[发明专利]一种多功能头戴式智能消防系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种多功能头戴式智能消防系统及其控制方法。本发明采用采用抗震平台除消防员运动过程中的高频震动，超声传感器补偿红外摄像头在深度信息感知上的不足，再通过融合算法计算出火场环境中的三维物理环境和温度场分布；同时采用GPS、惯性测量组合传感器和磁场传感器，将惯性运动信息、磁场信息与位置速度信息进行融合，能够精确获取与节点相关的位置、速度和姿态等信息，以辅助精确建立位于整个火场环境中的位置和方位，并将各个节点整合，精确建立整个火场环境的三维物理环境和温度场分布；并结合历史数据，得到最优行动策略；本发明精确感知火场环境，快速分析火情形式，并能智能决策，从而实现对消防员的自我保护和高效救援灭火。

主权项

一种多功能头戴式智能消防系统，其特征在于，所述消防系统包括：多个头戴式智能消防设备，每一个头戴式智能消防设备作为一个节点，通过无线局域网络与无线基站连接，无线基站通过互联网连接云服务器；每一个头戴式智能消防设备包括头戴式载体、抗震平台、红外摄像头、超声传感器、温度传感器、GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器、处理器、输出单元和无线收发单元；其中，输出单元设置在头戴式载体上；在头戴式载体的外表面安装抗震平台；所述抗震平台的抗震频率下限低于头戴式智能消防设备的振动频率；在抗震平台上设置安装壳；红外摄像头、超声传感器、温度传感器、GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器、处理器和无线收发单元设置在安装壳上，并且红外摄像头紧邻超声传感器，二者位于头戴式载体的正前方；红外摄像头、超声传感器、温度传感器、GPS、地磁传感器、惯性测量组合传感器和输出单元电学连接至处理器；处理器连接至无线收发单元；无线收发单元通过无线局域网络连接无线基站；红外摄像头、超声传感器和温度传感器构成火场感知传感器组合，在处理器内部定时器的时钟的统一调度下，红外摄像头实时采集节点附近的二维红外图像，超声传感器实时采集二维红外图像的中心点的深度信息，温度传感器实时采集温度信息，传输至处理器；GPS、地磁传感器和惯性测量组合传感器构成运动信息感知传感器组合，在处理器内部定时器的时钟的统一调度下，GPS得到节点的位置信息，地磁传感器得到当前朝向方位，惯性测量组合传感器得到此节点的运动加速度和角速度，传输至处理器；处理器将信息通过无线收发单元传输至无线基站；无线基站再将信息传输至云服务器，云服务器对信息进行计算和融合，得到整个火场环境的物理环境和温度场分布；云服务器分析上述信息后，得到当前最优行动策略，通过无线通讯返回给每一节点；每一节点的处理器将当前最优行动策略通过输出单元输出。