一种基于5G网络大数据平台操控的消防无人机

本发明涉及无人机，具体为一种基于5g网络大数据平台操控的消防无人机。

背景技术：

1、随着无人机技术在现代社会各行各业的广泛应用，无人机与传统技术相结合，改善传统技术弱点已经成为行业发展的必然趋势。目前，将无人机技术应用到消防救援工作中，对提高救援效率、救援安全性等方面而言具有十分重要的现实意义。

2、目前，无人机已经广泛应用于消防作业中，如无人机火场侦查监测、抛投救援物资等。随着5g网络时代的来临及大数据的发展，现有搭载带有自动喷枪的介质储存瓶的消防无人机，通过5g网络数字化远程操控平台远程操控进行如水攻、泡沫攻等消防作业，这种无人机应用方式进一步提高了救援效率，但这种基于5g网络大数据平台操控的消防无人机普遍存在不能快速补充灭火介质的问题。由于考虑到无人机承重以及方便稳定操控的因素，在城区里，特别是高层遭遇火灾，无法动用大型无人机以及连接输送管的情况下，消防无人机搭载的介质储存瓶大小及重量受到限制，其内储存的灭火介质的量有限，因此需要频繁进行补充，且现有灭火介质补充方式仍是需要人工进行补充操作，这种灭火介质补充方式效率过于低下，极大影响了消防救援进度。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于5g网络大数据平台操控的消防无人机，具备稳定可靠，高效灭火介质补充的优点，解决了现有消防无人机消防救援时其灭火介质难以快速补充，影响消防救援进度的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于5g网络大数据平台操控的消防无人机，包括无人机本体、灭火介质自充装置和数字化远程操控平台，所述无人机本体上机载有包含自动喷枪的介质储存瓶，所述介质储存瓶的底部安装有连接头，所述连接头的介质进口端连接有单向阀，所述无人机本体的底端周向安装有多个圆弧支撑脚；

5、所述灭火介质自充装置用于无人机本体降落停靠，相继完成圆弧支撑脚的固定以及介质储存瓶内灭火介质的自动补充，所述灭火介质自充装置上设有红外led灯珠，所述红外led灯珠用于与无人机本体配合，利用图像识别技术实现对灭火介质自充装置的精准停靠；

6、所述数字化远程操控平台采用5g无线通信方式分别与无人机本体和灭火介质自充装置连接，用于实现对无人机的远程操控以及灭火介质的补充控制。

7、优选的，所述无人机本体包括图像采集及图像处理系统、imu单元、超声波传感器、gps模块、第一5g模块和飞行控制模块，所述图像采集及图像处理系统、imu单元、超声波传感器、gps模块和第一5g模块分别与飞行控制模块连接，所述飞行控制模块通过第一5g模块与数字化远程操控平台通信交互；

8、所述图像采集及图像处理系统包括摄像头和图像处理模块，所述摄像头与图像处理模块连接，所述图像处理模块与飞行控制模块连接，所述图像处理模块用于对经摄像头采集到的图像进行特征提取与图像识别处理；

9、所述imu单元是由陀螺仪和加速度传感器组成，无人机通过其内部的imu单元识别当前的飞行姿态，进行自动平衡补偿，实现无人机高度和水平位置的锁定；

10、所述超声波传感器用于配合摄像头实现对灭火介质自充装置停靠台面的精准定位；

11、所述gps模块用于无人机定位。

12、优选的，所述灭火介质自充装置包括控制器、第二g模块、底座、落机台、夹固机构、对接机构和介质储存罐，所述控制器通过第二g模块与数字化远程操控平台连接，所述落机台水平固定在底座上，所述落机台上周向设有与圆弧支撑脚数量一致的开槽组，所述开槽组包含两个平行设置的开槽，各开槽内分别设置有一个滑槽，各开槽组上分别配置一个夹固机构；

13、所述夹固机构包括夹持气缸、滑块和夹持板，所述滑块滑动配合于滑槽上，所述夹持板固定于两个滑块的顶部，所述夹持板上设有与圆弧支撑脚相匹配的槽型结构，所述滑块的底部固定连接有推板，所述夹持气缸与控制器电性连接，所述夹持气缸固定安装于落机台的底部，所述夹持气缸的活塞杆端部与推板固定连接，且夹持气缸的活塞杆径直朝落机台中心方向伸缩；

14、所述落机台的中心位置设有过管孔；

15、所述对接机构包括对接管、升降板、导向杆和升降气缸，所述导向杆设置有多个，多个导向杆呈圆形阵列布置于过管孔的外围位置，所述升降板与各导向杆滑动配合，所述对接管固定于升降板上对应过管孔的正下方位置，所述升降气缸与控制器电性连接，所述升降气缸垂直安装于底座上，所述升降气缸的活塞杆与升降板固定连接；

