǎn)nmax;若最大值節(jié)點(diǎn)存在多個(gè),則任選其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng);
步驟S4:記錄下小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所有經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的邊界信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度信息,以及當(dāng)前時(shí)刻的位置信息和時(shí)間信息,然后建立多維FM模型,存儲(chǔ)和管理上述信息;
步驟S5:粗略定位火源區(qū)域:小車自身攜帶一個(gè)感應(yīng)小范圍區(qū)域的溫度傳傳感器,當(dāng)溫度傳傳感器的監(jiān)測(cè)值大于等于設(shè)定溫度閾值時(shí),小車上的傳感器會(huì)發(fā)出一個(gè)警報(bào),表示此時(shí)小車與火源的距離小于等于設(shè)定值即火源在以小車所在節(jié)點(diǎn)為中心,半徑為的圓形區(qū)域內(nèi);
步驟S6:精確定位火源區(qū)域:當(dāng)小車上的傳感器與火源的距離設(shè)定值時(shí),會(huì)發(fā)出警報(bào),將發(fā)出警報(bào)的t時(shí)刻小車所在節(jié)點(diǎn)半徑范圍內(nèi)的網(wǎng)格區(qū)域去除與(t-t0)時(shí)刻小車所在節(jié)點(diǎn)半徑范圍內(nèi)的重復(fù)的網(wǎng)格區(qū)域作為火源區(qū)域,然后用小車上的紅外熱成像儀掃描該火源區(qū)域圖像,若這些區(qū)域圖像內(nèi)存在像元值高于預(yù)先設(shè)計(jì)好的閾值時(shí),表示這些區(qū)域內(nèi)存在火源,則將信息反饋給消防人員。
步驟S7:當(dāng)定位出火源所在的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)格區(qū)域后,再令這些網(wǎng)格中部分節(jié)點(diǎn)的溫度值為0,控制小車?yán)@過(guò)已定位出的火源區(qū)域,繼續(xù)尋找其他火源區(qū)域,直到小車所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)中同時(shí)存在AnC和BmC兩邊界上的節(jié)點(diǎn)時(shí)結(jié)束,其中AnC和BmC為矩形區(qū)域的邊界。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)火源區(qū)域定位方法,其特征在于,所述步驟S5中每個(gè)單位網(wǎng)格的面積為a×a,略小于消防水槍噴灑出的滅火面積S,即:S≥a×a。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)火源區(qū)域定位方法,其特征在于,所述步驟S5中的警報(bào)值,由下述過(guò)程確定:
首先,讓小車上的溫度傳感器和煙霧傳感器從一定的距離逐漸靠近人為制造的火源,當(dāng)距離為時(shí),將溫度傳感器和煙霧傳感器發(fā)送來(lái)的信息數(shù)值相加,記錄相加后的數(shù)值,作為小車非常接近火源時(shí)的警報(bào)溫度閾值,然后,對(duì)上述過(guò)程重復(fù)進(jìn)行100次,取其平均值,作為步驟S4中所述的溫度閾值。