基于智能视频的防火机器人及多机协调系统技术方案

本发明专利技术提出了基于智能视频的防火机器人及多机协调系统，属于智能消防领域。包括行走机器人、摄像头、补光灯、云台、主控模块、定位模块、灭火器、灭火器支撑结构、无线通讯模块、烟雾传感器、红外传感器。采用实时智能视频分析技术，结合烟雾和红外传感器辨识起火点，提高了判断的准确性。多台防火机器人按区域巡查，且相互联网通讯构成多机协调系统，发现起火点后集体扑灭，大大提高了火灾监测效率和对火灾初期的扑灭能力。采用人员识别和特定动作巡检，避免了误灭火，提高了监测效果。本系统实现了高精度的智能化火灾识别并能高效率的扑灭起火点，防患于未然，可广泛应用于仓库、变电站等，尤其是无人值守的区域。

【技术实现步骤摘要】
基于智能视频的防火机器人及多机协调系统
本专利技术涉及智能消防领域，尤其涉及一种基于智能视频的防火机器人及多机协调系统。
技术介绍
在我国，火灾频繁发生，促使火灾发生的原因多样，严重危害人民的生活和财产安全。及时预防是解决火灾问题的一种重要途径，尤其是在火灾初期，如果能及时发现预警、及时扑灭，可以有效减少火灾扩大造成严重损失。此外，在诸如仓库、变电站等设备较多、区域较大，且经常无人值守的场所，起火点的实时监测、预警和及时扑灭尤为重要。目前的系统如通用的火灾监测报警系统，只能在发现火灾时报警，等灭火人员和设备赶到时，往往火灾已经扩大；再如喷淋系统，必须是火灾达到一定程度才能感应动作，这时已经造成了一定的财产损失，甚至火灾已经发展到难以扑灭的程度。因此，需要一种能够及时发现起火点，并在火灾初期就能及时扑灭的智能灭火机器人系统。现阶段的灭火机器人系统一般采用火焰传感器或烟雾传感器等监测起火点然后进行灭火，但这种方法准确度不高、容易误报。采用智能视频分析进行火灾监测可以快速的判断起火点并确定发生起火点的位置，目前国内关于此方面的专利十分稀少，中国专利“智能预警灭火机器人”（申请号：201410565265.6）提出了一种带有摄像头的智能预警灭火机器人，利用多数据融合完成火灾火焰识别和火源定位，有效地提高了识别的准确度；但是其提出的预警灭火机器人为单台独立工作，对于监测范围较大的区域具有巡视周期长，无法及时发现和扑灭起火点的缺点；而且对于较难扑灭的起火点，单台预警灭火机器人独立工作难以有效扑灭火源；此外，其不具备重点设备监测和特定动作监测等功能，无法有目的性的监测容易发生火灾的设备和区域，对于人为点火如抽烟等行为也不能有效识别，容易发生误灭火。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提出了一种基于智能视频的防火机器人及多机协调系统。巡检周期短，对起火点识别准确度高，能够在火灾初期发现起火点并灭火，且对于监管范围大的区域同样具备较快的巡检速度和较强灭火能力。另外其能够按照设定动作监测重点区域和重点设备，并兼有防盗预警和动物意外闯入预警等功能，具有成本较低，准确度高，适用性强，功能全面等优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的基于智能视频的防火机器人，包括行走机器人（1），以及装设于行走机器人（1）上的摄像头（2）、补光灯（3）、云台（4）、主控模块（5）、定位模块（6）、灭火器（7）、无线通讯模块（8）。其中摄像头（2）可以采用双目摄像头，其采集图像经过处理分析可以确定目标的准确方位。摄像头（2）和补光灯（3）经云台（4）固定在行走机器人（1）上，由主控模块（5）根据需要控制云台（4）调整摄像头（2）方向和角度。其中云台（4）由旋转舵机控制，拥有2自由度，可以更好的获取图像和视频信息，补光灯（3）有助于提高摄像头（2）在烟雾环境下的图像辨识率。