16、所述介质储存罐安装于底座上，所述介质储存罐通过介质输送软管与对接管连接，所述介质输送软管上设有与控制器连接的输送泵，所述对接管的介质出口端与单向阀的介质进口端相适配。

17、进一步的，所述落机台上设有用于对接管防护用的防护装置，所述防护装置是由电机以及连接于电机输出轴上的盖板组成，所述电机固定安装于落机台的底部对应过管孔的一侧，所述盖板用于在非补充灭火介质期间从上方将过管孔完全遮盖。

18、(三)有益效果

19、与现有技术相比，本发明提供了一种基于5g网络大数据平台操控的消防无人机，具备以下有益效果：

20、1、本发明提供的消防无人机，其内的图像采集及图像处理系统能够快速检测标志，通过imu单元实时锁定无人机高度和水平位置，计算相对位姿，配合超声波传感器，实现对降落目标的精准定位，完成消防无人机的精准降落，配合灭火介质自充装置实现消防无人机灭火介质的快速补充，保证了消防救援的效率。

21、2、本发明设计的灭火介质自充装置，能够快速完成对无人机圆弧支撑脚的夹固定位，在小范围内能够完成对消防无人机的位置校正，使消防无人机的介质进口端与介质输送对接管端上下相对，实现快速对接，装置运行稳定、可靠。

技术特征：

1.一种基于5g网络大数据平台操控的消防无人机，包括无人机本体(1)、灭火介质自充装置(2)和数字化远程操控平台(3)，其特征在于：所述无人机本体(1)上机载有包含自动喷枪的介质储存瓶(4)，所述介质储存瓶(4)的底部安装有连接头(5)，所述连接头(5)的介质进口端连接有单向阀(6)，所述无人机本体(1)的底端周向安装有多个圆弧支撑脚(7)；

2.根据权利要求1所述的一种基于5g网络大数据平台操控的消防无人机，其特征在于：所述无人机本体(1)包括图像采集及图像处理系统(101)、imu单元(102)、超声波传感器(103)、gps模块(104)、第一5g模块(105)和飞行控制模块(106)，所述图像采集及图像处理系统(101)、imu单元(102)、超声波传感器(103)、gps模块(104)和第一5g模块(105)分别与飞行控制模块(106)连接，所述飞行控制模块(106)通过第一5g模块(105)与数字化远程操控平台(3)通信交互；

3.根据权利要求1所述的一种基于5g网络大数据平台操控的消防无人机，其特征在于：所述灭火介质自充装置(2)包括控制器、第二5g模块、底座(201)、落机台(202)、夹固机构(203)、对接机构(204)和介质储存罐(205)，所述控制器通过第二5g模块与数字化远程操控平台(3)连接，所述落机台(202)水平固定在底座(201)上，所述落机台(202)上周向设有与圆弧支撑脚(7)数量一致的开槽组(2021)，所述开槽组(2021)包含两个平行设置的开槽，各开槽内分别设置有一个滑槽(2022)，各开槽组(2021)上分别配置一个夹固机构(203)；

4.根据权利要求3所述的一种基于5g网络大数据平台操控的消防无人机，其特征在于：所述落机台(202)上设有用于对接管(2041)防护用的防护装置(207)，所述防护装置(207)是由电机以及连接于电机输出轴上的盖板组成，所述电机固定安装于落机台(202)的底部对应过管孔(2023)的一侧，所述盖板用于在非补充灭火介质期间从上方将过管孔(2023)完全遮盖。

技术总结本发明涉及无人机技术领域，且公开了一种基于5G网络大数据平台操控的消防无人机，包括无人机本体、灭火介质自充装置和数字化远程操控平台，所述无人机本体上机载有包含自动喷枪的介质储存瓶，所述介质储存瓶的底部安装有连接头，所述连接头的介质进口端连接有单向阀，所述无人机本体的底端周向安装有多个圆弧支撑脚。该基于5G网络大数据平台操控的消防无人机，其内的图像采集及图像处理系统能够快速检测标志，通过IMU单元实时锁定无人机高度和水平位置，计算相对位姿，配合超声波传感器，实现对降落目标的精准定位，完成消防无人机的精准降落，配合灭火介质自充装置实现消防无人机灭火介质的快速补充，保证了消防救援的效率。技术研发人员：杨创华,蒋媛,蔡志鹏受保护的技术使用者：陕西理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27