本发明属于消防机器人技术领域，具体涉及一种无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法。
背景技术：
火灾给人类带来巨大损失和伤亡，它是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。尤其是对于危险化学品火灾，不同着火物需使用对应不同灭火剂灭火，否则会出现难以处置、更复杂和更危险的事故，故需要对着火源定点精准扑救。
随着科技的不断发展发展，消防机器人越来越多的代替消防队员进入到火场一线进行灭火战斗，消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。目前携带消防水炮的机器人绝大多数需依赖后台消防人员远程操作，实现对水炮三维角度的调整，从而实现对着火点的灭火功能。
当前针对灾害现场进行灭火的机器人对火源寻找或定位的方案主要分为两类：
1)机器人本体双目视觉定位法
通过在消防机器人上安装双目视觉设备，实现对火焰空间位置的检测，从而控制水炮进行定点灭火。典型的有专利号为20997745.X的专利公布的智能消防机器人。还有采用热成像仪在火源不同位置检测到的夹角，间接计算火源位置，例如申请号为10089608.5的专利公布的“火灾现场火源定位方法、定位系统及消防机器人”等。
采用直接将视觉设备放置在灭火机器人上的方法难以获得足够的视野，难以实现火源和射流落点的精确定位，难以实现自动精确灭火。
2)无人机高空协助检测法
该方式下，消防机器人工作前需将无人机飞至火焰上空测定高度，后将无人机自身GPS位置信息发送至消防机器人，从而确定无人机下火焰相对机器人空间位置关系，进而喷射灭火。典型的有专利号为21688135.7的发明专利公布的“基于无人机和智能消防机器人的精确灭火系统”。
但该方案存在如下弊端：首先，无人机需飞至火焰上方，实际中这对设备危害性极大；其次，无人机的定位精度取决于GPS定位精度，传统GPS精度无法满足需求，而差分GPS价格较贵导致系统成本过高；另外，当室内着火时，GPS定位系统无法工作，该方法无法正常作业。
并且，当火灾等地面环境复杂、起伏多变时，机器人姿态和高度等发生重大变化，这不仅影响机器人观测目标兴趣点的位置参数的精度，而且对于消防机器人上水炮发射角度影响严重从而无法定点灭火。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法，实现在高危火灾等恶劣环境中对灾害现场不同火源等危险源的全自动识别侦察、定位和灭火机器人自动瞄准扑救。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法，包括灭火侦察机器人、无人侦察机、机器人控制台、无人机控制台协作侦察和灭火步骤，具体如下：
1)工作人员首先提前放置好机器人控制台和无人机控制台，并以机器人控制台的所在位置设定为大地坐标系原点；同时在机器人控制台旁布置好携带无人侦察机的灭火侦察机器人，通过机器人控制台的控制按钮启动系统；
2)此时机器人控制台的主控机构通过第二通讯组件向灭火侦察机器人发出指令，使灭火侦察机器人打开无人机储放装置释放无人侦察机，无人侦察机脱离灭火侦察机器人后飞至前方火源侦察，在此过程中，灭火侦察机器人向前行进；
3)无人侦察机到达指定位置后，无人侦察机的控制模块控制三维云台组件利用双目识别组件对火焰寻找，当发现火源后进行定位，并将火源找到信号和火源相对无人侦察机空间三维参数回传至控制模块，控制模块将数据传输至主控机构；
4)主控机构通过第二通讯组件发出测距指令，进行测距步骤，根据空间定位方法，获得灭火侦察机器人、无人侦察机、机器人控制台和无人机控制台之间的空间三维位置关系；
