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        城市主戰小型消防車自動滅火系統及實現方法

        伴隨消防產業的不斷發展,越來越多的小型消防車輛不斷提升車輛滅火作業自動化程度。城市消防任務不斷呈現作業環境復雜、承擔任務多樣等現實需求,這對于人員數量需求、作業操作水平都提出了更高的要求。例如,城市主戰小型消防車輛在到達著火區域后,消防人員需要對現場環境進行火場偵查、著火點預判、消防炮操作等,現在階段基本是采取人工操作,費時費力。

        本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術缺陷,提供一種搭載于城市主戰小型消防車上的自滅火系統,可以實現在滅火現場自動環境偵測與火情判斷、消防炮自動定位與滅火噴射、自動射流落點調整以及滅火作業完成后停止復位。該系統可以實現自動滅火作業一體化,極大的減少小型消防車滅火作業人員數量與作業能力需求,提升滅火作業效率,加快滅火救援速度,進一步的減輕人員生命傷亡與財產損失。
      城市主戰小型消防車自動滅火系統及實現方法
        為了解決上述技術問題,本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統,包括底部支架平臺、頂部支架平臺、中控系統及顯示系統;頂部支架平臺通過支架結構件、第二支架結構件安裝于底部支架平臺上方;底部支架平臺上安裝有水平電機,水平電機安裝有俯仰電機,俯仰電機上安裝有消防炮;頂部支架平臺上安裝有第二水平電機,第二水平電機上依次安裝有相機、紅外相機及第二相機;水平電機、俯仰電機、相機、紅外相機、第二相機及第二水平電機分別與中控系統連接;中控系統與顯示系統連接。

        進一步的,紅外相機到相機的距離與紅外相機到第二相機的距離相等。

        本發明還提供一種實現上述城市主戰小型消防車自動滅火系統的方法,包括以下步驟:

        1)火場識別與定位:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統在小型消防車進入火場停車后啟動工作;首先,安裝于頂部支架平臺上部的第二水平電機左右旋轉,帶動安裝于其上部的紅外相機做相同的左右旋轉,紅外相機在此過程中不斷掃描火場環境并將畫面傳輸至中控系統;中控系統不斷處理紅外相機傳回的火場畫面并識別出掃描畫面中的火源位置,同時將獲取的火場圖像傳輸至顯示系統中顯示;第二水平電機持續左右旋轉,直至中心火源位置出現在紅外相機拍攝畫面的中心位置后,第二水平電機停止旋轉;在第二水平電機停止旋轉后,相機與第二相機同時打開,并將獲取的火場畫面傳輸至中控系統;中控系統依據相機和第二相機拍攝的火場畫面計算出紅外相機相對于火源位置的三維坐標;中控系統將獲取的紅外相機相對于火源位置的三維坐標換算為消防炮相對于火源位置的三維坐標;

        2)消防炮工作參數匹配:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統在系統工作獲取火場信息位置后,中控系統依據存儲于其中的消防炮射流軌跡模型計算匹配出可以使得滅火水劑達到火源位置的參數信息,參數信息分別是水平電機的水平旋轉角度、俯仰電機旋轉角度以及小型消防車載水泵的工作壓力;在水平電機旋轉角度以及俯仰電機旋轉角度到達預定角度后,小型消防車載水泵依據匹配出的工作壓力開始啟動工作;

        3)消防炮射流落點預測:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統在完成消防炮工作參數匹配后,首先,相機、第二相機開啟拍攝并將獲取的射流軌跡圖像不斷傳輸至中控系統;中控系統對獲取圖像進行背景減除并獲取拍攝到的射流軌跡二值圖像,同時將此軌跡二值圖像在顯示系統中顯示;中控系統將獲取的射流軌跡二值圖像與射流軌跡模型不斷作對比計算,并將對比出的軌跡偏差轉換至對應的水平電機位置偏差值與俯仰電機俯仰位置偏差值,同時將水平與俯仰位置偏差值在顯示系統中顯示;

        4)消防炮射流落點調整:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統在完成消防炮射流落點預測后中控系統在計算匹配出水平與俯仰位置偏差值后,分別控制水平電機與俯仰電機進行角度調整,在此過程中車載消防泵持續工作;

