(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210715571.8 (22)申请日 2022.06.23 (71)申请人 中建八局第二建 设有限公司 地址 250014 山东省济南市历下区文化 东 路16号中建大厦18层 (72)发明人 殷利建　刘庆喜　殷利庆　李志文　 孙士齐　 (74)专利代理 机构 济南信达专利事务所有限公 司 37100 专利代理师 陈婷婷 (51)Int.Cl. A62C 27/00(2006.01) A62C 37/00(2006.01) H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 一种机器人快速灭火方法及快速灭火机器 人 (57)摘要 本发明公开了一种机器人快速灭火方法及 快速灭火机器人， 属于智能灭火机器人技术领 域， 在机器人监测到火源时， 摄像头归零， 并自动 调整摄像头与机器人车体上喷嘴的相对位置， 使 摄像头与喷嘴正对火源保持在一条竖直线上； 对 摄像头获取的火源图像进行二维定位得到其平 面位置信息， 并对目标火源进行定位； 实时调整 摄像头高度及俯仰角度， 并控制机器人移动方 向， 保证机器人在移动的过程中对火源的持续精 准定位， 同时计算机器人到火源的距离； 毫米波 雷达控制机器人自适应调节向火源移动的速度， 当机器人移动到疑似火源处， 启动灭火装置灭 火。 本发明具有较高的火源定位精度及较好的实 施持续监测性能， 能够自适应调节速度实现在不 同环境条件下的快速灭火。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115006765 A 2022.09.06 CN 115006765 A 1.一种机器人快速灭火方法， 其特征在于， 采用毫米波雷达并结合机器视觉实现快速 机器人灭火， 结合安装在机器人顶部的摄像头控制该机器人移动的方向和移动距离， 通过 毫米波雷达控制该机器人移动速度； 该方法实现过程如下： 在机器人监测到火源时， 摄像头归零， 并自动调整摄像头与机器人车体上喷嘴的相对 位置， 使摄 像头与喷 嘴正对火源保持在一条 竖直线上； 对摄像头获取的火源图像进行二维定位得到其平面位置信息， 并对目标火源进行定 位； 实时调整摄像头高度及俯仰角度， 并控制机器人移动方向， 保证机器人在移动的过程 中对火源的持续精准定位， 同时计算机器人到火源的距离； 毫米波雷达控制机器人自适应调节向火源移动的速度， 当机器人移动到疑似火源的有 效灭火点处， 启动灭火装置， 通过喷 嘴进行灭火。 2.根据权利要求1所述的一种机器人快速灭火方法， 其特征在于所述摄像头置于可俯 仰转动云台上， 转动云台转动控制摄 像头监测周围环境是否有疑似火源； 转动云台上的摄像头检测到火源后， 转动云台带动摄像头按一定角度反向转动数次， 同时安装有喷嘴的机器人车体相对所述摄像头转动， 转动至摄像头与喷嘴喷口正对火源在 一条竖直线上。 3.根据权利要求1或2所述的一种机器人快速灭火方法， 其特征在于检测到火源， 摄像 头与机器人车体同时相向转动， 若在摄像头向右 转动45°时检测到有疑似火源， 则摄像头向 左转动， 同时机器人 车体向右转动； 为保证对摄像头与喷嘴在一条直线及对目标火源定位的稳定性， 摄像头分多次向左转 动， 每次转动5 °。 4.根据权利要求1所述的一种机器人快速灭火方法， 其特征在于所述对摄像头获取的 火源图像进行二维定位得到其平面位置信息， 并对目标火源进行定位， 调整摄像头使火源 处于摄像头二维图像的中间像素范围， 确定火源在图像中的XY位置信息， 对目标火进行定 位。 5.根据权利要求1或4所述的一种机器人快速灭火方法， 其特征在于， 所述对目标火源 进行定位， 调整目标火源处于图像中间位置后， 摄像头、 火源与机器人构成一个直角三角形 模型， 根据已知的摄像头相对地面的高度H及摄像头的俯仰角α利用直角三角形正切公式L ＝H*tanα， 计算出机器人到火源的距离L； 改变摄像头的高度及俯仰角度， 再次计算距离， 对 多次得到的距离取平均值， 实现 火源的高精度定位。 6.根据权利要求5所述的一种机器人快速灭火方法， 其特征在于机器人向火源移动过 程中， L变小， 则持续向下调整摄像头角度， 保证目标火源始终处于摄像头二维 图像中间像 素范围； 同时， 移动过程中， 毫米波避障雷达发送雷达信号及接收、 处理返回的回波信号， 计算 距离， 机器人根据得到的距离自动调整合 适的移动速度。 7.根据权利要求6所述的一种机器人快速灭火方法， 其特征在于毫米波雷达发射信号， 经过时间τ后， 接收到目标反射回来的信号， 得到其频率差为S τ， 即可 得到中频信号频率f0： f0＝S τ权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115006765 A 2式中， S为信号的斜 率， τ 为延时 时间。 其中延时 时间τ用目标距离d表示： τ ＝2d/c 式中， d为雷达与目标之间的距离， c为 光速。 则由信号频率f0可得到目标与雷达之间的距离， 即： f0＝S τ ＝S2d/ c d＝f0c/2S 根据得到的距离d， 控制机器人自动调节合 适的移动速度。 8.根据权利要求7所述的一种机器人快速灭火方法， 其特征在于所述根据得到的距离 d， 控制机器人自动调节合 适的移动速度： 当火源大于10米， 检测到10米内没有障碍时， 自动设置移动 速度为1000mm/s； 当检测到 6米内没有障碍时， 自动设置移动速度为700mm/s， 当检测到3米内没有障碍时， 自动设置移 动速度为 400mm/s。 9.一种快速灭火机器人， 其特征在于包括机器人车体、 固定于机器人车体上部的高度 调节装置、 可转动安装在高度调节装置顶部的摄 像头， 以及固定安装的毫米波雷达； 所述机器人 车体上设置有喷 嘴， 所述摄 像头可水平转动并可 俯仰转动； 该快速灭火机器人通过权利要求1至8任一项所述的机器人快速灭火方法实现灭火， 其 过程包括： 1)、 转动摄 像头检测火源； 2)、 检测到火源， 摄 像头归零； 3)、 调整摄 像头俯仰角， 使火源处于图像中间； 4)、 计算机器人至火源的距离； 5)、 机器人向火源移动； 6)、 摄像头控制移动方向及距离； 毫米波雷达控制移动速度； 7)、 移动至有效灭火点， 停止移动， 开启灭火。 10.根据权利要求9所述的一种快速灭火机器人， 其特征在于所述摄像头通过可俯仰 转 动云台安装在高度调节装置上， 所述毫米波雷达固定安装在所述可俯仰转动云台上、 与所 述摄像头处于同一平面并位于同一竖直方向中线上。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115006765 A 3