一种消防机器人灭火方法和系统

摘要

本发明提供一种消防机器人灭火方法和系统，涉及消防技术领域，所述方法包括：按照预设编队队形，控制消防机器人进行编队；控制领航消防机器人在消防区域中行进；检测到着火点时，检测着火点的温度和着火区域；根据温度和着火区域，确定灭火剂总用量；根据着火区域和预设编队队形，确定灭火队形；按照灭火队形，控制消防机器人进行编队；根据灭火剂总用量，控制消防机器人进行灭火；检测到着火点熄灭时，控制消防机器人恢复预设编队队形。根据本发明，可通过对领航消防机器人的控制，来自动控制多个跟随消防机器人进行编队和灭火，降低多个消防机器人的控制难度，提升灭火效率，减少火灾损失。

权利要求

1.一种消防机器人灭火方法，其特征在于，包括：按照预设编队队形，控制多个消防机器人进行编队，其中，所述多个消防机器人包括一个领航消防机器人和多个跟随消防机器人，所述领航消防机器人包括行进组件、消防组件和检测组件，所述跟随消防机器人包括行进组件和消防组件，所述行进组件用于控制行进方向和行进速度，所述消防组件用于储存和喷射灭火剂，所述检测组件用于检测行进路线上的障碍物和着火点；

控制所述领航消防机器人按照第一预设速度在消防区域中行进；

在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点时，检测所述着火点的温度和着火区域；

根据所述着火点的温度和着火区域，确定灭火所需的灭火剂总用量；

根据所述着火区域和所述预设编队队形，确定灭火队形；

按照所述灭火队形，控制所述多个消防机器人进行编队；

根据所述灭火剂总用量，控制所述灭火队形中的所述多个消防机器人对所述着火区域进行灭火；

在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点熄灭时，控制所述多个消防机器人恢复所述预设编队队形：所述预设编队队形为三角形队形，在所述三角形队形中，第i+1行的消防机器人数量为第i行的消防机器人数量的2倍，i为正整数，三角形队列中线的方向与所述领航消防机器人的朝向方向一致；

其中，按照预设编队队形，控制多个消防机器人进行编队，包括：获取所述预设编队队形的队形夹角和各行之间的第一间隔距离；

设置所述领航消防机器人的初始位置，其中，所述领航消防机器人的初始位置位于所述预设编队队形的第1行；

根据所述领航消防机器人的初始位置、所述队形夹角和所述第一间隔距离，确定第2行的跟随消防机器人的初始位置；

根据领航消防机器人的初始位置、第i行的跟随消防机器人的初始位置、所述队形夹角和所述第一间隔距离，确定第i+1行的跟随消防机器人的初始位置；

根据各个消防机器人的初始位置，控制多个消防机器人进行编队：所述第2行的跟随消防机器人的初始位置为以所述领航消防机器人的初始位置为坐标原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的坐标位置；

其中，根据所述领航消防机器人的初始位置、所述队形夹角和所述第一间隔距离，确定第2行的跟随消防机器人的初始位置，包括：根据公式

，以及

，

确定第2行第1个跟随消防机器人的初始位置 ，其中，为领航消防机器人的初始位置，为所述队形夹角， 为所述第一间隔距离；

根据公式

，以及

，

确定第2行第2个跟随消防机器人的初始位置 ；所述第i+1行的跟随消防机器人的初始位置为以所述领航消防机器人的初始位置为坐标原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的坐标位置；

其中，根据领航消防机器人的初始位置、第i行的跟随消防机器人的初始位置、所述队形夹角和所述第一间隔距离，确定第i+1行的跟随消防机器人的初始位置，包括：根据公式

，以及

，

确定第i+1行第j个跟随消防机器人的初始位置 ，其中，为领航消防机器人的初始位置， 为所述队形夹角， 为所述第一间隔距离，j为正整数；所述灭火队形包括扇形队形，其中，根据所述着火区域和所述预设编队队形，确定灭火队形，包括：根据所述着火区域的形心，确定扇形队形的扇形圆心位置；

根据所述着火区域的范围，确定所述扇形队形的扇形半径和圆心角；

根据所述圆心位置、所述扇形半径、所述预设编队中领航消防机器人的当前位置，确定领航消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置；

根据所述圆心位置、所述扇形半径和所述消防机器人的数量，确定预设编队队形中第2行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置；

根据所述圆心位置、所述扇形半径和所述消防机器人的数量，确定预设编队队形中第i行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置；

根据各个消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，确定灭火队形；所述第2行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置为，以领航消防机器人在检测到着火点时在所述预设编队中的位置为原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的坐标位置；

其中，根据所述圆心位置、所述扇形半径和所述消防机器人的数量，确定预设编队队形中第2行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，包括：根据公式

，以及

，

确定预设编队队形中第2行第1个跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，其中， 为以领航消防机器人在检测到着火点时在所述预设编队中的位置为原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的扇形圆心位置， 为圆心角， 为扇形半径， 为消防机器人的数量；

根据公式

，以及

，

确定第2行第2个跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置 ；所述第i行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置为，以领航消防机器人在检测到着火点时在所述预设编队中的位置为原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的坐标位置；

