本發明屬于監控技術領域，涉及一種消防現場監控技術領域，特別是涉及一種用于消防機器人消防滅火空間一體化的監控方法。

背景技術：

從2005到2013年全國共發生169萬起火災事故，在一線上傷亡的消防員有776人。而2015年8月12日發生的天津塘沽爆炸案在116個的遇難者中更有56個消防員犧牲。科技武裝實現“機器換人”，保障消防員安全變得迫在眉睫。火災現場火勢兇猛，非常危險，在消防現場的監控一般由攝像頭進行監控。消防現場采用便攜式設備進行視頻監控時，雖然可以通過云臺控制攝像頭進行拍攝角度、遠近的調整，但也存在以下幾個缺點：

(1)傳統的消防作業，現場需要有人員對現場進行監控，勞動強度大且不能完整的反映出消防現場的實景；

(2)當消防工程巨大，設備需要遠離火災中心。隨著距離的增大，對設備的要求提高，成本也隨之增加；

(3)對某些特殊場合，如爆炸消防現場時，除了存在重大安全隱患外，人、物可能會造成遮擋，導致無法完整清晰的對消防作業進行監控。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有便攜式設備監控不便，拍攝死角多，工作強度大，監控成本高等缺陷，提供一種用于消防機器人消防滅火空間一體化的監控方法，可使監控更為便利和高效，從而提高滅火的效率，保障消防員的生命安全。

本發明的技術方案是：一種用于消防機器人消防滅火空間一體化的監控方法，其特征在于，包括如下操作步驟：

(1)無人機獲得消防滅火的地理位置和地理環境，獲得初始場景；

(2)在所述初始場景上，消防機器人獲取建筑結構和室內構造，獲得中間場景；

(3)確定消防人員的作業位置，確定控制中心的位置，確定最終場景；

(4)執行控制指令，根據上述步驟中的初始場景、中間場景、最終場景分別進行監控。

上述步驟(4)中所述初始場景、中間場景、最終場景分別進行監控包括如下操作步驟：

(1)執行指令一，在節點一根據所述初始場景進行監控；

(2)執行指令二，在節點二根據所述中間場景的建筑結構進行監控；

(3)執行指令三，在節點三根據所述最終場景的消防人員的位置信息進行監控；

(4)執行指令四，在節點四根據所述最終場景的作業位置的位置信息進行監控；

(5)執行指令五，在節點五根據所述最終場景的室內構造進行監控。

上述步驟(1)中所述的執行指令一是按照節點一中的初始場景的地理位置和地理環境進行盤旋監控。

上述步驟(4)中所述的執行指令四是按照節點四中的中間場景的建筑構造內根據最終場景的作業位置的位置信息進行監控。

上述步驟(1)中所述的無人機在獲得初始場景時采用盤旋模式、在監控作業位置時采用靜態模式以及充電模式為充電時的監控狀態。

上述充電模式包括如下步驟：

(1)在搜索充電位置時，根據位置一信息搜索并靠近充電位置；

(2)根據紅外感應信號確定位置三信息，并在位置三信息對應的充電位置停止，進行充電。

上述步驟(2)中所述的根據紅外感應信號確定位置三信息，并在位置三信息對應的充電位置停止，充電的具體步驟如下：

(1)在位置三信息對應的充電位置停止；

(2)伸出導桿，使得導桿與充電裝置進行接觸，進行充電；

(3)調整攝像頭至作業位置的中心點。

本發明的有益效果為：本發明提出的一種用于消防機器人消防滅火空間一體化的監控方法，工作原理清晰，通過采集并獲取消防現場周邊的地理位置和地理環境而生成地圖，并在地圖上作標記，無人機根據地圖和地圖上的標記進行自動拍攝監控，并把監控信息實時傳送給控制中心，實現對消防現場的全方位無死角的拍攝監控，還實現了對消防過程中每一步驟對應的工作流程和工作位置的拍攝監控，通過整體監控和局部監控相結合，使得監控更為精確、全面，實時性更高，通過無人機和消防機器人的自動拍攝，使得視野更為廣闊，監控更為簡易，不僅節省了人力資源，還保證了消防員生命財產安全。

附圖說明

圖1是本發明整體結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

如圖1所示，一種用于消防機器人消防滅火空間一體化的監控方法，包括如下操作步驟：

(1)步驟一，偵查獲得消防現場周邊的地理位置和地理環境，獲得初始場景。在項目偵查階段時，無人機采用盤旋模式對消防的地理位置和地理環境進行仔細偵查，得出消防現場的詳細地圖，即初始場景。

