一种消防机器人火源定位及灭火控制方法与流程

一种消防人火定位及灭制方与流1.本技术属于防机器人技术领，具体涉及一种消机器人火源定位灭火控制方法。背技：2.在发生火灾，火场环境是十复杂的，火场信息会缺失，这导致现场实施消防灭火作时将会变得困难重，对消防员的命安全也造成了最接的威胁。因此消机器人应运而生消防机器人代替或协助人完成灭火能，在完成抢险灾工作的同时，障消防员的生命全。3.基于两轮自衡方案的消防机人可以节省设计空，克服了多轮系结构复杂的缺点，具降低机械成本、弯半径小、能实原地转弯、灵活性、行驶速度快的优，使其能适用于积狭小的复杂场灭火。4.而在机器人火过程中，识别源、定位火源并消火源是消防机器最重要的一点。目前别火源大多是基图像处理完成的目标检测，但上述法识别速度较慢，到确定火源并定且消防机器人做反应并灭时可能火已经变得严重了。且基于图像处理或目标检测的火识别对相机和工控都有一定的要求，备限制比较多，应的灭火成本也应提高。技实要素：5.本技术的目在于提供一种消机器人火源定位及火控制方法，对源的识别速度快、精高。6.为实现上述的，本技术所采的技术方案为：7.一种消防机人火源定位及灭控制方法，所述消机器人的顶部等度安装有两个热成模组相机，所述防机器人的一侧安有水枪，并且所水枪上安装有一个热像模组相机，所消防机器人火源位及灭火控制方法包括：8.步骤s1、读消防机器人的顶部两个热成像模组机采集的热成像图；9.步骤s2、对取的两张热成像图进行拼接，并根拼接后的热成像图中每个像素点的温确定温度大于温阈值的像素点；10.步骤s3、温度大于温度阈的像素点中获取度最高的像素点作第一像素点，根据第像素点的坐标计第一像素点到拼后的热成像图像的轴的水平距离的绝值；11.步骤s4、制消防机器人左或右向转动直至一像素点对应的水距离的绝对值小于水方向距离第一阈，然后控制消防器人的水枪旋转下至预设角度；12.步骤s5、取水枪上的热成模组相机采集的成像图像；13.步骤s6、据从水枪上的热像模组相机读取热成像图像中每个素点的温度确定温度于温度阈值的像点，并在温度大温度阈值的像素点获取温度最高的像点作为第二像素；14.步骤s7、制消防机器人左或右向转动直至二像素点到从水枪的热成像模组相机读的热成像图像的线的水平距离的对值小于水平方向离第二阈值；15.步骤s8、据消防机器人的部的两个热成像组相机采集的热成图像计算火源与消防器人的实际距离控制机器人前进至火源与消防机器的实际距离在灭火围内；16.步骤s9、制消防机器人上水枪上下转动直第二像素点在从水上的热成像模组相机取的热成像图像竖直方向中心偏预设距离内，然后启水枪进行灭火。17.以下还提供了干可选方式，但不作为对上述总体案的额外限定，仅是进一步的增补优选，在没有技或逻辑矛盾的前下，各可选方式可独针对上述总体方进行组合，还可是多个可选方式间进行组合。18.作为优选，所根据消防机器人顶部的两个热成像组相机采集的热像图像计算火源与防机器人的实际离，包括：19.步骤s31、消防机器人的顶部两个热成像模组机分别为左、右热像模组相机，左、热成像模组相机集的热成像图像别为左、右热成像像，且左、右热像模组相机的光分别为a、b点，左、右热成像像的中心分别为o1、o2，则线段ao1、bo2分别为、右热成像图像光轴，且令火源为i点；20.步骤s32、知热成像模组相机倾斜角为θ，热成像模组相机的距f、两个热成像模组机的光心之间的离ab以及第一像素点在、右热成像图像中的坐标分别为g(xl,yl)，h(xr,yr)，分别过g、h、i点作线ab的垂线，垂足分布为、e、f；21.