[发明专利]基于视觉的消防炮射流轨迹识别模拟实验装置及方法

权利要求书

1.一种基于视觉的消防炮射流轨迹识别模拟实验装置，包括支撑结构、转动云台、喷射系统及识别系统；其特征在于：所述支撑结构包括支撑板（10）、支架（14）；所述支撑板（10）与支架（14）固定连接；

所述转动云台包括U型支架（26）、回转轴承（28）、圆形支撑板A（29）、圆形支撑板B（30）、铜柱A（31）、圆形支撑板C（32）、铜柱B（33）、舵机A（34）、喷头支座（35）及舵机B（36）；所述喷头支座（35）与U型支架（26）侧面固定连接，舵机B（36）固定在U型支架（26）内侧；所述圆形支撑板A（29）与舵机B（36）固定连接，回转轴承（28）固定在圆形支撑板A（29）与圆形支撑板B（30）中间，圆形支撑板C（32）与舵机A（34）固定连接；所述圆形支撑板C（32）、圆形支撑板B（30）由铜柱A（31）平行固定，圆形支撑板C（32）通过铜柱B（33）与支撑板（10）固定连接；

所述喷射系统包括水箱（15）、可调水泵（18）、水管B（16）、浮子流量计（13）、水管A（12）、弯头（19）、水管C（20）、排卡B（7）、球阀（6）、水管D（21）、三通接头A（5）、压力表A（4）、水管E（22）、排卡A（3）、宝塔接头（2）、软管（1）、三通接头B（24）、压力表B（25）及可调喷嘴（23）；所述可调水泵（18）放置于水箱（15）中，可调水泵（18）出水口与水管B（16）一端连接，水管B（16）另一端与浮子流量计（13）入水口连接，浮子流量计（13）出水口与弯头（19）之间通过水管A（12）连接，弯头（19）与球阀（6）之间通过软管C（20）连接，球阀（6）与三通接头A（5）之间通过水管D（21）连接，压力表A（4）与三通接头A（5）连接，压力表A（4）与宝塔接头（2）之间通过水管E（22）连接，宝塔接头（2）与三通接头B（24）之间通过软管（1）连接，三通接头B（24）与可调喷嘴（23）连接，三通接头B（24）与压力表B（25）连接；所述排卡B（7）卡在水管C（20）上，排卡B（7）与支撑板（10）固定连接；所述排卡A（3）卡在水管E（22）上，排卡A（3）与支撑板（10）固定连接；

所述识别系统包括工业相机（8）和可移动相机支架（9）；所述工业相机（8）固定安装在可移动相机支架（9）上，可移动相机支架（9）与支撑板（10）为吸附式连接；所述可移动相机支架（9）上设有高度和角度调节旋钮。

2.根据权利要求1所述的基于视觉的消防炮射流轨迹识别模拟实验装置，其特征在于：所述支架（14）采用铝型材。

3.根据权利要求1所述的基于视觉的消防炮射流轨迹识别模拟实验装置，其特征在于：所述水管A-E（12、16、20、21、22）采用PPR管材。

4.一种应用权利要求1所述的基于视觉的消防炮射流轨迹识别模拟实验装置的方法，其特征在于包括以下步骤：

（a）将转动云台安装完毕，之后将支架（14）安装完毕，之后根据结构图搭建喷射系统，以及将云台和支架（14）固定安装；

（b）编写控制程序并将编写好的控制程序下载到舵机A（31）和舵机B（33）中；使用两个舵机A（31）、B（33）模拟消防炮的回转机构和俯仰机构；

（c）在实验台前方距离可调喷嘴（23）一定位置点燃火源；

（d）水箱（15）中装满足量的水，并将可调水泵（18）放置于水箱（15）中，保持实验开始时球阀（6）关闭；

（e）开启可调水泵（18）；

（f）之后打开球阀（6），进行水的喷射实验，记录下此时附子流量计（13）、压力表A（4）和压力表B（25）的示数，此时打开工业相机（8）以及使用相关控制算法，使用秒表记录下调整时间的长短；

（g）改变火源位置，之后再进行实验，记录调整时间；调整可移动相机支架（9）从而改变工业相机（8）的角度位置以获得最佳实验效果；

（h）改变可调水泵（18）流量的大小，重复上述步骤（c）~（g），进行重复实验；不断对算法进行调整，从而获得最佳控制算法；

（i）关闭球阀（6），关闭可调水泵（18），结束实验。