其中，根据所述圆心位置、所述扇形半径和所述消防机器人的数量，确定预设编队队形中第i行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，包括：在j小于或等于 的情况下，根据公式

，以及

，

确定预设编队队形中第i行第j个跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，其中， 为以领航消防机器人在检测到着火点时在所述预设编队中的位置为原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的扇形圆心位置， 为圆心角， 为扇形半径， 为消防机器人的数量，j为正整数，k为小于或等于i‑2的正整数；

在j大于 的情况下，根据公式

，以及

，

确定预设编队队形中第i行第j个跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置。

2.一种用于执行如权利要求 1 所述的消防机器人灭火方法的消防机器人灭火系统，其特征在于，包括：预设编队队形模块，用于按照预设编队队形，控制多个消防机器人进行编队，其中，所述多个消防机器人包括一个领航消防机器人和多个跟随消防机器人，所述领航消防机器人包括行进组件、消防组件和检测组件，所述跟随消防机器人包括行进组件和消防组件，所述行进组件用于控制行进方向和行进速度，所述消防组件用于储存和喷射灭火剂，所述检测组件用于检测行进路线上的障碍物和着火点；

行进模块，用于控制所述领航消防机器人按照第一预设速度在消防区域中行进；

检测模块，用于在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点时，检测所述着火点的温度和着火区域；

用量模块，用于根据所述着火点的温度和着火区域，确定灭火所需的灭火剂总用量；

灭火队形模块，用于根据所述着火区域和所述预设编队队形，确定灭火队形；

编队模块，用于按照所述灭火队形，控制所述多个消防机器人进行编队；

灭火模块，用于根据所述灭火剂总用量，控制所述灭火队形中的所述多个消防机器人对所述着火区域进行灭火；

恢复模块，用于在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点熄灭时，控制所述多个消防机器人恢复所述预设编队队形。

说明书

一种消防机器人灭火方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及消防技术领域，尤其涉及一种消防机器人灭火方法和系统。

背景技术

[0002] 在相关技术中，为了保护消防人员的安全，可使用消防机器人进行灭火，例如，操作人员可在消防区域（存在着火点的区域，例如，存在着火点的房间、仓库等区域）外部，通过消防机器人上配置的摄像头来了解消防区域内部的情况，并控制消防机器人到达着火点的位置进行灭火。然而，消防机器人所携带的灭火剂数量有限，如果着火点数量较多，或者火势较大，则单个消防机器人难以将着火点成功扑灭，从而需要更多的消防机器人来参与灭火，但单个操作人员同时控制多个消防机器人难度较大，从而需要多个操作人员同时对多个消防机器人进行操作，但多个操作人员的协同性难以保障，可能出现操作人员配合度不高，导致灭火效率较低的情况，从而难以减少火灾损失。

发明内容

[0003] 本发明提供一种消防机器人灭火方法和系统，能够解决操作人员配合度不高，导致灭火效率较低的技术问题。

[0004] 根据本发明的第一方面，提供一种消防机器人灭火方法,包括：

[0005] 按照预设编队队形，控制多个消防机器人进行编队，其中，所述多个消防机器人包括一个领航消防机器人和多个跟随消防机器人，所述领航消防机器人包括行进组件、消防组件和检测组件，所述跟随消防机器人包括行进组件和消防组件，所述行进组件用于控制行进方向和行进速度，所述消防组件用于储存和喷射灭火剂，所述检测组件用于检测行进路线上的障碍物和着火点；

[0006] 控制所述领航消防机器人按照第一预设速度在消防区域中行进；

[0007] 在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点时，检测所述着火点的温度和着火区域；

[0008] 根据所述着火点的温度和着火区域，确定灭火所需的灭火剂总用量；

[0009] 根据所述着火区域和所述预设编队队形，确定灭火队形；

[0010] 按照所述灭火队形，控制所述多个消防机器人进行编队；

[0011] 根据所述灭火剂总用量，控制所述灭火队形中的所述多个消防机器人对所述着火区域进行灭火；

[0012] 在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点熄灭时，控制所述多个消防机器人恢复所述预设编队队形。

[0013] 根据本发明的第二方面，提供一种消防机器人灭火系统，包括：

[0014] 预设编队队形模块，用于按照预设编队队形，控制多个消防机器人进行编队，其中，所述多个消防机器人包括一个领航消防机器人和多个跟随消防机器人，所述领航消防机器人包括行进组件、消防组件和检测组件，所述跟随消防机器人包括行进组件和消防组件，所述行进组件用于控制行进方向和行进速度，所述消防组件用于储存和喷射灭火剂，所述检测组件用于检测行进路线上的障碍物和着火点；

[0015] 行进模块，用于控制所述领航消防机器人按照第一预设速度在消防区域中行进；

[0016] 检测模块，用于在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点时，检测所述着火点的温度和着火区域；

[0017] 用量模块，用于根据所述着火点的温度和着火区域，确定灭火所需的灭火剂总用量；

[0018] 灭火队形模块，用于根据所述着火区域和所述预设编队队形，确定灭火队形；

[0019] 编队模块，用于按照所述灭火队形，控制所述多个消防机器人进行编队；

[0020] 灭火模块，用于根据所述灭火剂总用量，控制所述灭火队形中的所述多个消防机器人对所述着火区域进行灭火；

[0021] 恢复模块，用于在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点熄灭时，控制所述多个消防机器人恢复所述预设编队队形。

