本实用新型专利技术公开了用于火灾现场情况勘测的耐高温自主无人飞行器系统，包括外置主控制器(17)和飞行器模型(13)；所述飞行器模型(13)，包括机身(4)和云台支架(8)，所述机身(4)上设置有呈十字分布的四个机翼(1)，每个机翼(1)与无刷电机(2)相连，继而无刷电机(2)通过无刷电调(3)与机身(4)相连；机身(4)上方设置有飞行控制板(5)和飞行控制板安装棱柱(7；机身(4)下方设置有执行部件(10)和执行部件固定柱(9)，执行部件(10)外部设置有耐高温隔热罩(11)。本实用新型专利技术能够在未知的环境中自主飞行，稳定、安全、灵活的搜救被困群众。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及火灾现场勘测智能系统，具体地说涉及一种用于火灾现场情况勘测的耐高温自主无人飞行器系统。
技术介绍
火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。火灾是我国目前造成人员伤亡数仅次于矿难的灾难。从近几年火灾事故的资料看，全国平均每年由火灾造成的经济损失达15亿元，火灾次数达18万次，呈不断上升之势。大型火灾不仅会造成惨重的财产损失，还会造成大量的人员伤亡。大型火灾发生后的扑灭工作也是一大难点，目前我国采取的仍为人工扑灭，这种扑灭方式难度大，对消防队员有很大危险。2015年8月12日在天津滨海新区塘沽开发区的天津东疆保税港区瑞海国际物流有限公司所属危险品仓库发生爆炸，22时50分之后的连环爆炸造成数十名消防员牺牲。火灾现场的情况勘测对扑灭火灾，提醒消防队员未知的危险有重大意义。基于上述火灾危害性大、扑灭危险性大的特点，利用科技的便捷性，专利技术一种应用于火灾现场情况勘测的智能系统对减少消防员在火灾现场的危险性，帮助消防员搜救被困群众很有益处。例如，申请号为2014206116365、名称为“一种火灾报警数据信息与火灾现场视频信息一体传输装置”的技术专利，此技术虽然提高了数据传输装置在极端环境下工作的稳定性，但是火灾传感器和摄像头的位置固定，摄像头视觉角度单一，不能完全还原火灾现场的原貌；而且传感器和摄像头通过数据电缆与数据采集主机相连，数据电缆虽然有阻燃外层，但是容易发生断线的危险。另外，申请号为2015200466745、名称为“一种基于四旋翼飞行器的火灾现场辅助救援系统”的技术专利，该四旋翼飞行器可通过无线遥控飞行或自动控制飞行，能较为灵活的拍摄火灾现场的情况，但是，关于火灾现场高温条件下四旋翼飞行器材料的选择和四旋翼飞行器在未知环境中如何自主飞行没有给出较好的解决办法。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术设计了一种用于火灾现场情况勘测的耐高温自主无人飞行器系统。本技术用于火灾现场情况勘测的耐高温自主无人飞行器系统，包括外置主控制器17和飞行器模型13；所述飞行器模型13，包括机身4和云台支架8，所述机身4上设置有呈十字分布的四个机翼1，每个机翼1与无刷电机2相连，继而无刷电机2通过无刷电调3与机身4相连；机身4上方设置有飞行控制板5和飞行控制板安装棱柱7，飞行控制板5下方设置有电池12，飞行控制板5外侧设置有耐高温隔热罩6；机身4下方设置有执行部件10和执行部件固定柱9，执行部件10外部设置有耐高温隔热罩11；所述飞行控制板5上设置有飞行控制模块15，飞行控制模块15用于控制飞行器模型13的飞行姿态和飞行方向。多台飞行器模型13在同一区域同一时间受同一主控制器17控制飞行。所述执行部件10为高清摄像头14a或红外线人体传感器14b。所述飞行控制模块15由微控制器模块15a、姿态测量模块、电源模块15d、电机驱动模块15e、无线通讯模块15f、GPS模块15g组成；微控制器模块15a为时钟频率为50MHZ以上的单片机，其他电子器件以微控制器模块15a为中心，连接到微控制器模块15a，与微控制器模块15a建立通信；姿态测量模块由加速度传感器15b、角速度传感器15c、数字气压传感器组成；电源模块15d和电机驱动模块15e共同用于控制飞行器电池为无刷电调和电机供电，电源模块15d内含降压电路，将电池电源转化为5v直流电为微控制器模块供电；无线通讯模块15f为nRF24L01无线模块器件，其发射电路通过LC振荡电路构成，用于发射和接收无线电来实现主控制器17和飞行器模型13的通信；GPS模块15g用于测定飞行器的具体方位。电源模块15d同时连接微控制器模块15a和电池12，用于解锁电池12。电机驱动模块15e用于解锁无刷电机2。耐高温隔热罩6、11为celsian基体或cel-sian 纤维陶瓷复合材料制成。或者，所述飞行控制模块15由微控制器模块15a、姿态测量模块、电源模块15d、电机驱动模块15e、无线通讯模块15f、未知建筑自主飞行辅助模块18组成；所述未知建筑自主飞行辅助模块18，包括激光传感器18a和声纳传感器18b；未知建筑自主飞行辅助模块18连接飞行控制系统15的微控制器模块15a，未知建筑自主飞行辅助模块18将采集到的飞行器和障碍物之间的距离发送给微控制器模块15a，经过通信系统16反馈给主控制器17，主控制器17根据算法规划飞行路线，通过通信系统16发送到飞行控制系统15来改变飞行的方向或高度。