步骤s33、线段ab的中点为c点，过d、e分别作线段ao1bo2的平行线且分别交左右热成像图像于j、k点；过o2点作线段be平行线ek于l点，则∠ko2l＝θ点o1、o2为图中心，坐标已知l和w分别为热成像图像的长和宽已知be＝lo2，le＝bo2，ao1＝bo2f，则过h点做线段ko2的延长线的垂线垂足为h1，连接h1点和e点交段lo2的延长线交点为m，则h1点的横坐为纵坐标为yr，因此可求：[0022][0023]其中，线段ho2的度根据h点和o2点的坐标算得到，线段h1o2的长度根据h1点和o2点的标计算得到；[0024]根据方程组(1)求得到线段be和he的长度同理计算得到线ad和gd的长度，根据相似三形求出f点到火源的距离if，可方程组如下：[0025][0026]根据方程组(2)可求出线段if、af、bf的长，在直角三角形ifc中通过勾股定理求出火源到两个热成像像基线中心c的距离ic：[0027][0028]其中距离ic即火源与消防机器的实际距离。[0029]作为优选，所述防机器人的顶部两个热成像模组机为xmodulet3-317-68非制冷测温像模组相机，所水枪上的热成像模组相机为xmodules0-212-68非制冷测温像模组相机。[0030]作为优选，所述防机器人的前后置各安装有两个支撑柱，在开启水进行灭火之前先控前后位置的两个支撑柱向下伸展至接触地面。[0031]本技术提供的消机器人火源定位灭火控制方法，于像素点进行火源别，相对于图像别或目标检测而，对火源的识别度更快；并且在识到火源以后根据消机器人顶部的热像模组相机进行源粗定位，再根据枪上的热成像模组机进行火源精确位，保证了对火定位的准确性；最在精确定位到火源，考虑到水枪实喷水路径调整火在水枪对应的热成图像中处于中间偏位置，以保证实灭火效果。附图说明[0032]图1为本技术的消机器人的一种实例结构示意图；[0033]图2为本技术消防器人火源定位及火控制方法的流程；[0034]图3为本技术消防器人火源定位及火控制方法的一种施例流程图；[0035]图4为本技术计算源与消防机器人际距离的示意图；[0036]图5为本技术计算段be的长度的示意图。具体实施方式[0037]下面将结合本技实施例中的附图对本技术实施例的技术方案进行清、完整地描述，显，所描述的实施仅是本技术一部实施例，而不是全部的实施例。基于本术中的实施例，领域普通技术人在没有做出创造性动前提下所获得的有其他实施例，属于本技术保护范围。[0038]除非另有定义，文所使用的所有技术和科学术语属于本技术的技术域的技术人员通常解的含义相同。文中在本技术的明书中所使用的术只是为了描述具体实施例的目的，是在于限制本技。[0039]其中一个实施例，提供一种消防器人火源定位及火控制方法，其中防机器人为用于消的两轮自平衡机人，其具有两轮平衡机器人的通用构以及消防所需的测传感器以及水、水箱等。[0040]如图1所示，为了合本技术的灭火法的实施，消防机人上的检测传感为热成像模组相，且水枪能够自而下或自下而上转调节喷水角度，时水枪上安装有一热成像模组相机为了便于水枪根热成像模组相机的测值对准火源，本施例中设置水枪出水口与热成像组相机的摄像头处同一竖线。关于消机器人的其他结，可采用现有技中消防机器人的结，例如申请号为cn201920535581.7的专利文献中公开的一种智能消机器人，本实施例中不再进赘述。[0041]如图2所示，本实例的消防机器人源定位及灭火控制法，包括以下步骤：[0042]步骤s1、读取防机器人的顶部两个热成像模组机采集的热成像图。[0043]考虑到消防机器顶部的成像视野为宽广，而水枪不适宜安装体积较的热成像模组相机因此本实施例中防机器人的顶部两个热成像模组相为xmodulet3-317-68非制冷测温像模组相机，分率为384*288，水枪上的热成像模相机为xmodules0-212-68非制冷测温像模组相机，分率为256*192。