[0022] 技术效果：根据本发明，可控制领航消防机器人在消防区域中行进，跟随消防机器人则可按照预设编队队形自动跟随领航消防机器人行进，并在领航消防机器人检测到着火点时，可按照灭火队形自动进行编队并通过多个消防机器人进行灭火，提升灭火效果和效率，进一步地，可在灭火结束后自动恢复预设编队队形，从而可通过对领航消防机器人的控制，来自动控制多个跟随消防机器人进行编队和灭火，降低多个消防机器人的控制难度，使多个消防机器人自动进行协作配合，提升灭火机器人的配合度，进而提升灭火效率，减少火灾损失。在确定预设编队队形时，可将坐标系原点设定为领航消防机器人的位置，并使y轴方向与领航消防机器人的朝向一致，进而确定各个跟随消防机器人在坐标系中的初始位置，使得领航消防机器人移动时，坐标系随之发生移动，并使各个跟随消防机器人保持在坐标系中的初始位置，从而实现跟随消防机器人保持预设编队队形跟随领航消防机器人的目的，并且，使预设编队队形呈现三角形队形，并使第i+1行的消防机器人数量为第i行的消防机器人数量的2倍，即，每行跟随消防机器人的数量均为偶数，可在遇到着火点时便于将三角形队形以领航消防机器人为中心向对称的两侧快速展开，从而快速围绕着火点进行灭火，提升灭火效率，减少火灾损失。在确定灭火队形时，可保持领航消防机器人在检测到着火点时的坐标系，并以该坐标系为基础，确定各个消防机器人的扇形编队位置，从而可无需等待领航机器人移动至着火区域附近，并变换坐标系后再确定各个跟随消防机器人的扇形编队位置，进而可使各个跟随消防机器人分别移动至各自的扇形编队位置，提升灭火队形的编队效率，并且保持该坐标系还可在灭火完毕后使各个消防机器人恢复预设编队队形时的恢复效率。进一步地，确定各个消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，可将预设编队队形迅速展开为扇形队形，避免队形错乱，提升编队效率，进而提升灭火效率，减少火灾损失，还可便于灭火后由扇形队形恢复至预设编队队形，便于后续行进至下一个着火区域进行灭火，提升整体灭火效率。

附图说明

[0023] 图1示例性地示出根据本发明实施例的消防机器人灭火方法的流程示意图；

[0024] 图2示例性地示出根据本发明实施例的预设编队队形的示意图；

[0025] 图3示例性地示出根据本发明实施例的灭火队形的示意图；

[0026] 图4示例性地示出根据本发明实施例的消防机器人灭火系统的框图。

具体实施方式

[0027] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0028] 下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

[0029] 图1示例性地示出根据本发明实施例的消防机器人灭火方法的流程示意图，所述方法包括：

[0030] 步骤S101，按照预设编队队形，控制多个消防机器人进行编队，其中，所述多个消防机器人包括一个领航消防机器人和多个跟随消防机器人，所述领航消防机器人包括行进组件、消防组件和检测组件，所述跟随消防机器人包括行进组件和消防组件，所述行进组件用于控制行进方向和行进速度，所述消防组件用于储存和喷射灭火剂，所述检测组件用于检测行进路线上的障碍物和着火点；

[0031] 步骤S102，控制所述领航消防机器人按照第一预设速度在消防区域中行进；

[0032] 步骤S103，在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点时，检测所述着火点的温度和着火区域；

[0033] 步骤S104，根据所述着火点的温度和着火区域，确定灭火所需的灭火剂总用量；

[0034] 步骤S105，根据所述着火区域和所述预设编队队形，确定灭火队形；

[0035] 步骤S106，按照所述灭火队形，控制所述多个消防机器人进行编队；

[0036] 步骤S107，根据所述灭火剂总用量，控制所述灭火队形中的所述多个消防机器人对所述着火区域进行灭火；

[0037] 步骤S108，在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点熄灭时，控制所述多个消防机器人恢复所述预设编队队形。

[0038] 根据本发明的实施例的消防机器人灭火方法，可控制领航消防机器人在消防区域中行进，跟随消防机器人则可按照预设编队队形自动跟随领航消防机器人行进，并在领航消防机器人检测到着火点时，可按照灭火队形自动进行编队并通过多个消防机器人进行灭火，提升灭火效果和效率，进一步地，可在灭火结束后自动恢复预设编队队形，从而可通过对领航消防机器人的控制，来自动控制多个跟随消防机器人进行编队和灭火，降低多个消防机器人的控制难度，使多个消防机器人自动进行协作配合，提升灭火机器人的配合度，进而提升灭火效率，减少火灾损失。