        5)滅火過程停止:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統在消防炮持續噴射過程中,紅外相機一直開啟,中控系統不斷識別紅外相機拍攝到的火源點狀態;若火源點一直存在,車載消防泵持續工作;當火源點消失后,車載消防泵停止工作,滅火過程完畢。
      城市主戰小型消防車自動滅火系統及實現方法
        本發明的有益效果:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統,可以實現在城市主站小型消防車到達火災現場自動識別定位火源、自動匹配消防炮工作參數、自動預測消防炮射流落點、自動調整消防炮射流落點以及自動滅火過程停止判斷,該系統進一步的減少城市主戰小型消防車滅火作業對于人員數量的需求,同時也提升了消防滅火作業的速度與效率,達到城市火場的快速、高效、安全滅火的目的。

        本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統,包括底部支架平臺、頂部支架平臺、中控系統及顯示系統;頂部支架平臺通過支架結構件、第二支架結構件安裝于底部支架平臺上方;底部支架平臺上部安裝有的水平電機,水平電機上部安裝有俯仰電機,俯仰電機上部安裝有消防炮;頂部支架平臺上部安裝有第二水平電機,水平電機上部依次安裝有相機、紅外相機、第二相機,三者水平對齊,紅外相機安裝位置在相機與第二相機的中間位置,相機與第二相機構成雙目立體相機;

        所述城市主戰小型消防車自動滅火系統的水平電機、俯仰電機、相機、紅外相機及第二相機及第二水平電機分別通過數據線纜與中控系統連接,實現信號處理與輸入輸出,中控系統與顯示系統連接;顯示系統設計有本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統工作過程數據顯示。

        本發明還提供一種實現上述城市主戰小型消防車自動滅火系統的方法,包括以下步驟:

        1)火場識別與定位:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統在小型消防車進入火場停車后啟動工作,其工作流程:首先,安裝于頂部支架平臺上部的第二水平電機左右旋轉,帶動安裝于其上部的紅外相機做相同的左右旋轉,紅外相機在此過程中不斷掃描火場環境并將畫面傳輸至中控系統;中控系統不斷處理紅外相機9傳回的火場畫面并識別出掃描畫面中的火源位置,同時將獲取的火場圖像在顯示系統中顯示;此時第二水平電機左右旋轉,直至中心火源位置出現在紅外相機拍攝畫面的中心位置后,第二水平電機停止旋轉;在第二水平電機停止旋轉后相機與第二相機同時打開,并將獲取的火場畫面傳輸至中控系統;中控系統依據相機、第二相機拍攝的火場畫面計算出相機安裝位置相對于火源位置的三維坐標,中控系統將獲取的相機安裝位置相對于火源位置的三維坐標換算為消防炮7相對于火源位置的三維坐標;

        2)消防炮工作參數匹配:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統在系統工作獲取火場信息位置后,其工作流程如圖6所示:中控系統依據存儲于其中的消防炮射流軌跡經驗模型計算匹配出可以使得滅火水劑達到火源位置的參數信息,參數信息分別是水平電機的水平旋轉角度、俯仰電機旋轉角度以及小型消防車載水泵的工作壓力;水平電機5旋轉角度以及俯仰電機6旋轉角度到達預定角度后,小型消防車載水泵依據匹配出的工作壓力開始啟動工作;

        3)消防炮射流落點預測:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統在完成消防炮工作參數匹配后,其工作流程如圖7所示:首先,相機、第二相機開啟拍攝并將獲取的射流軌跡圖像不斷傳輸至中控系統;中控系統對獲取圖像進行背景減除并獲取拍攝到的射流軌跡二值圖像,同時將此軌跡二值圖像在顯示系統中顯示;中控系統將獲取的射流軌跡二值圖像與射流軌跡模型不斷作對比計算,并將對比出的軌跡偏差轉換至對應的水平電機5位置偏差值與俯仰電機俯仰位置偏差值,同時將水平與俯仰位置偏差值在顯示系統中顯示;
      城市主戰小型消防車自動滅火系統及實現方法
        4)消防炮射流落點調整:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統在完成消防炮射流落點預測后,其工作流程:中控系統在計算匹配出水平與俯仰位置偏差值后,分別控制水平電機與俯仰電機進行角度調整,在此過程中車載消防泵持續工作;

        5)滅火過程停止判斷:本發明提供的城市主戰小型消防車自動滅火系統在消防炮持續噴射過程中,其工作流程:紅外相機一直開啟,中控系統不斷識別紅外相機拍攝到的火源點狀態;當火源點一直存在的時候,車載消防泵持續工作;當中控系統判斷火源點消失后,車載消防泵停止工作,滅火過程完畢
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