[0044]本实施例中以机人前进方向为前，两个热成像模相机的前端往两侧为向外倾斜，两个成像模组相机的端往中间偏为向倾斜，设置本实施的两个热成像同时外倾斜θ＝18度。以克服热像模组相机的热像视野比一般摄像头小的问，热成像模组相向外倾斜增加视，设置倾斜18度既可以增加视野，也保了左右热成像模相机的仍能够看消防机器人的中间前方，中间无视野区。[0045]步骤s2、对读的两张热成像图进行拼接，并根拼接后的热成像图中每个像素点的温度定温度大于温度值的像素点。[0046]如图3所示，对热像模组相机采集视频流进行左右拼得到拼接后的热成像图像，其中图拼接为图像处理域的常规技术，实施例中不再进行述。[0047]若拼接后的热成图像中存在大于度阈值的像素点则表示消防机器人方的环境中存在火；否则消防机器前方的环境中不在火源，需要控制器人继续运动并寻火源。为了及时现火源，本实施中设置温度阈值可100℃，在其他实例中也可以根据际情况确定。[0048]步骤s3、在温大于温度阈值的素点中获取温度高的像素点作为第像素点，根据第一像点的坐标计算第像素点到拼接后热成像图像的中轴水平距离的绝对值[0049]本实施例以温度高的像素点作为源在图像中的位，以实现消防机器对火源的定位，在他实施例中也可根据实际需要选温度第二高、第三等其他像素点作为火源的定位。[0050]为了加快火源识速度，本实施例图像中像素点的数之差作为判断火位置的依据，即本施例中第一像素到拼接后的热成图像的中轴的水平离的绝对值，为第像素点在拼接后热成像图像中的x轴坐标值与拼后的热成像图像的中轴x轴坐标值之差的绝对值[0051]步骤s4、控制防机器人左向或向转动直至第一素点对应的水平距的绝对值小于水平方距离第一阈值，后控制消防机器的水枪旋转下放至设角度。[0052]在识别到火源后制消防机器人向或向右移动，并在移动过程中不断断第一像素点对应水平距离的绝对是否小于水平方距离第一阈值。当断到第一像素点对应的水平距离绝对值小于水平向距离第一阈值停止消防机器人的动，此时火源大在消防机器人的前方位置。[0053]第一像素点与第阈值的计算为消机器人对火源的定位过程，用于快定位火源，在粗定过程中本实施例置水平方向距离一阈值为40，单位是像素点个数之差。其他实施例中水方向距离第一阈可根据实际情况进调整。[0054]在消防机器人向或向右移动过程，可以控制消防器人以匀速移动，可以控制消防机器越接近水平方向离第一阈值移动速度越小以保证前期快速移动定位。[0055]并且水枪的放下以是与消防机器的移动同步进行也可以是在消防机人移动完成后进行而水枪的旋转下速度是恒定的，放角度预先设定，如下放至水枪水平[0056]步骤s5、读取枪上的热成像模相机采集的热成图像。[0057]本实施例中的水由电机控制其上转动，电磁阀控水枪开关，且水枪未使用的状态下为于最上方的收纳态。并且考虑到枪的结构可能会遮热成像模组的因素因此在必要时垫热成像模组。[0058]步骤s6、根据水枪上的热成像组相机读取的热像图像中每个像素的温度确定温度大于度阈值的像素点若热成像图像中在温度大于温度阈的像素点，则表示枪上的热成像模相机找到火源；则未找到火源，控水枪由预设角度开上下转动直至水上的热成像模组机找到火源，实现枪在竖直方向上实对火源的初步定。[0059]当找到火源后，温度大于温度阈的像素点中获取度最高的像素点作第二像素点。第二素点作为火源在枪上的热成像模相机采集的热成像像中的位置。[0060]步骤s7、控制防机器人左向或向转动直至第二素点到从水枪上的成像模组相机读取的成像图像的中线水平距离的绝对小于水平方向距离二阈值。