5)主控机构根据无人侦察机返回的火源相对无人侦察机的位置参数，进行反推计算，从而获得火源相对灭火侦察机器人的空间三维坐标位置；
6)在灭火侦察机器人运动过程中，控制系统通过姿态传感器已经获得运动停止后的灭火侦察机器人相对出发点的艏向偏移角度，主控机构控制自动消防炮进行角度反向补偿，从而使自动消防炮发射的艏向角与火源一致；
7)主控机构根据灭火侦察机器人的压力传感器参数和灭火侦察机器人相对火源的空间位置关系，自动计算自动消防炮喷射的俯仰角，并将该参数通过第二通讯组件传递至通讯系统，控制系统接收到指令后控制自动消防炮调整俯仰角参数进行精准定点喷射。
具体的，所述步骤2)中无人侦察机释放过程如下：
ⅰ.灭火侦察机器人的控制系统驱动盖板折叠电机转动90°，带动与盖板折叠电机连接的盖板从与盖板折叠电机连接的挡板向后方转动成平行于挡板；
ⅱ.控制系统同时驱动四套挡板折叠电机转动90°，带动四套挡板相对底板向外翻转，且最终翻转成平行于底板，此时盖板也平行于底板，至此，四套挡板和一套盖板均摊开呈平台状，露出无人侦察机；
ⅲ.无人机控制台发出指令，遥控无人侦察机起飞执行侦察和定位任务；
当无人侦察机降落时，过程与上述相反。
进一步的，无人侦察机释放过程中，控制系统还可先驱动四套挡板折叠电机带动四套挡板向外翻转，然后再驱动盖板折叠电机带动盖板翻转展开呈平台。
具体的，无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法还包括无人侦察机、机器人控制台、无人机控制台对灭火侦察机器人空间定位步骤，具体如下：
根据测距步骤，得知在水平面上无人侦察机与灭火侦察机器人的距离L1’、以及机器人控制台和无人机控制台分别距离灭火侦察机器人间的水平空间直线距离L2和L3，分别以无人侦察机、机器人控制台和无人机控制台所在位置为圆心，以L1’、L2和L3为半径作圆，此时这三个圆交于一点为灭火侦察机器人的空间位置，至此得出无人侦察机、机器人控制台、无人机控制台和灭火侦察机器人在空间中的相对位置。
当机器人控制台和无人机控制台与灭火侦察机器人不在同一水平面上时，机器人控制台和无人机控制台分别距离灭火侦察机器人间的水平空间直线距离按照求取无人侦察机在水平面上与灭火侦察机器人水平距离的方法进行求取。
进一步的，所述测距步骤如下：
1)主控机构通过第二通讯组件发出测距指令，无人机控制台中的第三通讯组件、灭火侦察机器人中的通讯系统和无人侦察机中的第一通讯组件给出响应信号；
2)同时，主控机构控制第二定位基站发出参数初始化命令，无人侦察机中的控制模块控制第一定位基站进行初始化操作，灭火侦察机器人中的控制系统同样对定位标签初始化，无人机控制台中的从控制机构对第三定位基站进行初始化操作；
3)主控机构通过第二通讯组件接收到响应信号后，立即发送测距指令，同时第二定位基站、第三定位基站和第一定位基站分别与定位标签通讯并计算通讯耗时；
4)各控制单元将耗时参数依次发送至主控机构进行计算，从而得出无人侦察机、机器人控制台和无人机控制台距离灭火侦察机器人间的空间直线距离，分别记为L1、L2和L3；
5)无人侦察机中的传感模块实时获取当前无人侦察机运动高度H，该高度下将无人侦察机所在位置向地面投影获得点Q，从而根据三角形定理获得在水平面上无人侦察机距离灭火侦察机器人的距离L1’。
具体的，所述步骤4)中，主控机构通过第二通讯组件发出测距指令后，测量出无人侦察机、机器人控制台和无人机控制台分别距离灭火侦察机器人的空间直线距离，同时测量出无人侦察机相对机器人控制台、无人侦察机相对无人机控制台和机器人控制台相对无人机控制台之间的空间直线距离，根据投影原理，获取无人侦察机相对机器人控制台、无人侦察机相对无人机控制台和机器人控制台相对无人机控制台之间的水平距离。
本发明具有以下有益效果：
