一种室内智能灭火机器人及底盘控制方法

一种室内智能灭火机器人及底盘控制方法
一、背景介绍
近年来，各类火灾事故频繁发生，给人们的生命与财产造成了严重威胁。

室内火灾，在城市化进程中越来越普遍。

作为应急救援的机器人得到了越来越广泛的关注和热议。

随着科技的发展和普及，智能家居系统得到了普及，机器人成为智能家居的重要组成部分。

综合利用机器人技术，将其用于火警检测与救援，可提高火灾事故的救援效率和成功率，有助于保障人们的生命与财产安全。

二、创新点
目前的室内智能消防机器人往往面临着以下问题：
1.外形臃肿，不灵活
2.缺乏智能化，自主行动能力较弱
3.具有单一功能，不能满足复杂灾害救援需要
4.缺乏有效的移动和越障能力
为解决上述问题，本文提出一种基于底盘控制的室内智能灭火机器人，其创新点主要有：
1.采用轮式底盘结构，可灵活移动，越障能力强
2.利用机器视觉技术和智能算法，实现自主行动、避
障和准确定位等功能
3.结合德国Robert Bosch GmbH研发的激光雷达与火
灾探测传感器等硬件设备，使机器人具有灭火、烟雾探测和热成像等多功能
4.底盘控制算法优化，保证机器人行动稳定、平滑，
减少误差，提高救援效率
三、技术细节
1. 底盘结构与硬件设备
本机器人基于轮式底盘结构，采用铝合金材料，轮子采用
高硬度聚酰亚胺材料制造，可进行360度旋转和直线行驶。

底盘上安装了激光雷达传感器、火灾探测传感器、热成像传感器、高清摄像头等多种硬件设备。

2. 自主行动与避障算法
机器人采用深度学习技术，通过机器视觉进行环境感知并
对其进行实时分析，以此实现自主行动和避障功能。

a.自主行动
机器人首先会进行环境探索，探测周围环境，然后确定最
优路径进行行动。

机器人具备SLAM（Simultaneous Localization and Mapping，同时定位与建图）技术，能够不断更新地图，实现准确导航和路径规划。

同时，机器人还具备识别室内家居设备、家具等功能，避免碰撞。

b.避障算法
机器人遇到障碍时，能够通过激光雷达传感器和火灾探测
传感器感知到障碍所在位置和大小，然后通过算法进行路径规划，避免碰撞。

3. 灭火与烟雾探测算法
机器人配备多种传感器，其中包括火灾探测传感器和烟雾
探测传感器。

火灾探测传感器通过实时检测周围温度变化，实现火源探测；烟雾探测传感器则通过感知周围环境中的烟雾，进行烟雾探测。

在火源探测后，机器人根据探测结果进行灭火行动。

其中，机器人配备了灭火器和热成像传感器，热成像传感器可以在火源区域对温度进行实时监测，确保灭火效果。

同时，机器人灭火算法采用模糊控制和PID控制相结合的方式，保证灭火细致、精准，减小二次着火概率。

4. 机器人底盘控制方法
机器人底盘控制方法是本方案的核心技术。

该方法通过对
机器人运动角度和速度的细致控制，实现机器人的稳定行动和高效救援。

底盘控制算法主要包括机器人运动轨迹规划和PID
控制两个方面。

运动轨迹规划通过预先构建环境地图，确定机器人在环境
中的位置并制定最优路径，实现高效追踪目标物体和灭火行动。

PID控制则是通过对机器人状况进行实时监测，保证机器人运
动的尽可能稳定，降低误差。

四、结语
本方案提供了一种基于底盘控制的室内智能灭火机器人及
其底盘控制方法。

该方案通过机器视觉技术、传感器技术和底盘控制技术的综合应用，实现了机器人的灭火、避障、寻路和定位等功能，具有一定的应用前景。