[0039] 根据本发明的一个实施例，所述消防机器人灭火方法可通过与多个消防机器人进行通信连接的中央控制器来执行，从而控制多个消防机器人的动作，并且，该中央控制器可接收操作人员的操作输入，从而控制领航消防机器人的动作，例如，控制领航消防机器人行进、转换视角等动作，该中央控制器可自动控制跟随消防机器人按照预设编队队形跟随领航消防机器人行进，并在领航消防机器人检测到着火点时，自动控制各个消防机器人组成灭火队形进行灭火。在另一示例中，领航消防机器人也可由中央控制器来自动操作，从而控制领航消防机器人自动在消防区域中行进、转换视角和检测着火点等。本发明对此不作限制。

[0040] 根据本发明的一个实施例，在步骤S101中，领航消防机器人包括用于行进的行进组件，例如，提供牵引力的电机、用于行走的车轮或履带，以及用于转向的转向机等。领航消防机器人包括用于灭火的消防组件，例如，用于储存灭火剂的储藏罐，以及用于喷射灭火剂的喷嘴等。领航消防机器人包括检测组件，例如，用于检测消防区域内部的环境的摄像头，用于检测障碍物的距离传感器，以及用于通过温度确定着火点的红外摄像头和/或温度传感器等。进一步地，领航消防机器人还可包括控制器和通信组件，所述通信组件用于与中央控制器进行通信，并向中央控制器传输拍摄到的视频或图像，着火点的位置信息，以及行进路线上的障碍物的位置等，还可接收中央控制器的指令，并由控制器来控制上述行进组件、消防组件和检测组件来执行该指令，例如，通过行进组件执行行进指令，通过消防组件执行喷射灭火剂的指令，通过检测组件来执行拍摄消防区域内某个角度的视频，和检测着火点的指令等，本发明对指令的类型不做限制。所述跟随消防机器人可包括行进组件、消防组件，还可包括通信组件和控制器，并可按照预设编队队形自动跟随领航消防机器人行进，无需由人工进行单独控制，从而降低控制难度。

[0041] 根据本发明的一个实施例，所述预设编队队形为三角形队形，在所述三角形队形中，第i+1行的消防机器人数量为第i行的消防机器人数量的2倍，i为正整数，三角形队列中线的方向与所述领航消防机器人的朝向方向一致。步骤S101包括：获取所述预设编队队形的队形夹角和各行之间的第一间隔距离；设置所述领航消防机器人的初始位置，其中，所述领航消防机器人的初始位置位于所述预设编队队形的第1行；根据所述领航消防机器人的初始位置、所述队形夹角和所述第一间隔距离，确定第2行的跟随消防机器人的初始位置；根据领航消防机器人的初始位置、第i行的跟随消防机器人的初始位置、所述队形夹角和所述第一间隔距离，确定第i+1行的跟随消防机器人的初始位置；根据各个消防机器人的初始位置，控制多个消防机器人进行编队。

[0042] 图2示例性地示出根据本发明实施例的预设编队队形的示意图，在预设编队队形中，第一行包括一个消防机器人，即，领航消防机器人，第二行包括2个跟随消防机器人，第三行包括4个跟随消防机器人，第四行包括8个跟随消防机器人。当然，在预设编队队形中还可包括更多行，以及更多跟随消防机器人，本发明对消防机器人的总数以及预设编队队形的行数不做限制。

[0043] 根据本发明的一个实施例，在预设编队队列中，可建立坐标系，所述坐标系为以领航消防机器人的初始位置为坐标原点，以领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向，跟随消防机器人在y轴两侧对称分布，所述预设编队的队形夹角为第2行的两个跟随消防机器人的位置与领航消防机器人的位置之间的连线的夹角，预设编队的队形中各行之间的行间距是固定的，为第一间隔距离。

[0044] 根据本发明的一个实施例，领航消防机器人的初始位置位于预设编队队形的第1行，且领航消防机器人的初始位置即为所述坐标系的原点。并且，在后续领航消防机器人移动的过程中，该坐标系随着领航消防机器人移动，即，坐标系的原点始终为领航消防机器人所在的位置，并且，如果领航消防机器人的朝向改变，则坐标系的x轴方向和y轴方向也随机发生改变，y轴方向始终与领航消防机器人的朝向方向一致。跟随消防机器人在坐标系中的初始位置确定后，跟随消防机器人在坐标系中始终保持为该初始位置，即，如果领航消防机器人移动或改变朝向，导致坐标系发生移动或转动，则会导致跟随消防机器人在坐标系中的位置发生变化，跟随消防机器人自动调整至移动或旋转后的坐标系中的所述初始位置，从而实现自动跟随领航消防机器人的目的，例如，第二行第二个跟随消防机器人在坐标系中的位置为（1，‑1），在领航消防机器人移动后，坐标系也随之移动，导致跟随消防机器人在坐标系中的位置变化为（1，‑3），则该跟随消防机器人可自动调整位置，即，调整至坐标系中的（1，‑1）的位置，从而保持在预设编队队形中的位置，以实现按照预设编队队形跟随领航消防机器人的目的。

[0045] 根据本发明的一个实施例，可确定第2行的跟随消防机器人在坐标系中的初始位置。所述第2行的跟随消防机器人的初始位置为以所述领航消防机器人的初始位置为坐标原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的坐标位置；其中，根据所述领航消防机器人的初始位置、所述队形夹角和所述第一间隔距离，确定第2行的跟随消防机器人的初始位置，包括：根据公式（1）和（2），确定第2行第1个跟随消防机器人的初始位置 ，