1)采用空间几何定位方法，配合无人机系统，可实现对灭火侦察机器人实时三维空间定位，从而快速获取无人侦察机、机器人控制台、无人机控制台和灭火侦察机器人在空间中的相对位置，避免因灭火侦察机器人上的视觉设备而导致的视野不够甚至无法获取火源目标点的难题，提高了系统的适用范围。
2)采用无人机储放装置实现对无人侦察机的存放和释放起飞，提高了系统的整体性和可靠性，采用无线通讯模块间测距法，实现对无人侦察机和灭火侦察机器人的空间定位，便于对灭火侦察机器人反推空间定位、控制和管理，同时实现了消防水炮喷射角度的在线补偿，大大提升了对目标点喷射的精准度，可提高侦察和灭火效率，节省抢险时间，提高现场灾害处置速度，提高危险源分类定点处理效率和精度，降低人员和财产损失。
附图说明
图1是本发明方法中无人机与消防机器人系统空间作业布局图。
图2是本发明方法中无人机、控制台对灭火侦察机器人空间定位原理图。
图3是本发明方法中灭火侦察机器人的立体结构示意图。
图4是本发明方法中灭火侦察机器人的主视结构示意图。
图5是本发明方法中灭火侦察机器人去除壳体后的俯视结构示意图
图6是本发明方法中灭火侦察机器人的无人机储放装置释放无人侦察机场景俯视结构示意图。
图7是发明方法中灭火侦察机器人的无人机储放装置释放无人侦察机场景立体结构示意图。
图8是本发明方法中无人侦察机的立体结构示意图。
图9是本发明方法中无人侦察机的主视结构示意图。
图10是本发明方法中无人侦察机的俯视结构示意图。
图11是本发明方法中机器人控制台的主视结构示意图。
图12是本发明方法中无人侦察机控制台的俯视结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
一种无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法包括灭火侦察机器人1、无人侦察机2、机器人控制台3、无人机控制台4协作侦察和灭火步骤。如图1所示，灭火侦察机器人1由机器人控制台3控制，无人侦察机2由无人机控制台4控制，灭火侦察机器人1、无人侦察机2、机器人控制台3、无人机控制台4两两之间相互无线连接。灭火侦察机器人1主要实现对现场的灾害侦察和灭火功能，无人侦察机2主要通过双目摄像机在高空对火源等兴趣点进行图像识别、双目定位，从而获得目标点相对其自身的空间三维位置，同时配合机器人控制台3和无人机控制台4实现对灭火侦察机器人1的空间定位。机器人控制台3实现对灭火侦察机器人1的手动控制、定位和通讯功能。无人机控制台4实现辅助定位功能，一般设置于远离机器人控制台3的一侧。
如图3-7所示，灭火侦察机器人1包括底盘1-1、自动消防炮1-2、控制系统1-3、通讯系统1-4、无人机储放装置1-5、定位标签1-6、侦察组件1-7、姿态传感器1-8、压力传感器1-9，底盘1-1、自动消防炮1-2、通讯系统1-4、无人机储放装置1-5、定位标签1-6、侦察组件1-7、姿态传感器1-8、压力传感器1-9均与控制系统1-3连接并受控制系统1-3控制，自动消防炮1-2连接后方消防管路。
底盘1-1为履带式、轮式或其它常规移动机构，内置供电机构、驱动器和电机结构，用以驱动灭火侦察机器人1在地面移动。
自动消防炮1-2设置于底盘1-1上部，通过和后方消防管路连接进行灭火，并且还可受控制系统1-3的控制作用实现喷射角度实时调整，从而改变水流喷射角度、高度和最终落点位置。自动消防炮1-2的详细结构可参见申请号为11138551.9的一种全地形消防机器人及工作方法中消防水炮系统200的结构。
控制系统1-3设置于底盘1-1内部，用以实现对底盘1-1运动控制、无人机储放装置1-5存放无人机、对无人机定位和通讯等功能。
通讯系统1-4设置于底盘1-1内部，主要实现灭火侦察机器人1与外部无人侦察机2、机器人控制台3和无人机控制台4间的通讯功能。