主控模块（5）通过定位模块（6）实时确定自身所在位置，并控制行走机器人（1）在被监测区域内按照设定路线巡航，摄像头（2）不断将拍摄的周边环境视频图像送给主控模块（5）进行实时智能视频分析处理，并判断是否存在起火点；当主控模块（5）经分析判断确定某一位置为起火点，控制行走机器人（1）接近起火点，同时控制灭火器（7）扑灭起火点，并将相关视频图像经无线通讯模块（8）传给管理人员进行报警。采用视频监测分析的方法可以在火灾初生时期及时发现起火点并及时灭火，将火灾扼杀在萌芽状态，防患于未然。所述的基于智能视频的防火机器人的多机协调系统，是将被监测场地划分为多个区域，每个区域配置一台所述的基于智能视频的防火机器人负责该区域的巡航监测，且通过各自的无线通讯模块（8）相互联网通讯，由多台防火机器人构成多机协调工作的防火系统。正常工作时每台防火机器人在各自负责区域内按照设定的路径巡航，当某一台防火机器人发现起火点时，将其定位模块（6）获得的位置信息通过无线通讯模块（8）传送给被监测场地内的其他区域的防火机器人，多台防火机器人汇集到起火点，按照灭火进程协调工作，共同扑灭起火点。当监测区域范围较大时，采用这种方式可以提高监测效率，有效的解决了单台防火机器人监测不及时的问题。其中每台防火机器人的主控模块（5）都预存有整个区域的路径图，可以根据无线通讯模块（8）收到的定位模块（6）传来的位置信息判断抵达起火点的最佳路径并集体灭火，大大提高了灭火效率。所述的防火机器人还包括烟雾传感器（9）和红外传感器（10），如果检测到疑似烟雾或火焰信息，则送给主控模块（5），主控模块（5）控制行走机器人（1）接近疑似起火点，调整摄像头（2）拍摄并进行智能视频分析，联合判断是否为起火点。或者当主控模块（5）通过实时智能视频分析处理，发现疑似起火点时，控制行走机器人（1）接近疑似起火点，通过烟雾传感器（9）和红外传感器（10）采集烟雾或火焰信息，联合判断是否为起火点。当无法确定是否为起火点时，主控模块（5）将疑似起火点的视频图像经无线通讯模块（8）远程传给管理人员，由管理人员人工判断起火点、并对主控模块（5）发出是否扑灭起火点的控制指令。烟雾传感器（9）和红外传感器（10）可以设置为多个，以扇形分布方式安装于行走机器人（1）前方，主控模块（5）通过对各个烟雾传感器（9）或红外传感器（10）传回的信号进行分析判定起火点准确方向。采用烟雾传感器（9）和红外传感器（10）检测与智能视频分析联合判断，能够更加准确的判断起火点，有效避免误判。为提高防火效果，在主控模块（5）中预先设定重点监测区域或重点监测设备，并设定防火机器人在不同位置执行的特定动作，由摄像头（2）采集所设定区域或设备的视频图像送入主控模块（5）分析，判断其状态，若有异常情况经无线通讯模块（8）向管理人员报警。预先设定重点监测区域或重点监测设备，可以在规划巡航路径时，加大对这些容易产生起火点的区域或设备巡检的频度，提高系统工作效率，有效缩短发现起火点的时间间隔；设定特定动作，则可以对一些常规巡检难以检测或极易漏检的拐角、背面，乃至设备内部等进行巡检，当然，这些复杂的功能需要行走机器人（1）的功能配合，在系统实现时可根据需要选用或设计。所述的基于智能视频的防火机器人还包括报警模块（11），当主控模块（5）经分析判断发现起火点时，通过智能视频分析判断起火点周边是否有人，如果有人则驱动报警模块（11）发出警告，并拍摄相关视频图像经无线通讯模块（8）向管理人员报警。报警模块（11）可以采用声光等方式，一方面是针对在禁烟禁火区域内有人员抽烟或点燃明火的情况，由于特征明显，防火机器人的智能视频分析能够准确发现这种起火点，但是这时不需要启动灭火器（7）进行灭火，否则可能会对人员造成误伤，只需采用警告结合报警的方式就能很好解决这一问题。