[0046] （1）

[0047] （2）

[0048] 其中， 为领航消防机器人的初始位置， 为所述队形夹角， 为所述第一间隔距离；

[0049] 根据公式（3）和（4）确定第2行第2个跟随消防机器人的初始位置 。

[0050] （3）

[0051] （4）

[0052] 根据本发明的一个实施例，第2行第1个跟随消防机器人位于轴左侧，且由于第2行的两个跟随消防机器人对称分布在y轴两侧，因此，第2行第1个跟随消防机器人的初始位置与原点的连线与y轴之间的夹角为队形夹角的一半，因此，第2行第1个跟随消防机器人的x轴坐标为领航消防机器人的x轴坐标（例如，领航消防机器人的x轴坐标为0）减去 ，同理可得，第2行第2个跟随消防机器人的x轴坐标为领航消防机器人的x轴坐标加 。第2行的两个跟随消防机器人的y轴坐标均为领航消防机器人的y轴坐标加减去第一间隔距离。

[0053] 根据本发明的一个实施例，随后的各行的跟随消防机器人在x轴方向上的距离可与第2行的两个跟随消防机器人在x轴方向上的距离相等。所述第i+1行的跟随消防机器人的初始位置为以所述领航消防机器人的初始位置为坐标原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的坐标位置；其中，根据领航消防机器人的初始位置、第i行的跟随消防机器人的初始位置、所述队形夹角和所述第一间隔距离，确定第i+1行的跟随消防机器人的初始位置，包括：根据公式（5）和（6）确定第i+1行第j个跟随消防机器人的初始位置 ，

[0054] （5）

[0055] （6）

[0056] 其中， 为领航消防机器人的初始位置， 为所述队形夹角， 为所述第一间隔距离，j为正整数。

[0057] 根据本发明的一个实施例，其他各行的跟随消防机器人的初始位置可遵循公式（5）和（6）所确定的规律，在示例中，在领航消防机器人的横坐标为0的情况下，第3行第1个跟随消防机器人的横坐标为 ，第3行第2个跟随消防机器人的横坐标为，第3行第3个跟随消防机器人的横坐标为 ，第3行第4个跟随消防机器人
的横坐标为 ，第4行第1个跟随消防机器人的横坐标为 ，第4行第2个
跟随消防机器人的横坐标为 ，第4行第3个跟随消防机器人的横坐标为
，第4行第4个跟随消防机器人的横坐标为 ，第4行第5个跟随消防机
器人的横坐标为 ，第4行第6个跟随消防机器人的横坐标为 ，第4行第7个
跟随消防机器人的横坐标为 ，第4行第8个跟随消防机器人的横坐标为 。
且每一行的跟随消防机器人的纵坐标为前一行的跟随消防机器人的纵坐标减去所述第一间隔距离。

[0058] 根据本发明的一个实施例，可基于以上方式，确定各行的跟随消防机器人在坐标系中的初始位置，并控制各个跟随消防机器人移动至各自的初始位置。进一步地，如果领航消防机器人移动，使得坐标系发生移动，进而使得跟随消防机器人偏离各自的初始位置，则可使各个跟随消防机器人迅速调整至各自在坐标系中的初始位置，从而实现跟随消防机器人保持预设编队队形跟随领航消防机器人的目的。

[0059] 通过这种方式，可将坐标系原点设定为领航消防机器人的位置，并使y轴方向与领航消防机器人的朝向一致，进而确定各个跟随消防机器人在坐标系中的初始位置，使得领航消防机器人移动时，坐标系随之发生移动，并使各个跟随消防机器人保持在坐标系中的初始位置，从而实现跟随消防机器人保持预设编队队形跟随领航消防机器人的目的，并且，使预设编队队形呈现三角形队形，并使第i+1行的消防机器人数量为第i行的消防机器人数量的2倍，即，每行跟随消防机器人的数量均为偶数，可在遇到着火点时便于将三角形队形以领航消防机器人为中心向对称的两侧快速展开，从而快速围绕着火点进行灭火，提升灭火效率，减少火灾损失。

[0060] 根据本发明的一个实施例，在步骤S102中，中央控制器可控制领航消防机器人以第一预设速度在消防区域中行进，在领航消防机器人行进的过程中，跟随消防机器人自动组成所述预设编队队形并跟随领航消防机器人。

[0061] 根据本发明的一个实施例，在步骤S103中，领航消防机器人可在行进过程中，实时通过检测组件检测消防区域中的着火点，在示例中，检测组件可包括摄像头，可通过拍摄到的视频来识别着火点的位置，或者，检测组件可包括红外摄像头，可基于拍摄到的红外图像来确定消防区域内各个位置的温度，进而确定着火点的位置，本发明对检测组件的类型不做限制。

[0062] 根据本发明的一个实施例，除了检测着火点的位置外，还可检测着火点的温度，并且，如果两个或多个着火点之间的距离较近（例如，距离小于距离阈值），则可将两个或多个着火点划分至同一个着火区域，进一步地，着火区域还可包括着火点周围的温度高于或等于预设温度阈值的区域。