无人机储放装置1-5主要实现对无人侦察机2的放飞、回收等功能，设置于底盘1-1上，具体可设置在底盘1-1后端上方壳体上。无人机储放装置1-5包括盖板1-5-A、挡板1-5-B、盖板折叠电机1-5-C、挡板折叠电机1-5-D和底板1-5-E。挡板1-5-B共4块，为长方形薄板结构，盖板1-5-A、挡板1-5-B、底板1-5-E共同组成一个长方体，底板1-5-E为四边形，底板1-5-E的每条边分别通过一个挡板折叠电机1-5-D与一个挡板1-5-B的底部连接，挡板折叠电机1-5-D固定于底板1-5-E的上，挡板折叠电机1-5-D带动挡板1-5-B转动，初始状态下，挡板1-5-B与底板1-5-E呈直角垂直状态，当挡板折叠电机1-5-D转动时，带动挡板1-5-B转动，使由4块挡板1-5-B连成的长方体展开变为平面结构。其中一个挡板1-5-B的顶部通过盖板折叠电机1-5-C与盖板1-5-A的一条边连接，盖板折叠电机1-5-C能带动盖板1-5-A转动，盖板1-5-A大小与底板1-5-E一致，盖板折叠电机1-5-C的下端连接固定在挡板1-5-B上端，可随该挡板1-5-B转动而运动。当该挡板1-5-B放平时，此时盖板1-5-A与底板1-5-E呈现垂直状态，而后控制盖板折叠电机1-5-C转动，实现盖板1-5-A后翻，从而为无人机起飞提供平台基础。盖板折叠电机1-5-C、挡板折叠电机1-5-D分别带动盖板1-5-A、挡板1-5-B转动展开成平台结构。盖板折叠电机1-5-C和挡板折叠电机1-5-D还与控制系统1-3连接实现控制和驱动作用。
定位标签1-6为高精度同步时钟通讯模块，连接控制系统1-3并设置于底盘1-1内，主要实现与外部第一定位基站2-8、第二定位基站3-1和第三定位基站4-1的通讯功能。
侦察组件1-7由传感器群组成，设置在底盘1-1上方壳体内部，在电气上与控制系统1-3连接，实现对环境参数的采集。
姿态传感器1-8设置在底盘1-1内，通过检测灭火侦察机器人行进中的角度姿态变化，从而推算灭火侦察机器人1在运动后的艏向偏转角，为后续机器人灭火提供姿艏向姿态数据依据。
压力传感器1-9设置在自动消防炮1-2出水口处，用以测量水流压力，为计算消防水炮喷射抛物线参数提供依据。
如图8-10所示，无人侦察机2包括无人机本体2-1、控制模块2-2、电源模块2-3、传感模块2-4、双目识别组件2-5、三维云台组件2-6、第一通讯组件2-7、第一定位基站2-8，无人机本体2-1为四旋翼或多旋翼无人机，初始阶段放置在无人机储放装置1-5内。无人机本体2-1、电源模块2-3、传感模块2-4、双目识别组件2-5、三维云台组件2-6、第一通讯组件2-7、第一定位基站2-8均与控制模块2-2连接。控制模块2-2设置在无人机本体2-1内，控制模块2-2主要实现对无人机本体2-1的运动控制，通过传感模块2-4对环境参数采集，控制双目识别组件2-5对火源寻找并定位，控制三维云台组件2-6带动双目识别组件2-5进行角度调整，控制第一通讯组件2-7和第一定位基站2-8进行和外部机构通讯和测距等功能。
电源模块2-3设置在无人机本体2-1内，电源模块2-3包括电源和稳压模块，为无人机本体2-1、控制模块2-2、传感模块2-4、双目识别组件2-5、三维云台组件2-6、第一通讯组件2-7、第一定位基站2-8稳定供电。
传感模块2-4主要实现对参数的采集，包括无人机距离地面的高度信息和姿态信息等，设置在无人机本体2-1内。其中高度信息主要用于无人机定高运动，姿态信息主要用于推算无人机运动后的艏向角信息。
双目识别组件2-5为双目摄像机，可实现对目标点三维空间定位，安装在三维云台组件2-6上。
