本發明涉及消防機器人技術領域，尤其是地下火災巡檢機器人系統。

背景技術：

隨著社會經濟的發展，各種大型石油化工企業、隧道、地鐵等不斷增多，相應地，油品燃氣、毒氣泄漏爆炸、隧道、地鐵坍塌等災害隱患也就不斷增加。這些災害的特點恰恰在于突發性強、處置過程復雜、危害巨大、防治困難。而一旦此類災害事故發生，消防員在面對高溫、黑暗、劇毒和濃煙等各類極度危險的環境時，若沒有配備相應的設備便貿然沖進現場，不僅難以完成任務，人員傷亡的幾率亦會大大增加。

在如此背景之下，作為特種機器人中的一類，消防機器人應運而生，在滅火和搶險救援中發揮著越發重要的作用。消防機器人能代替消防救援人員進入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險災害事故現場進行數據采集、處理、反饋，有效地解決消防人員在上述場所面臨的人身安全、數據信息采集不足等問題。研發一種能代替消防人員進入火災現場，對事故現場各項數據進行檢測，甚至直接進行消防工作和救援的消防機器人，是非常緊迫和必須的。

技術實現要素：

針對上述存在的問題，本發明的目的是提供一種地下火災巡檢機器人系統。

本發明的技術方案是：地下火災巡檢機器人系統，包括遠程控制端、電源、機器人控制器、機器人本體，所述遠程控制端與機器人控制器連接，所述電源分別與遠程控制端、機器人控制器以及機器人本體電連接，所述機器人控制端與機器人本體連接，所述遠程控制端包括數據存儲模塊、路徑規劃系統、圖像信號接收端、數據通訊模塊、PC端和移動終端，所述路徑規劃系統的輸出端與機器人控制系統的輸入端連接，所述圖像信號接收端的輸入端與機器人控制器的輸出端連接，其輸出端與數據存儲模塊的輸入端連接，所述機器人控制器的輸出端與數據通訊模塊的輸入端連接，所述數據通訊模塊的輸出端分別與PC端的輸入端和移動終端的輸入端信號連接，所述機器人本體包括巡檢機器人、紅外熱像儀、信號處理系統、紅外攝像頭、可見光攝像頭、驅動系統、定位系統，所述巡檢機器人的輸出端驅動系統，所述巡檢機器人的輸入端分別與紅外熱像儀、信號處理系統、紅外攝像頭、可見光攝像機和定位系統的輸出端電連接。

進一步的，所述路徑規劃系統還包括電子地圖，用于顯示地下軌道模擬場景以及巡檢機器人的實時位置和行走路線。

進一步的，所述數據通訊模塊采用無線網絡，同時在地下軌道網絡中設有無線信號轉發基站。

進一步的，所述信號處理系統包括CO傳感器、CO₂傳感器、O₂傳感器、CH₄傳感器，以分別用于檢測現場空氣中CO、CO₂、O₂和CH₄的氣體含量。

進一步的，所述CO傳感器、CO₂傳感器、O₂傳感器、CH₄傳感器統稱為氣體傳感器，所述氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數轉化成對應電信號的轉換器。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明具有網絡化、自主化、深度人機交互等特點。研發的遠程控制終端基于PC或者Android等智能終端平臺，綜合現有的主流軟件開發技術，設計大方、簡潔、友好的人機交互界面；人性化的按鍵布局；高可靠的按鍵和觸屏設計。移動服務機器人功能多、可靠性高、結構簡單、易擴展、易維修保養。

(2)本發明能部分代替人在災害發生的最前沿探測救災救援，融合了物聯網、計算機、通信等多項先進技術，具有科技含量高、資金投入大的特點，市場準入門檻較高，軟硬結合和服務定制的模式不容易復制和模仿，擁有較長的穩定發展周期，有充足的時間改進產品，提高性能，潛力巨大。

附圖說明

圖1為本發明的系統示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

如圖所示，地下火災巡檢機器人系統，包括遠程控制端、電源、機器人控制器、機器人本體，遠程控制端與機器人控制器連接，電源分別與遠程控制端、機器人控制器以及機器人本體電連接，機器人控制端與機器人本體連接，遠程控制端包括數據存儲模塊、路徑規劃系統、圖像信號接收端、數據通訊模塊、PC端和移動終端，路徑規劃系統的輸出端與機器人控制系統的輸入端連接，圖像信號接收端的輸入端與機器人控制器的輸出端連接，其輸出端與數據存儲模塊的輸入端連接，機器人控制器的輸出端與數據通訊模塊的輸入端連接，數據通訊模塊的輸出端分別與PC端的輸入端和移動終端的輸入端信號連接，機器人本體包括巡檢機器人、紅外熱像儀、信號處理系統、紅外攝像頭、可見光攝像頭、驅動系統、定位系統，巡檢機器人的輸出端驅動系統，巡檢機器人的輸入端分別與紅外熱像儀、信號處理系統、紅外攝像頭、可見光攝像機和定位系統的輸出端電連接。

路徑規劃系統還包括電子地圖，用于顯示地下軌道模擬場景以及巡檢機器人的實時位置和行走路線。

數據通訊模塊采用無線網絡，同時在地下軌道網絡中設有無線信號轉發基站。

信號處理系統包括CO傳感器、CO₂傳感器、O₂傳感器、CH₄傳感器。

CO傳感器、CO₂傳感器、O₂傳感器、CH₄傳感器統稱為氣體傳感器，氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數轉化成對應電信號的轉換器。

機器人的定位：消防機器人可以采用視覺和多傳感器信息融合相結合的導航與定位方式。機器人在行進過程中遇到障礙物時，通過超聲傳感器來獲取障礙物信息，通過分析所獲取的信息感知外部環境，建立相應的模型，從而為障礙物的檢測與避障做好知識儲備。

紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發出的不可見紅外能量轉變為可見的熱圖像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。

遠程控制端：基于C/S架構設計火災機器人網絡控制系統的軟件、設計網絡通信協議，構建移動機器人遠程控制平臺。研究機器人監控平臺主要是為了使火災現場的監控工作更直觀，更方便及時處理，可以對監測的環境信息開展狀態量數據查詢、監測分析、信息交流，設計網絡通信的應用層消息格式，把機器人端采集的信息實時傳送給客戶端上傳云平臺，并進行智能處理，以可視化的圖形方式顯示給操作者；輔助操作者對機器人進行遠程控制，機器人接收命令并執行相關操作，實現節能化、智能化管理；同時保證在惡劣的移動環境中系統的穩定性。遠程控制平臺的主要功能有：

(1)在三維可視化場景下為用戶提供具有高度沉浸感的實時狀態展示、輔助分析和數據查詢，使操作人員能準確的了解火災現場的環境狀態并引導其進行相關的分析。

(2)解決火災現場內各種環境、溫度、火焰、有毒氣體、等綜合監控問題，集中整合不同監測內容的專項模塊的環境信息。采用高可靠性的無線技術實現與機器人的通信，將視頻、音頻、傳感器數據的傳輸。

(3)實現機器人的兩種操控模式：有線和無線控制模式。在無線模式下可以自主實現導航及避障，同時可以實現對機器人參數的設置。

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。