一种自主巡检的空地协同智能消防系统

本发明涉及智能消防系统，具体为一种自主巡检的空地协同智能消防系统。

背景技术：

1、随着社会经济发展，消防安全的重要性日益突出，对消防系统的稳定性和及时响应提出了更高的要求。现有技术中的痛点在于，火灾很难及时发现，以导致火灾初发时丧失最佳灭火时机，同时在复杂环境火灾街区发生火灾时，由于消防车在地面上的局限性，无法俯视全局，则无法快速规划处最佳行进路线，如此一旦耽误最佳的灭火时间，火势一旦燃起想要扑灭就是极为复杂的，如此容易给国家和人民的生命财产造成了极大的损失，火灾后果令人痛心。

2、因此为了保证火灾发生时灭火系统能够及时响应，正常工作，保证消防车可以正常行进，快速达到灭火位置，需要一种自主巡检的空地协同智能消防系统进行解决。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种自主巡检的空地协同智能消防系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自主巡检的空地协同智能消防系统，包括无人机与消防车，所述无人机与消防车内部设置有智能消防系统，所述协同智能消防系统包括主控处理器、姿态控制模块、openmv视觉模块、光流传感器模块、激光测距模块、激光雷达模块、无线串口通讯模块，所述无人机内部设置有飞行姿态控制模块、openmv视觉模块、光流传感器模块、激光测距模块、激光雷达模块、无线串口通讯模块；所述消防车内部设置有openmv视觉模块、姿态控制模块、无线串口通讯模块、激光笔。

3、优选的，所述主控处理器的型号为stm32f407vgt6，所述主控处理器的主频为168mhz；通过stm32f407vgt6主控处理器可以为本系统提供优良的硬件支持。

4、优选的，所述姿态控制模块中设置有陀螺仪，其目的在于为了实现无人机的稳定自主飞行，需要形成姿态控制闭环回路，必须要有检测和反馈系统状态的传感器，包括无人机的姿态、角速率等信号，无人机对的飞行姿态控制器采用陀螺仪，其原始数据采用卡尔曼滤波算法、四元数算法处理可获取姿态信息，并通过stm32f4中的pid控制算法形成控制环以调整无人机的姿态与飞行动作。

5、优选的，所述无线串口通讯模块采用lora无线串口通讯模块；lora无线串口通讯模块用作无线通信模块，通信距离更远，能够穿透障碍物；无人机上的lora用于发送坐标信息，消防车上的lora用于接收坐标信息并将坐标在lcd显示屏上绘制。

6、优选的，所述无人机中有多个pid反馈控制环：所述pid反馈控制环包括有姿态控制环、垂直速度与高度控制环、水平位置控制环。

7、优选的，所述姿态控制环：三个平行的姿态控制环分别控制无人机的横滚角、俯仰角、偏航角；在无人机系统中，将无人机的俯仰角，翻滚角数据传输给openmv视觉模块，用于抵消视角倾斜的视野误差。

8、优选的，垂直速度与高度控制环：通过激光测距模块来测量对地高度作为控制反馈，控制环的输出为四个电机整体的油门控制量。

9、优选的，水平位置控制环：通过图像识别、激光雷达模块与光流传感器得到无人机位置作为控制反馈，输出控制量为横滚、俯仰两个水平方向控制量，给到姿态控制环中，控制无人机执行飞行动作。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、1、本发明利用四旋翼无人机和消防车的空地协同组成智能消防系统，能够对一定区域完成全覆盖巡逻并返回航迹，无人机发现火情后可将坐标信息发送给消防车，并往火源扔沙，消防车在收到火情坐标信息后前往火源，并熄灭火源，如此大大提高灭火效率，以减少火灾带来的灾害。

技术特征：

1.一种自主巡检的空地协同智能消防系统，包括无人机与消防车，其特征在于：所述无人机与消防车内部设置有智能消防系统，所述协同智能消防系统包括主控处理器、姿态控制模块、openmv视觉模块、光流传感器模块、激光测距模块、激光雷达模块、无线串口通讯模块，所述无人机内部设置有飞行姿态控制模块、openmv视觉模块、光流传感器模块、激光测距模块、激光雷达模块、无线串口通讯模块；所述消防车内部设置有openmv视觉模块、姿态控制模块、无线串口通讯模块、激光笔。

2.根据权利要求1所述的一种自主巡检的空地协同智能消防系统，其特征在于：所述主控处理器的型号为stm32f407vgt6，所述主控处理器的主频为168mhz。

3.根据权利要求1所述的一种自主巡检的空地协同智能消防系统，其特征在于：所述姿态控制模块中设置有陀螺仪。

4.根据权利要求1所述的一种自主巡检的空地协同智能消防系统，其特征在于：所述无线串口通讯模块采用lora无线串口通讯模块。

5.根据权利要求1所述的一种自主巡检的空地协同智能消防系统，其特征在于：所述无人机中设置有多个pid反馈控制环；所述pid反馈控制环包括有姿态控制环、垂直速度与高度控制环、水平位置控制环。

6.根据权利要求5所述的一种自主巡检的空地协同智能消防系统，其特征在于：所述姿态控制环：三个平行的姿态控制环分别控制无人机的横滚角、俯仰角、偏航角；在无人机系统中，将无人机的俯仰角，翻滚角数据传输给openmv视觉模块，用于抵消视角倾斜的视野误差。

7.根据权利要求5所述的一种自主巡检的空地协同智能消防系统，其特征在于：所述垂直速度与高度控制环：通过激光测距模块来测量对地高度作为控制反馈，控制环的输出为四个电机整体的油门控制量。

8.根据权利要求5所述的一种自主巡检的空地协同智能消防系统，其特征在于：所述水平位置控制环：通过图像识别、激光雷达与光流传感器得到无人机位置作为控制反馈，输出控制量为横滚、俯仰两个水平方向控制量，给到姿态控制环中，控制无人机执行飞行动作。

技术总结本发明公开了一种自主巡检的空地协同智能消防系统，包括无人机与消防车，所述无人机与消防车内部设置有智能消防系统，所述协同智能消防系统包括主控处理器、姿态控制模块、OPENMV视觉模块、光流传感器模块、激光测距模块、激光雷达模块、无线串口通讯模块，所述无人机内部设置有飞行姿态控制模块、OPENMV视觉模块、光流传感器模块、激光测距模块、激光雷达模块、无线串口通讯模块。本发明使用效果好，利用四旋翼无人机和消防车的空地协同组成智能消防系统，能够对一定区域完成全覆盖巡逻并返回航迹，无人机发现火情后可将坐标信息发送给消防车，并往火源扔沙，消防车在收到火情坐标信息后前往火源，并熄灭火源。技术研发人员：曾美琪,陈嘉明,闭周涛受保护的技术使用者：华南农业大学技术研发日：技术公布日：2024/1/25