三维云台组件2-6可对双目识别组件2-5进行三维姿态调整，从而使双目识别组件2-5获得更大的视野，安装在无人机本体2-1下方，并且受控制模块2-2控制作用。
第一通讯组件2-7为高精度同步时钟通讯模块，和第一定位基站2-8均与控制模块2-2连接，设置于无人机本体2-1内，分别实现：与外部的通讯系统1-4、第二通讯组件3-3和第三通讯组件4-2通讯，与外部的定位标签1-6、第二定位基站3-1和第三定位基站4-1测距功能。
如图11所示，机器人控制台3包括第二定位基站3-1、主控机构3-2、第二通讯组件3-3、控制按钮3-4、显示组件3-5，第二定位基站3-1为高精度同步时钟通讯模块，与主控机构3-2连接可实现与外部第三定位基站4-1等基站的通讯和测定信号传输耗时。主控机构3-2实现对第二定位基站3-1控制测距，控制第二通讯组件3-3与外部通讯模块通讯，检测控制按钮3-4的外部输入信号从而进行分析和决策，另外还控制显示组件3-5进行参数和机器人采集的图像视频显示。第二通讯组件3-3主要实现与外部无人机、机器人和控制台上通讯模块的通讯功能，包括接受来自机器人采集的各类环境参数、现场图像和视频等，与主控机构3-2连接。控制按钮3-4设置在机器人控制台3面板上，包括各种控制按钮，实现对机器人运动控制、水炮遥控等人工操作功能。控制按钮3-4还连接主控机构3-2。显示组件3-5主要对各类信息参数进行显示，设置在机器人控制台3上盖内侧，连接主控机构3-2。
如图12所示，无人机控制台4包括第三定位基站4-1和第三通讯组件4-2、遥控组件4-3、从控制机构4-4，第三定位基站4-1为高精度同步时钟通讯模块，与从控制机构4-4连接，可实现与外部第二定位基站3-1等基站的通讯和测定信号传输耗时。第三通讯组件4-2主要实现与外部无人机、机器人等通讯功能，包括接受来自无人机采集的各类环境参数和自设的姿态参数等，与从控制机构4-4连接。遥控组件4-3设置在无人机控制台4面板上，主要实现对无人机的运动控制、三维云台组件2-6控制等，连接从控制机构4-4。从控制机构4-4是无人机控制台4的核心，主要实现设定、控制无人机，与无人机、机器人等外部通讯、接受并解析指令等。第三定位基站4-1与定位标签1-6、第一定位基站2-8、第二定位基站3-1两两之间相互无线连接实现通讯，第三通讯组件4-2与通讯系统1-4、第一通讯组件2-7、第二通讯组件3-3两两之间无线连接实现通讯。
1.无人侦察机、灭火侦察机器人和控制台间的测距原理和方法如下：
1)主控机构3-2通过第二通讯组件3-3发出测距指令，无人机控制台4中的第三通讯组件4-2、灭火侦察机器人中的通讯系统1-4和无人侦察机2中的第一通讯组件2-7给出响应信号；
2)在各模块发出响应信号的同时，主控机构3-2控制第二定位基站3-1发出参数初始化命令，控制模块2-2控制第一定位基站2-8进行初始化操作，控制系统1-3同样对定位标签1-6初始化，从控制机构4-4对第三定位基站4-1进行初始化操作；
3)主控机构3-2通过第二通讯组件3-3接受到响应信号后，立即发送测距指令，同时第二定位基站3-1、第三定位基站4-1和第一定位基站2-8分别与定位标签1-6通讯并计算通讯耗时；
4)各控制单元将耗时参数依次发送至主控机构3-2进行计算，从而得出无人侦察机2、机器人控制台3和无人机控制台4距离灭火侦察机器人1间的空间直线距离，分别记为L1、L2和L3，灭火侦察机器人1、无人侦察机2、机器人控制台3、无人机控制台4空间作业布局如图1所示。
其中，无人侦察机2中的传感模块2-4可实时获取当前无人机运动高度H，该高度下将无人侦察机2所在位置向地面投影获得点Q，从而根据三角形定理获得在水平面上无人侦察机2距离灭火侦察机器人1的距离L1’。
2.无人机、控制台对灭火机器人空间定位原理和方法如下：