[0061]为了加快火源识速度，在对火源行精确定位过程本实施例同样以图中像素点的个数之作为判断火源位的依据，即本实例中第二像素点到成像图像的中线的平距离的绝对值为第二像素点在成像图像中的x轴坐标值与热成像图像中线的x轴坐标值之差的对值。[0062]基于步骤s4中火源进行的粗定，本实施例继续基水枪上的热成像像完成对火源的精确位，以克服水枪消防机器人顶部位置差，提高对火定位的精确度。在确定位过程中本施例设置水平方距离第二阈值为2，单位是像素点个数差。在其他实施中水平方向距离二阈值可根据实际况进行调整。[0063]在消防机器人向或向右移动过程，可以控制消防器人以匀速移动，可以控制消防机器越接近水平方向离第一阈值移动度越小，以保证前快速移动定位。[0064]步骤s8、根据防机器人的顶部两个热成像模组机采集的热成像图计算火源与消防机器的实际距离，控机器人前进直至源与消防机器人的实距离在灭火范围。[0065]在消防移动机器对火源在水平方实现精确定位、竖直方向实现初步位后，需要判断此火源是否在消防器人的灭火范围，本实施例直接计火源与消防机器人实际距离以确定防机器人是否需继续移动。[0066]如图4、图5所，本实施例中计算源与消防机器人实际距离，包括以步骤：[0067]步骤s31、令消机器人的顶部的两热成像模组相机别为左、右热成像组相机，左、右成像模组相机采的热成像图像分为左、右热成像图，且左、右热成像组相机的光心分为a、b点，左、右热成像图像中心分别为o1、o2点，线段ao1、bo2分别为左、热成像图像的光，且令火源为i点[0068]步骤s32、已知成像模组相机的倾角为θ，热成像模组相机的焦距f、两个热成像模组相的光心之间的距ab以及第一像素点在左右热成像图像中的坐标分别为g(xl,yl)，h(xr,yr)，则别过g、h、i点作线段ab的垂线，垂足分布为d、、f；[0069]步骤s33、令线ab的中点为c点(c点也为两热成像图像的基中心)，过d、e点分别作段ao1、bo2的平行线且分别左、右热成像图于j、k点；过点o2点作线be平行线交ek于l点，则∠ko2l＝θ，o1、o2为图像中心，坐标已知为和w分别为热成像图像的和宽，已知be＝lo2，le＝bo2，ao1＝bo2＝f，则h点做线段ko2的延长线垂线，垂足为h1，连接h1点和e点交线段lo2延长线的交点为m，则h1点的横标为纵[0070]hb2＝be2he2bo22ho22[0071]其中，线段ho2的度根据h点和o2点的坐标算得到，线段h1o2的长度根据h1点和o2点的标计算得到；[0072]根据方程组(1)求得到线段be和he的长度同理计算得到线ad和gd的长度，根据相似三形求出f点到火源的距离if，可方程组如下：[0073][0074]根据方程组(2)可求出线段if、af、bf的长，在直角三角形ifc中通过勾股定理求出火源到两个热成像像基线中心c的距离ic：[0075][0076]其中距离ic即火源与消防机器的实际距离。本实例中灭火范围为消防机器人为中心，径为2～6米的圆(当然也以是其他形状，如为以消防机器人为起点，水实际喷水距离为度的直线等)，灭火范围根据消机器人中水枪的实际喷水离确定。若消防器人不在灭火范内，则控制消防机人以当前角度向直行至灭火范围。[0077]步骤s9、控制防机器人上的水上下转动直至第像素点在从水枪上热成像模组相机读取的成像图像的竖直向中心偏下预设离内，然后开启水进行灭火。[0078]考虑到热成像模相机安装在水枪方比水枪高，并水枪喷出的水具有定的弧度，因此为确保在灭火范围水枪均能对火源行有效的灭火，本施例中调整水枪上转动直至第二像点在热成像图像竖直方向中心偏下设距离内，实现在直方向上对火源精确定位。