[0063] 根据本发明的一个实施例，在步骤S104中，可基于着火点的温度和着火区域，确定灭火所需的灭火剂总用量。在示例中，着火点的温度越高，则所需灭火剂总用量越大，着火区域的面积越大，则所需灭火剂总用量越大。具体的总用量可基于历史数据训练获得，也可通过经验总结获得，本发明对灭火剂总用量的确定方式不做限制。

[0064] 根据本发明的一个实施例，在步骤S105中，可根据着火区域和预设编队队形，确定灭火队形。所述灭火队形包括扇形队形，可使多个消防机器人分布在扇形的圆弧上，对灭火区域进行包围或半包围，从而可从周围多个角度向着火点喷射灭火剂，提升灭火效率，且减少灭火剂用量。步骤S105可包括：根据所述着火区域的形心，确定扇形队形的扇形圆心位置；根据所述着火区域的范围，确定所述扇形队形的扇形半径和圆心角；根据所述圆心位置、所述扇形半径、所述预设编队中领航消防机器人的当前位置，确定领航消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置；根据所述圆心位置、所述扇形半径和所述消防机器人的数量，确定预设编队队形中第2行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置；根据所述圆心位置、所述扇形半径和所述消防机器人的数量，确定预设编队队形中第i行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置；根据各个消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，确定灭火队形。

[0065] 根据本发明的一个实施例，着火区域的形心可能是着火点所在位置，也可能不是着火点所在位置，例如，着火区域中包括多个着火点，则着火区域的形心并非任意一个着火点所在的位置，着火区域的形心可作为扇形圆心位置。

[0066] 根据本发明的一个实施例，可基于着火区域的范围确定扇形半径和圆心角，其中，扇形半径小于或等于各个消防机器人的消防组件喷射灭火剂的最大喷射距离。进一步地，还可确定圆心角，例如，如果着火区域面积较小，多个消防机器人可将着火区域包围，即，圆心角为360°，该扇形为圆形，又例如，着火区域在墙边，则多个消防机器人可对着火区域半包围，即，圆心角为180°或稍小于180°，又例如，着火区域在墙角，则多个消防机器人可对着火区域半包围，即，圆心角为90°或稍小于90°。在另一示例中，如果着火区域面积较大，多个消防机器人无法包围着火区域（即，即使消防机器人包围着火区域，包围形成的圆形的半径大于消防组件喷射灭火剂的最大喷射距离，也无法使灭火剂覆盖整个着火区域），在这种情况下，可多次对着火区域的多个部分进行半包围，每次半包围时，可设定圆心角，例如，将圆心角设为90°，并喷射灭火剂熄灭部分着火区域中的火焰，随后可再次半包围着火区域的另一个部分，并喷射灭火剂熄灭着火区域的另一个部分中的火焰，可多次执行上述处理，直至着火区域中的火焰全部熄灭。本发明对扇形半径和圆心角的具体设定方式不做限制。

[0067] 图3示例性地示出根据本发明实施例的灭火队形的示意图。

[0068] 根据本发明的一个实施例，可确定领航消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置。领航消防机器人的扇形编队位置为领航消防机器人在检测到着火点时的坐标系中的位置。即，可保持领航消防机器人在检测到着火点时的坐标系不变，并确定领航消防机器人在该坐标系中的位置，还可进一步确定扇形队形中各个消防机器人的位置。保持此坐标系不变，可迅速确定各个消防机器人在扇形队形中的位置，并使各个消防机器人迅速位移至各自在扇形队形中的位置，以及在灭火结束后，迅速恢复至各自在预设编队中的位置，而无需等待领航消防机器人位移结束，坐标系改变后再调整各个消防机器人的位置，可提升形成灭火队形的效率以及恢复预设编队队形的效率，亦可提升灭火效率。

[0069] 根据本发明的一个实施例，领航消防机器人在检测到着火点时，可将朝向调整至正对着火区域形心的方向，使得坐标系的y轴指向着火区域的形心，即，指向扇形圆心位置，且y轴处于扇形圆心角的角平分线上，并可保持此时的坐标系不再改变，直至灭火结束后各个消防机器人移动回到在该坐标系中的原位置。因此，以领航消防机器人在检测到着火点时的坐标系为基础，领航消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置的横坐标仍为0，纵坐标即为扇形圆心位置与扇形半径之差。

[0070] 根据本发明的一个实施例，可确定第2行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置。所述第2行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置为，以领航消防机器人在检测到着火点时在所述预设编队中的位置为原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的坐标位置，即，在上述坐标系中的坐标位置。根据所述领航消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置、所述圆心位置、所述扇形半径和所述消防机器人的数量，确定预设编队队形中第2行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，包括：根据公式（7）和（8）确定预设编队队形中第2行第1个跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置 ，

[0071] （7）

[0072] （8）

[0073] 其中， 为以领航消防机器人在检测到着火点时在所述预设编队中的位置为原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的扇形圆心位置， 为圆心角， 为扇形半径， 为消防机器人的数量；

[0074] 根据公式（9）和（10）确定第2行第2个跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置 。