无人侦察机2、机器人控制台3、无人机控制台4对灭火侦察机器人1空间定位原理图如图2所示，根据在水平面上无人侦察机2距离灭火侦察机器人1的距离L1’、以及机器人控制台3和无人机控制台4距离灭火侦察机器人1间的水平空间直线距离L2和L3，分别以无人侦察机2、机器人控制台3和无人机控制台4所在位置为圆心、以L1’、L2和L3为半径作圆，此时这三个圆圈交于一点，即为灭火侦察机器人1的空间位置。至此，无人侦察机2、机器人控制台3、无人机控制台4和灭火侦察机器人1在空间中的相对位置均可求出。
进一步的，上述步骤中假设了机器人控制台3和无人机控制台4与灭火侦察机器人1处于同一水平面上，认为：获得机器人控制台3和无人机控制台4距离灭火侦察机器人1间的空间直线距离L2和L3即为机器人控制台3和无人机控制台4距离灭火侦察机器人1的水平空间距离。故当机器人控制台3和无人机控制台4与灭火侦察机器人1不在同一水平面上，应按照上述水平面上无人侦察机2求取距离灭火侦察机器人1水平距离的方法重新求取。
3.灭火侦察机器人1、无人侦察机2、机器人控制台3、无人机控制台4协作侦察、灭火工作方法：
1)无人机起飞(降落)方法步骤：
灭火侦察机器人1达到指定位置后，开始布放无人侦察机2，方法如下：
ⅰ.控制系统1-3驱动盖板折叠电机1-5-C正向转动90°，盖板1-5-A从挡板1-5-B向后方转动成平行于最后端的挡板1-5-B；
ⅱ.控制系统1-3同时驱动四套挡板折叠电机1-5-D正向转动90°，此时四套挡板1-5-B相对底板1-5-E向外翻转，且最终翻转成平行于底板1-5-E，此时盖板1-5-A也平行于底板1-5-E，至此，四套挡板1-5-B和一套盖板1-5-A均摊开呈平台状，露出无人侦察机2；当然，控制系统1-3也可先驱动四套挡板折叠电机1-5-D带动四套挡板1-5-B向外翻转，然后再驱动盖板折叠电机1-5-C带动盖板1-5-A翻转展开呈平台；
ⅲ.无人机控制台4即可通过发出指令，进行遥控无人侦察机2起飞执行侦察和定位任务。
当无人侦察机2降落时，过程与上述相反。
2)系统协作完成侦察和灭火工作方法步骤：
ⅰ.工作人员首先提前放置好机器人控制台3和无人机控制台4，并以机器人控制台3的所在位置设定为大地坐标系原点；同时在机器人控制台3旁布置好灭火侦察机器人1，通过控制按钮3-4启动系统；
ⅱ.此时主控机构3-2通过第二通讯组件3-3向灭火侦察机器人1发出指令，使灭火侦察机器人1打开无人机储放装置1-5释放无人机，无人侦察机2脱离灭火侦察机器人1后飞至前方火源侦察；在此过程中，灭火侦察机器人1向前行进；
ⅲ.无人侦察机2到达指定位置后，控制模块2-2控制三维云台组件2-6利用双目识别组件2-5对火焰寻找，当发现火源后进行定位，并将火源找到信号和火源相对无人侦察机2空间三维参数回传至控制模块2-2，控制模块2-2将数据传输至主控机构3-2；
ⅳ.主控机构3-2通过第二通讯组件3-3发出测距指令，测量出无人侦察机2、机器人控制台3和无人机控制台4距离灭火侦察机器人1间的空间直线距离，分别记为L1、L2和L3；同时测量出无人侦察机2相对机器人控制台3、无人侦察机2相对无人机控制台4和机器人控制台3相对无人机控制台4之间的空间直线距离，根据相同的投影定理，获取无人侦察机2相对机器人控制台3、无人侦察机2相对无人机控制台4和机器人控制台3相对无人机控制台4之间的水平距离，根据空间定位原理，从而获得灭火侦察机器人1、无人侦察机2、机器人控制台3和无人机控制台4之间的空间三维位置关系；
ⅴ.主控机构3-2根据无人侦察机2返回的火源相对无人侦察机2的位置参数，进行反推计算，从而获得火源相对灭火侦察机器人1的空间三维坐标位置；
ⅵ.在灭火侦察机器人1运动过程中，控制系统1-3通过姿态传感器1-8已经获得运动停止后的灭火侦察机器人1相对出发点的艏向偏移角度，主控机构3-2控制自动消防炮1-2进行角度反向补偿，从而使自动消防炮1-2发射的艏向角与火源一致；