同理里的预设距离仍为于图像像素点设置阈值，本实施例设置预设距离为5个像素点之差[0079]为了确保消防机人在开启水枪时受水枪的反作用影响，本实施例中置消防机器人采用轮自平衡的底盘制，底部前后各两个电支撑柱，机人移动过程中电支柱是收起状态，且在开启水枪进灭火之前先控制前位置的两个电支撑向下伸展直至接地面。这里的向伸展至接触地面应解为向下伸展预设离或者完全伸展支撑柱。并且本施例中电支撑装在器人前后各两个共个。[0080]在灭火过程中水上的热成像模组机一直检测是否火源的存在，直到有火源关闭水枪，后收起水枪和电支撑柱。[0081]本实施例基于像点进行火源识别相对于图像识别目标检测而言，对源的识别速度更快并且在识别到火后通过水平方向竖直方向各自的粗位和精确定位实现火源的准确定位从而提高灭火效，并且基于热成像组相机即可完成对源的识别、定位极大程度的降低防机器人的制造成。[0082]以上所述实施例各技术特征可以行任意的组合，使描述简洁，未对述实施例中的各技特征所有可能的合都进行描述，而，只要这些技术征的组合不存在矛，都应当认为是说明书记载的范。[0083]以上所述实施例表达了本技术的种实施方式，其述较为具体和详细但并不能因此而理为对发明专利范的限制。应当指的是，对于本领域普通技术人员来说在不脱离本技术思的前提下，还以做出若干变形和进，这些都属于技术的保护范围因此，本技术专的保护范围应以所权利要求为准。技特：1.一种消防机人火源定位及灭控制方法，其特征于，所述消防机人的顶部等高度安装两个热成像模组机，所述消防机人的一侧安装有水，并且所述水枪上装有一个热成像组相机，所述消机器人火源定位及火控制方法，包括步骤s1、读取消防机器人顶部的两个热成像组相机采集的热成像图像；骤s2、对读取的两张热成图像进行拼接，并据拼接后的热成像图像中每像素点的温度确温度大于温度阈的像素点；步骤s3、在温度大于温度阈的像素点中获取度最高的像素点为第一像素点，根第一像素点的坐标算第一像素点到接后的热成像图的中轴的水平距离绝对值；步骤s4控制消防机器人向或右向转动直第一像素点对应的平距离的绝对值小于平方向距离第一值，然后控制消机器人的水枪旋转放至预设角度；步s5、读取水枪上的热成像组相机采集的热成图像；步骤s6、根据从水上的热成像模组机读取的热成像图中每个像素点的度确定温度大于温度值的像素点，并温度大于温度阈的像素点中获取温最高的像素点作为二像素点；步骤s7、控制防机器人左向或右转动直至第二像素点到从水上的热成像模组机读取的热成像图像的中线的水距离的绝对值小于水平向距离第二阈值步骤s8、根据消防机器人的顶部的个热成像模组相机采的热成像图像计火源与消防机器的实际距离，控制器人前进直至火源消防机器人的实距离在灭火范围；步骤s9、控制消防机器人上的水枪上转动直至第二像点在从水枪上的成像模组相机读取热成像图像的竖直向中心偏下预设离内，然后开启枪进行灭火。2.如权利要求1所述的消防器人火源定位及火控制方法，其特在于，所述根据防机器人的顶部两个热成像模组机采集的热成像像计算火源与消防器人的实际距离，括：步骤s31、令消防机人的顶部的两个成像模组相机分别为左、右热像模组相机，左右热成像模组相采集的热成像图像别为左、右热成像像，且左、右热像模组相机的光分别为a、b点，左、右热成像图像的中分别为o1、o2点，则线段ao1、bo2分为左、右热成像像的光轴，且令源为i点；步骤s32、已热成像模组相机倾斜角为θ，热成像模组相机焦距f、两个热成像模组机的光心之间的离ab以及第一像素点在左、右成像图像中的坐分别为g(xl,yl)，h(xr,yr)，则分过g、h、i点作段ab的垂线，垂足分布为、e、f；步骤s33、令线段ab的中点为c点，过de点分别作线段ao1、bo2的平行且分别交左、右成像图像于j、k点；点