[0075] （9）

[0076] （10）

[0077] 根据本发明的一个实施例，在上述坐标系中 。各个消防机器人可均匀分布在扇形的弧线上，因此，相邻的消防机器人所在位置与扇形圆心位置之间的连线的夹角为，第二行的两个跟随消防机器人的横坐标即为 和 ，即，第二行的两个跟随消防机器人分布在领航消防机器人两侧，并与领航消防机器人相邻。第二行的两个跟随消防机器人的横坐标纵坐标均为 。

[0078] 根据本发明的一个实施例，在确定后续各行的跟随消防机器人的扇形编队位置时，为使各行的跟随消防机器人能够迅速展开成灭火队形，并均匀分布在弧线上，可使每一行的y轴左侧的一半分布在扇形队形的领航消防机器人左侧，且在预设编队队形中越靠近y轴的跟随消防机器人，在扇形队形中越靠近领航消防机器人，类似地，可使每一行的y轴右侧的一半分布在扇形队形的领航消防机器人右侧，且在预设编队队形中越靠近y轴的跟随消防机器人，在扇形队形中越靠近领航消防机器人。进一步地，在预设编队队形中行数较大的跟随消防机器人更在扇形队形中更远离领航消防机器人，在预设编队队形中行数较小的跟随消防机器人更在扇形队形中更靠近领航消防机器人。如图3所示，在预设编队队形中的各个消防机器人可按照图3中虚线箭头的位移向量移动至扇形队形中的位置，扇形队形中的位置的确定可符合上述原则，从而可使预设编队队形中的各个消防机器人迅速展开形成扇形队形，进而可包围或半包围着火区域，并进行高效地灭火，提升灭火效率。

[0079] 根据本发明的一个实施例，可按照上述原则在扇形队形中排列各个跟随消防机器人，并确定各行的跟随消防机器人在上述坐标系中的位置。所述第i行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置为，以领航消防机器人在检测到着火点时在所述预设编队中的位置为原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的坐标位置；根据所述圆心位置、所述扇形半径和所述消防机器人的数量，确定预设编队队形中第i行的跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，包括：在j小于或等于 的情况下，根据公式（11）和（12）确定预设编队队形中第i行第j个跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置 ，

[0080] （11）

[0081] （12）

[0082] 其中， 为以领航消防机器人在检测到着火点时在所述预设编队中的位置为原点，以所述领航消防机器人的朝向方向为y轴方向，以与y轴垂直的方向为x轴方向的坐标系中的扇形圆心位置， 为圆心角， 为扇形半径， 为消防机器人的数量，j为正整数，k为小于或等于i‑2的正整数；

[0083] 在j大于 的情况下，根据公式（13）和（14）确定预设编队队形中第i行第j个跟随消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置 。

[0084] （13）

[0085] （14）

[0086] 根据本发明的一个实施例，预设编队队形中第i行可包括 个跟随消防机器人，如果j小于或等于 ，则第j个跟随消防机器人则为y轴左侧的跟随消防机器人，在扇形编队中亦分布在领航消防机器人左侧，如果j大于 ，则第j个跟随消防机器人则为y轴右侧的跟随消防机器人，在扇形编队中亦分布在领航消防机器人右侧。并且，第i行的y轴左侧的跟随消防机器人在扇形编队中的位置分布在第i‑1行的y轴左侧的跟随消防机器人在扇形编队中的位置的左侧，第i行的y轴右侧的跟随消防机器人在扇形编队中的位置分布在第i‑1行的y轴右侧的跟随消防机器人在扇形编队中的位置的右侧。

[0087] 根据本发明的一个实施例，按照以上分布方式，可通过上述公式（11）‑（14）确定各行的跟随消防机器人扇形编队位置。在示例中，第3行第1个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为 ，第3行第1个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为；第3行第2个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为
，第3行第2个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
；第3行第3个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为
，第3行第3个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
；第3行第4个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为
，第3行第4个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
。

[0088] 在示例中，第4行第1个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为，第4行第1个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
；第4行第2个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为
，第4行第2个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
；第4行第3个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为
，第4行第3个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
；第4行第4个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为
，第4行第4个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
；第4行第5个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为
，第4行第5个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
；第4行第6个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为
，第4行第6个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
；第4行第7个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为
，第4行第7个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
；第4行第8个跟随消防机器人的扇形编队位置的x轴坐标为
，第4行第8个跟随消防机器人的扇形编队位置的y轴坐标为
。

[0089] 根据本发明的一个实施例，如果预设编队队形中还包括更多行，也可按照上述公式（11）‑（14）确定各行的跟随消防机器人扇形编队位置。从而可将三角形的预设编队队形迅速展开为包围或半包围着火区域的扇形队形，从而可迅速开始灭火工作。

[0090] 通过这种方式，可保持领航消防机器人在检测到着火点时的坐标系，并以该坐标系为基础，确定各个消防机器人的扇形编队位置，从而可无需等待领航机器人移动至着火区域附近，并变换坐标系后再确定各个跟随消防机器人的扇形编队位置，进而可使各个跟随消防机器人分别移动至各自的扇形编队位置，提升灭火队形的编队效率，并且保持该坐标系还可在灭火完毕后使各个消防机器人恢复预设编队队形时的恢复效率。进一步地，确定各个消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，可将预设编队队形迅速展开为扇形队形，避免队形错乱，提升编队效率，进而提升灭火效率，减少火灾损失，还可便于灭火后由扇形队形恢复至预设编队队形，便于后续行进至下一个着火区域进行灭火，提升整体灭火效率。