ⅶ.主控机构3-2根据压力传感器1-9参数和灭火侦察机器人1相对火源的空间位置关系，自动计算自动消防炮1-2喷射的俯仰角，并将该参数通过第二通讯组件3-3传递至通讯系统1-4，控制系统1-3接收到指令后控制自动消防炮1-2调整俯仰角参数进行精准定点喷射。
更近一步的，推算火焰等目标点相对灭火机器人的空间三维坐标位置时，应考虑当无人侦察机2控制三维云台组件2-6带动双目识别组件2-5发生偏转，此时的偏转角应进行角度和位置变换。
本发明中未详细公开的结构，如灭火侦察机器人1的必要的其他结构，均为现有技术，可参照申请人其他专利申请中的机器人结构。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
技术特征：
1.一种无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法，其特征在于，包括灭火侦察机器人、无人侦察机、机器人控制台、无人机控制台协作侦察和灭火步骤，具体如下：
1)工作人员首先提前放置好机器人控制台和无人机控制台，并以机器人控制台的所在位置设定为大地坐标系原点；同时在机器人控制台旁布置好携带无人侦察机的灭火侦察机器人，通过机器人控制台的控制按钮启动系统；
2)此时机器人控制台的主控机构通过第二通讯组件向灭火侦察机器人发出指令，使灭火侦察机器人打开无人机储放装置释放无人侦察机，无人侦察机脱离灭火侦察机器人后飞至前方火源侦察，在此过程中，灭火侦察机器人向前行进；
3)无人侦察机到达指定位置后，无人侦察机的控制模块控制三维云台组件利用双目识别组件对火焰寻找，当发现火源后进行定位，并将火源找到信号和火源相对无人侦察机空间三维参数回传至控制模块，控制模块将数据传输至主控机构；
4)主控机构通过第二通讯组件发出测距指令，进行测距步骤，根据空间定位方法，获得灭火侦察机器人、无人侦察机、机器人控制台和无人机控制台之间的空间三维位置关系；
5)主控机构根据无人侦察机返回的火源相对无人侦察机的位置参数，进行反推计算，从而获得火源相对灭火侦察机器人的空间三维坐标位置；
6)在灭火侦察机器人运动过程中，控制系统通过姿态传感器已经获得运动停止后的灭火侦察机器人相对出发点的艏向偏移角度，主控机构控制自动消防炮进行角度反向补偿，从而使自动消防炮发射的艏向角与火源一致；
7)主控机构根据灭火侦察机器人的压力传感器参数和灭火侦察机器人相对火源的空间位置关系，自动计算自动消防炮喷射的俯仰角，并将该参数通过第二通讯组件传递至通讯系统，控制系统接收到指令后控制自动消防炮调整俯仰角参数进行精准定点喷射。
2.如权利要求1所述的无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法，其特征在于，所述步骤2)中无人侦察机释放过程如下：
ⅰ.灭火侦察机器人的控制系统驱动盖板折叠电机转动90°，带动与盖板折叠电机连接的盖板从与盖板折叠电机连接的挡板向后方转动成平行于挡板；
ⅱ.控制系统同时驱动四套挡板折叠电机转动90°，带动四套挡板相对底板向外翻转，且最终翻转成平行于底板，此时盖板也平行于底板，至此，四套挡板和一套盖板均摊开呈平台状，露出无人侦察机；
ⅲ.无人机控制台发出指令，遥控无人侦察机起飞执行侦察和定位任务；
当无人侦察机降落时，过程与上述相反。
3.如权利要求2所述的无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法，其特征在于，所述控制系统还可先驱动四套挡板折叠电机带动四套挡板向外翻转，然后再驱动盖板折叠电机带动盖板翻转展开呈平台。
