申请/专利权人：大连海事大学

申请日：2021-09-24

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN113985913B

主分类号：G05D1/695

分类号：G05D1/695;G05D109/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.02.18#实质审查的生效;2022.01.28#公开

摘要：本发明提供一种基于城市火势蔓延预测的集分式多无人机救援系统，包括：中心层无人机和若干个同构的执行层无人机；所述中心层无人机包括用于采集初始环境和被困人员信息的第一传感器模块、对环境信息进行分析处理的第一环境分析模块以及用于与执行层无人机进行通信的第一通信模块；任意所述执行层无人机包括用于采集实时环境信息的第二传感器模块、第二环境分析模块、用于与中心层无人机以及执行层其余无人机进行通信的第二通信模块、用于根据环境模型和被困人员位置进行路径规划的决策模块、根据规划路径控制执行层无人机行进的控制模块以及用于引导被困人员避险的执行模块。本发明通过无人机引导救援，能够降低了火灾对于消防人员安全危害。

主权项：1.一种基于城市火势蔓延预测的集分式多无人机救援系统，其特征在于，包括：中心层无人机和若干个同构的执行层无人机；所述中心层无人机包括用于采集初始环境信息和被困人员信息的第一传感器模块、对环境信息进行分析处理生成环境模型的第一环境分析模块以及用于与执行层无人机进行通信的第一通信模块；中心层无人机UL通过观察以执行层发送的信息建立三维救援环境O模型，将空间分为Lx×Ly×Lz个单元，并对单元进行编号，每个单元用Cella表示，其中：a＝x+y-1×Lx+z-1×Lx×Ly，x∈{1,2,...,Lx}，y∈{1,2,...,Ly}，z∈{1,2,...,Lz}，UL建立每个单元的信息集Ξak＝{Bak,Dak,Tak}，其中Bak∈{0,1}表示由观察现场迹象得来的危险函数，Bak＝1为危险单元，Bak＝0为安全单元，危险区域可以描述为： 其中，x*,y*为易爆点，h*是可调参数，表示危险区域的高度，Dak为被困人员数量，Tak是单元Cella在k时刻的燃料床温度，Tak可描述为： 其中，Cs表示构成燃料床的可燃物在固体阶段的比热容，ρs和ρext分别为实际可燃物密度和残灰密度，Hμ代表相对燃料水分，Cl是水的比热容，Te和Tev分别代表环境温度和蒸发阈值温度，Lev是水的蒸发潜热，是狄拉克符号，为指前因子，Rs为摩尔气体常数，Es为活化能，λs为热传导率，当非线性函数fhf取值为正时，λs为零，fhf为当前单元吸收的总辐射功率密度，取值随相邻单元火焰高度hf变化，考虑风速vm对火焰高度hf的影响，fhf是一个非线性函数，当燃料床温度Tak等于材料的着火点Tig时，认为Cella被点燃，燃料床温度Tak大于蒸发阈值温度Tev时，则Cella为危险区，此时Bak＝1；任意所述执行层无人机包括用于采集实时环境信息的第二传感器模块、用于对当前突发环境信息进行分析的第二环境分析模块、用于与中心层无人机以及执行层其余无人机进行通信的第二通信模块、根据环境模型进行路径规划的决策模块、根据规划路径控制执行层无人机行进的控制模块以及用于引导被困人员避险的执行模块，其中所述当前突发环境信息包括新的火势信息和被困人员信息；遇险时，中心层无人机将构建的初始环境模型通过第一通信模块发送至执行层无人机，执行层无人机根据接收初始环境模型信息中的被困人员信息进行搜救，在搜索过程中进行实时信息采集，当采集到当前突发环境信息时，将采取中断的方式将当前突发环境信息通过第二传感器模块反馈回中心层无人机，中心层无人机重新对火势进行预测，并将更新后的环境模型通过第一通信模块再次发送至执行层无人机，形成闭环，最终引导被困人员脱险。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连海事大学 一种基于城市火势蔓延预测的集分式多无人机救援系统

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