[0091] 根据本发明的一个实施例，在步骤S106中，在确定上述灭火队形后，即可确定各个消防机器人在灭火队形中的位置，从而可控制多个消防机器人进行编队，即，按照图3中的虚线箭头的位移向量移动至扇形队形中的位置，从而包围或半包围着火区域。

[0092] 根据本发明的一个实施例，在步骤S107中，在行程灭火队形对灭火区域进行包围或半包围后，可控制多个消防机器人对着火区域进行灭火，即，控制各个消防机器人的消防组件喷射灭火剂，且每个消防机器人喷射灭火剂的用量为灭火剂总用量与消防机器人总数之间的比值，从而可使各个消防机器人的灭火剂用量更平均，避免部分消防机器人过早消耗完灭火剂，而无法在后续灭火过程中起到作用。

[0093] 根据本发明的一个实施例，在步骤S108中，在着火点熄灭时，可控制多个消防机器人恢复至预设编队队形，即，移动回上述坐标系中的原位置，在移动时，由于坐标系未变化，因此，每个消防机器人可记录其在上述坐标系中的原位置，并可分别移动回原位置，无需等待领航机器人移动并改变坐标系，从而提升恢复效率，便于迅速恢复预设编队队形，并行进至下一着火区域进行灭火，提升整体灭火效率。

[0094] 根据本发明的实施例的消防机器人灭火方法，可控制领航消防机器人在消防区域中行进，跟随消防机器人则可按照预设编队队形自动跟随领航消防机器人行进，并在领航消防机器人检测到着火点时，可按照灭火队形自动进行编队并通过多个消防机器人进行灭火，提升灭火效果和效率，进一步地，可在灭火结束后自动恢复预设编队队形，从而可通过对领航消防机器人的控制，来自动控制多个跟随消防机器人进行编队和灭火，降低多个消防机器人的控制难度，使多个消防机器人自动进行协作配合，提升灭火机器人的配合度，进而提升灭火效率，减少火灾损失。在确定预设编队队形时，可将坐标系原点设定为领航消防机器人的位置，并使y轴方向与领航消防机器人的朝向一致，进而确定各个跟随消防机器人在坐标系中的初始位置，使得领航消防机器人移动时，坐标系随之发生移动，并使各个跟随消防机器人保持在坐标系中的初始位置，从而实现跟随消防机器人保持预设编队队形跟随领航消防机器人的目的，并且，使预设编队队形呈现三角形队形，并使第i+1行的消防机器人数量为第i行的消防机器人数量的2倍，即，每行跟随消防机器人的数量均为偶数，可在遇到着火点时便于将三角形队形以领航消防机器人为中心向对称的两侧快速展开，从而快速围绕着火点进行灭火，提升灭火效率，减少火灾损失。在确定灭火队形时，可保持领航消防机器人在检测到着火点时的坐标系，并以该坐标系为基础，确定各个消防机器人的扇形编队位置，从而可无需等待领航机器人移动至着火区域附近，并变换坐标系后再确定各个跟随消防机器人的扇形编队位置，进而可使各个跟随消防机器人分别移动至各自的扇形编队位置，提升灭火队形的编队效率，并且保持该坐标系还可在灭火完毕后使各个消防机器人恢复预设编队队形时的恢复效率。进一步地，确定各个消防机器人在扇形队形中的扇形编队位置，可将预设编队队形迅速展开为扇形队形，避免队形错乱，提升编队效率，进而提升灭火效率，减少火灾损失，还可便于灭火后由扇形队形恢复至预设编队队形，便于后续行进至下一个着火区域进行灭火，提升整体灭火效率。

[0095] 图4示例性地示出根据本发明实施例的消防机器人灭火系统的框图，所述系统包括：

[0096] 预设编队队形模块，用于按照预设编队队形，控制多个消防机器人进行编队，其中，所述多个消防机器人包括一个领航消防机器人和多个跟随消防机器人，所述领航消防机器人包括行进组件、消防组件和检测组件，所述跟随消防机器人包括行进组件和消防组件，所述行进组件用于控制行进方向和行进速度，所述消防组件用于储存和喷射灭火剂，所述检测组件用于检测行进路线上的障碍物和着火点；

[0097] 行进模块，用于控制所述领航消防机器人按照第一预设速度在消防区域中行进；

[0098] 检测模块，用于在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点时，检测所述着火点的温度和着火区域；

[0099] 用量模块，用于根据所述着火点的温度和着火区域，确定灭火所需的灭火剂总用量；

[0100] 灭火队形模块，用于根据所述着火区域和所述预设编队队形，确定灭火队形；

[0101] 编队模块，用于按照所述灭火队形，控制所述多个消防机器人进行编队；

[0102] 灭火模块，用于根据所述灭火剂总用量，控制所述灭火队形中的所述多个消防机器人对所述着火区域进行灭火；

[0103] 恢复模块，用于在所述领航消防机器人的检测组件检测到着火点熄灭时，控制所述多个消防机器人恢复所述预设编队队形。

[0104] 本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

[0105] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。