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1、四旋翼飞行器采用多种的耐高温高强度的材料制成，能够在火灾的现场自如的飞行而不受高温高压环境的影响，能够克服环境对人力的限制，飞行器可以去到许多火灾灾情严重的建筑物中勘测情况：机架的构建应采用TUFROC 韧化单片纤维增强抗氧化复合材料，耐高温、抗氧化；电机的构建应采用冷却的陶瓷基复合材料（CMC）技术；耐高温隔热罩采用celsian（涂有锶的硅酸铝钡，SBAS）基体/cel-sian 纤维陶瓷复合材料，透明、耐高温、并能进行无线电频率的电子透波；其他裸露部分可以刷高熔点抗氧化陶瓷碳绝缘材料的耐高温抗火涂层。2、飞行器采用由微控制器模块（时钟频率为50MHZ或50MHZ以上的单片机组成）、姿态测量模块、无线通讯模块、电机驱动模块组成先进的飞行控制技术，飞行稳定，不易受环境的影响，且飞行控制器时钟频率高，处理速度快，在飞行器飞行受到大的扰动时，微处理器内置的PID控制算法会快速计算电机的转速，通过电调改变无刷电机的转速，使飞行器飞行回归稳定。3、飞行器在未知的环境中执行任务时，如飞入未知状态的建筑物中时，利用激光传感器和声纳传感器代替传统 GPS 的惯性导航方法，用于获取飞行器在未知室内环境中飞行时的位姿信息。并结合数字图像处理方法和激光测距特性，采取激光辅助惯性导航的方法可以进一步的提高定位的精度。保证飞行器不受阻碍的飞行。4、在通信系统中，为了保证飞行器之间更好的合作交流，飞行器的协同工作采用协同工作模式中的本地同步模式，即使得处于同一区域的合作者在同一时间进行同一任务的协作。多台飞行器在同一区域同一时间受同一主控制器控制飞行。主控制器与飞行控制器的通讯方式采用集中式应用共享方式，即飞行器向主控制器反馈飞行信息，主控制器控制飞行器飞行，各飞行器之间的协同交流也通过主控制器完成。所以，飞行器之间可以实现较好的合作，飞行器和主控制器之间的交流也比较便利。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的侧视图；图3为本技术的系统方框图；图4为主控制器与飞行器模型之间的集中式应用共享方式示意图。图中，1为机翼，2为无刷电机，3为无刷电调，4为机身，5为飞行控制板，6为耐高温隔热罩，7为飞行控制板安装棱柱，8为云台支架，9为执行部件固定柱，10为执行部件，11为耐高温隔热罩，12为电池，13为飞行器模型，14为勘测系统，14a为高清摄像头，14b为红外线人体传感器，15为飞行控制模块，15a为微控制器模块，15b为加速度传感器，15c为角速度传感器，15d为电源模块，15e为电机驱动模块，15f为无线通讯模块，15g本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于火灾现场情况勘测的耐高温自主无人飞行器系统，其特征在于：包括外置主控制器(17)和飞行器模型(13)；所述飞行器模型(13)，包括机身(4)和云台支架(8)，所述机身(4)上设置有呈十字分布的四个机翼(1)，每个机翼(1)与无刷电机(2)相连，继而无刷电机(2)通过无刷电调(3)与机身(4)相连；机身(4)上方设置有飞行控制板(5)和飞行控制板安装棱柱(7)，飞行控制板(5)下方设置有电池(12)，飞行控制板(5)外侧设置有耐高温隔热罩(6)；机身(4)下方设置有执行部件(10)和执行部件固定柱(9)，执行部件(10)外部设置有耐高温隔热罩(11)；所述飞行控制板(5)上设置有飞行控制模块(15)，飞行控制模块(15)用于控制飞行器模型(13)的飞行姿态和飞行方向。
【技术特征摘要】
1.用于火灾现场情况勘测的耐高温自主无人飞行器系统，其特征在于：包括外置主控制器(17)和飞行器模型(13)；所述飞行器模型(13)，包括机身(4)和云台支架(8)，所述机身(4)上设置有呈十字分布的四个机翼(1)，每个机翼(1)与无刷电机(2)相连，继而无刷电机(2)通过无刷电调(3)与机身(4)相连；机身(4)上方设置有飞行控制板(5)和飞行控制板安装棱柱(7)，飞行控制板(5)下方设置有电池(12)，飞行控制板(5)外侧设置有耐高温隔热罩(6)；机身(4)下方设置有执行部件(10)和执行部件固定柱(9)，执行部件(10)外部设置有耐高温隔热罩(11)；所述飞行控制板(5)上设置有飞行控制模块(15)，飞行控制模块(15)用于控制飞行器模型(13)的飞行姿态和飞行方向。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：多台飞行器模型(13)在同一区域同一时间受同一主控制器(17)控制飞行。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述执行部件(10)为高清摄像头(14a)或红外线人体传感器(14b)。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述飞行控制模块(15)由微控制器模块(15a)、姿态测量模块、电源模块(15d)、电机驱动模块(15e)、无线通讯模块(15f)、GPS模块(15g)组成；微控制器模块(15a)为时钟频率为50MHZ以上的单片机，其他电子器件以...
【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉思，杨铮，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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