4.如权利要求1所述的无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法，其特征在于，还包括无人侦察机、机器人控制台、无人机控制台对灭火侦察机器人空间定位步骤，具体如下：
根据测距步骤，得知在水平面上无人侦察机与灭火侦察机器人的距离L1’、以及机器人控制台和无人机控制台分别距离灭火侦察机器人间的水平空间直线距离L2和L3，分别以无人侦察机、机器人控制台和无人机控制台所在位置为圆心，以L1’、L2和L3为半径作圆，此时这三个圆交于一点为灭火侦察机器人的空间位置，至此得出无人侦察机、机器人控制台、无人机控制台和灭火侦察机器人在空间中的相对位置。
5.如权利要求1或4所述的无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法，其特征在于，所述测距步骤如下：
1)主控机构通过第二通讯组件发出测距指令，无人机控制台中的第三通讯组件、灭火侦察机器人中的通讯系统和无人侦察机中的第一通讯组件给出响应信号；
2)同时，主控机构控制第二定位基站发出参数初始化命令，无人侦察机中的控制模块控制第一定位基站进行初始化操作，灭火侦察机器人中的控制系统同样对定位标签初始化，无人机控制台中的从控制机构对第三定位基站进行初始化操作；
3)主控机构通过第二通讯组件接收到响应信号后，立即发送测距指令，同时第二定位基站、第三定位基站和第一定位基站分别与定位标签通讯并计算通讯耗时；
4)各控制单元将耗时参数依次发送至主控机构进行计算，从而得出无人侦察机、机器人控制台和无人机控制台距离灭火侦察机器人间的空间直线距离，分别记为L1、L2和L3；
5)无人侦察机中的传感模块实时获取当前无人侦察机运动高度H，该高度下将无人侦察机所在位置向地面投影获得点Q，从而根据三角形定理获得在水平面上无人侦察机距离灭火侦察机器人的距离L1’。
6.如权利要求4所述的无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法，其特征在于，当机器人控制台和无人机控制台与灭火侦察机器人不在同一水平面上时，机器人控制台和无人机控制台分别距离灭火侦察机器人间的水平空间直线距离按照求取无人侦察机在水平面上与灭火侦察机器人水平距离的方法进行求取。
7.如权利要求1所述的无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法，其特征在于，所述步骤4)中，主控机构通过第二通讯组件发出测距指令后，测量出无人侦察机、机器人控制台和无人机控制台分别距离灭火侦察机器人的空间直线距离，同时测量出无人侦察机相对机器人控制台、无人侦察机相对无人机控制台和机器人控制台相对无人机控制台之间的空间直线距离，根据投影原理，获取无人侦察机相对机器人控制台、无人侦察机相对无人机控制台和机器人控制台相对无人机控制台之间的水平距离。
技术总结
本发明涉及一种无人机与消防机器人协同侦察灭火作业方法，包括无人侦察机释放步骤，无人侦察机、机器人控制台、无人机控制台对灭火侦察机器人空间定位步骤，以及灭火侦察机器人、无人侦察机、机器人控制台、无人机控制台协作侦察和灭火步骤。采用空间几何定位方法，实现对灭火侦察机器人实时三维空间定位，从而快速获无人侦察机、机器人控制台、无人机控制台和灭火侦察机器人在空间中的相对位置，提高了系统的适用范围，同时实现了消防水炮喷射角度的在线补偿，大大提升了对目标点喷射的精准度，可提高侦察和灭火效率，节省抢险时间，提高现场灾害处置速度，提高危险源分类定点处理效率和精度，降低人员和财产损失。
技术研发人员：鲍明松;郭亭亭;刘文涛;李希彬
受保护的技术使用者：山东国兴智能科技股份有限公司;山东阿图机器人科技有限公司
技术研发日：.06.05
技术公布日：.08.30
