[发明专利]一种基于视觉SLAM的消防侦察灭火机器人及使用方法

说明书

本发明提供一种基于视觉SLAM的消防侦察灭火机器人及使用方法，包括机器人本体和远程控制装置，所述机器人本体包括电源系统、运动控制系统、侦察系统、灭火系统及各系统的电气器件；所述侦察系统包括地图构建系统、传感器系统和雷达生命探测仪；能够代替消防员进入高温、浓烟密布的建筑火场环境中，通过运动系统实现在火场中的移动，同时通过侦察系统构建火场地图，侦察火场环境,同时将侦察到的火源和被困人员等信息融合到所构建的地图上，消防员可以根据机器人所构建地图制定救援计划，机器人可以依靠地图进行定位导航，同时根据侦察到的火源等信息使用不同灭火类型的灭火器，替代消防员进行灭火救援，减少人员伤亡，提高救援效率。

技术领域

本发明属于消防机器人技术领域，尤其涉及一种基于视觉SLAM的消防侦察灭火机器人及使用方法。

背景技术

随着科技的快速发展，采用消防机器人代替消防员进入火场环境开展侦察灭火等救援工作越来越普遍，然而，绝大多数消防机器人不能实时构建火场环境地图，导致机器人不能实现定位、导航和自主行走等智能化功能，而且火灾的巨大破坏作用,导致环境发生较大变化,原有的环境地图无法使用,火场环境地图的缺失，极大影响了救援方案的制定和消防员深入火场进一步开展救援的速度。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于视觉SLAM的消防侦察灭火机器人及使用方法，可以代替消防员进入高温浓烟、能见度差、有毒气体的建筑火场环境中进行侦察，机器人配备灭火系统，可以代替消防员进入复杂的建筑火场中实施灭火救援。

本发明通过以下方式实现。

一种基于视觉SLAM的消防侦察灭火机器人，包括机器人本体和远程控制装置，所述机器人本体包括电源系统、运动控制系统、侦察系统、灭火系统及各系统的电气器件；所述运动控制系统包括履带式底盘，履带式底盘中设置用于存放各系统的电气器件；所述侦察系统包括地图构建系统、传感器系统和雷达生命探测仪。

所述地图构建系统包括设置在履带式底盘上的热成像摄像机、三维激光雷达、IMU和编码器；所述传感器系统包括设置在履带式底盘上的温度传感器、气体传感器、烟气浓度传感器。

所述热成像摄像机通过云台与云台支架连接，云台支架与履带式底盘连接，所述三维激光雷达通过三维激光雷达支架与履带式底盘连接。

所述灭火系统为自启动灭火器，自启动灭火器包括灭火器及设置在灭火器侧边的启动部和调整部。

所述启动部包括灭火器一侧设置启动伸缩杆，启动伸缩杆端部的卡槽与灭火器触发阀卡接；所述调整部包括灭火器一侧设置调整伸缩杆，调整伸缩杆端部的支架支撑灭火器喷射管。

所述自启动灭火器与旋转轴顶部的转盘连接，旋转轴可转动连接于履带式底盘上。

所述旋转轴上设置第一齿轮，电机输出轴上设置第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合。

所述转盘上至少设置一个自启动灭火器。

所述履带式底盘上设置闪光警示灯。

一种基于视觉SLAM的消防侦察灭火机器人的使用方法，先启动机器人本体后，再运行远程控制装置端的控制软件，将机器人本体与远程控制装置连接，实现机器人本体和远程控制装置之间的通信连接；通信连接成功之后远程控制装置的显示界面显示电池信息、环境温度、烟气浓度和气体浓度；在控制软件上启动地图构建程序、雷达生命探测仪；通过控制软件控制机器人进入火场中，当机器人使用热成像摄像机和雷达生命探测仪发现火源或被困人员后，会根据热成像摄像机的图像信息和雷达生命探测仪的信息，计算机器人与火源或被困人员的方位信息和距离信息，根据计算信息，将火源或被困人员位置信息显示在地图上；若发现的是火源，在控制软件上启动灭火系统进行灭火；若发现的是被困人员，根据机器人构建地图快速开展救援行动。