(2)步驟二，在初始場景上，消防機器人獲取建筑結構和室內構造，獲得中間場景。具體來說，本步驟中，由控制中心派出消防機器人在危險區域進行偵查，獲取火源的具體位置，同時獲取危險區域的建筑結構和室內構造，并將上述信息對應到初始場景，并在初始場景上作標記，從而形成具有標記的中間場景，中間場景可看做是包含了上述標記的初始場景。另外，消防機器人在進入危險區域時，會把警告信息傳遞給無人機，從而限制無人機的飛行范圍，避免無人機進入危險區域，造成更大的安全隱患。

(3)步驟三，獲取消防人員的作業位置，確定控制中心的位置，確定最終場景。本步驟在前兩個步驟的基礎上確定最終場景。在由無人機和消防機器人獲取的信息上，也就是在有標記的中間場景上，確定控制中心的位置，確保控制中心的安全，同時消防員也在此地聽從指揮和派遣。

(4)步驟四，執行控制指令，根據初始場景，所述中間場景，最終場景分別進行監控。本步驟中，無人機執行和消防機器人根據控制指令，根據初始場景，中間場景，最終場景分別進行監控。控制指令不同，則監控的位置和對象也不同。控制指令包括了監控時間段和監控位置，無人機根據獲取到的監控時間段和監控位置，并根據上述地圖信息進行拍攝監控，控制指令、初始場景和最終場景預先設置于無人機，具體來說，控制指令、初始場景和最終場景在進行監控前預先下載設置于無人機，每一監控指令分別對應一監控時間段，一監控位置，而監控位置則根據初始場景和最終場景獲取，為了簡化對無人機的控制，為每一控制指令對應設置一指令序號，這樣，當控制無人機時，只需輸入指令序號，無人機即可實現自動拍攝監控，另外，也可以預先設定好初始場景和最終場景的監控時間，無人機周期地進行拍攝監控。控制指令、中間場景，則由消防機器人前面的高清攝像頭和紅外線成像裝置完成，中間場景由消防機器人實現全時監控。

(5)步驟五，無人機長時間工作后，電能就會減少，電能的降低將影響無人機的正常工作，使得監控的實時性得不到較好的控制。為了避免影響無人機的正常工作，使得無人機實現自動充電，本發明還包括自動充電步驟。

本發明的充電裝置搜索結合了地圖信息和GPS定位以及紅外線定位，地圖信息和GPS定位可在大范圍內實現無人機的導航，彌補紅外線感應距離短的缺陷，但紅外線有效提高了定位精度，兩者結合提高了定位效率和定位精度。

具體步驟為，初始場景信息存儲于無人機內部的存儲模塊，無人機通過結合初始場景，搜索位置一的信息，從而找到充電裝置的位置，即控制中心的位置，無人機飛行靠近充電裝置。根據紅外線感應信號確定位置三的控制中心，并在所述位置三對應的充電位置停止，進行充電。更詳細的為，無人機伸出導桿，使得導桿與充電裝置進行接觸，進行充電。同時，調整攝像頭至作業位置的中心。

(6)充電裝置與無人機之間設計由紅外線的相互感應裝置。充電裝置布置在控制中心附近，包括充電平臺，充電平臺中心有紅外發生器。當無人機的電量不足時，紅外發生器就會發出紅外感應信號，對接收該紅外線感應信號的無人機提供精確導航。充電平臺設置有兩個環形導軌，分別與電源的正、負級連接，這樣，無人機接收到感應信號，無人機就能對齊于充電平臺的中心并下降，停放在充電平臺上，隨后伸出導桿，使得導桿與充電裝置的兩個導軌接觸，進而連接至電源的正、負極，實現自動充電。在充電的同時，將攝像頭調整至消防現場的中心，實現一邊充電，一邊對現場的監控。

(7)由于消防現場極其危險，而且還有很多未知的隱患，為了保證無人機的安全，無人機應在安全范圍內對現場進行拍攝監控。因此，根據消防機器人對中間場景的排查，排除相關隱患，確定無人機的飛行范圍，由無人機在消防現場進行盤旋監控，這樣就有效保障了無人機的安全，降低了財產損失。

(8)具體來說，節點一為消防作業起動時間，節點二為無人機和消防機器人聯動出動時間，節點三為人員點名和聯網時間，節點四為警戒時間，節點五為消防滅火時間。上述的監控過程不僅實現對消防現場的全方位無死角的拍攝監控，還實現了對消防過程中每一步驟對應的工作流程和工作位置的拍攝監控，通過整體監控和局部監控相結合，使得監控更為精確、全面，實時性更高，通過無人機和消防機器人的自動拍攝，使得視野更為廣闊，監控更為簡易，不僅節省了人力資源，還保證了消防員生命財產安全。