因此，需要同时判断监测到的起火点是否与人员相关联，而目前的技术中，只有智能视频识别技术能够很好的做到这一点。另一方面，如果起火点不是由于周边人员导致的，采用报警模块（11）也有利于及时提醒周边人员，及时进行处理。当夜间巡视时，如果红外传感器（10）检测到有生物信息，向主控模块（5）发送信息，主控模块（5）控制补光灯（3）点亮，同时控制云台（4）将摄像头（2）对准检测到生物信息的位置，录取视频并经无线通讯模块（8）向管理人员报本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于智能视频的防火机器人，其特征在于：包括行走机器人（1），以及装设于行走机器人（1）上的摄像头（2）、补光灯（3）、云台（4）、主控模块（5）、定位模块（6）、灭火器（7）、无线通讯模块（8）；摄像头（2）和补光灯（3）经云台（4）固定在行走机器人（1）上，由主控模块（5）根据需要控制云台（4）调整摄像头（2）方向和角度；主控模块（5）通过定位模块（6）实时确定自身所在位置，并控制行走机器人（1）在被监测区域内按照设定路线巡航，摄像头（2）不断将拍摄的周边环境视频图像送给主控模块（5）进行实时智能视频分析处理，并判断是否存在起火点；当主控模块（5）经分析判断确定某一位置为起火点，控制行走机器人（1）接近起火点，同时控制灭火器（7）扑灭起火点，并将相关视频图像经无线通讯模块（8）传给管理人员进行报警。

【技术特征摘要】
1.基于智能视频的防火机器人，其特征在于：包括行走机器人（1），以及装设于行走机器人（1）上的摄像头（2）、补光灯（3）、云台（4）、主控模块（5）、定位模块（6）、灭火器（7）、无线通讯模块（8）；摄像头（2）和补光灯（3）经云台（4）固定在行走机器人（1）上，由主控模块（5）根据需要控制云台（4）调整摄像头（2）方向和角度；主控模块（5）通过定位模块（6）实时确定自身所在位置，并控制行走机器人（1）在被监测区域内按照设定路线巡航，摄像头（2）不断将拍摄的周边环境视频图像送给主控模块（5）进行实时智能视频分析处理，并判断是否存在起火点；当主控模块（5）经分析判断确定某一位置为起火点，控制行走机器人（1）接近起火点，同时控制灭火器（7）扑灭起火点，并将相关视频图像经无线通讯模块（8）传给管理人员进行报警。2.基于智能视频的防火机器人的多机协调系统，其特征在于：将被监测场地划分为多个区域，每个区域配置一台所述的基于智能视频的防火机器人负责该区域的巡航监测，且通过各自的无线通讯模块（8）相互联网通讯；正常工作时每台防火机器人在各自负责区域内按照设定的路径巡航，当某一台防火机器人发现起火点时，将其定位模块（6）获得的位置信息通过无线通讯模块（8）传送给被监测场地内的其他区域的防火机器人，多台防火机器人汇集到起火点，按照灭火进程协调工作，共同扑灭起火点。3.根据权利要求1所述的基于智能视频的防火机器人，其特征在于：包括烟雾传感器（9）和红外传感器（10），如果检测到疑似烟雾或火焰信息，则送给主控模块（5），主控模块（5）控制行走机器人（1）接近疑似起火点，调整摄像头（2）拍摄并进行智能视频分析，联...

【专利技术属性】
技术研发人员：周封，任贵新，唐树斌，郝婷，李隆，王晨光，刘健，王丙全，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，周封，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23