本项目为一种基于物联网技术的消防巡检先锋机器人的设计与研究。通过快速移动车机系统、自瞄准消防扑救系统、蓝牙mesh自组网火场信息探测和环境监测系统，实现快速自主巡检、小型火灾扑救与火场四维信息的远程遥感探测功能。提高日常消防维保效率，并成为大型火灾救援前的探测先锋。

一、项目背景

目前消防机器人的发展现状和不足：运行速度慢、自主定位导航缺陷、障碍物移除缺陷等方面，限制了其在实际救援中的应用效果。

机器人救援需求：日常消防快速巡检，构建地图，对特殊区域进行记录，不断更新实时地图。小型火灾自主灭火发生小型火灾时，能快速定位火源，并通过灭火器进行自瞄准火灾补救。大型火灾四维监测发生大型火灾时，先锋机器人将在消防员进入之前迅速到达现场，将球形火场检测机器人发射到火场中，利用蓝牙mesh自组网与定位功能对火场进行时间-空间四维信息构建，第一时间为消防员提供火场信息。根据以上需求我们进行设计消防巡检机器人。

二、关键技术特色

1. 激光雷达地图构建与SLAM自动导航系统

本项目采用基于激光雷达的地图构建与SLAM自动导航系统。该系统能够通过激光雷达不间断地在场地中进行扫描，构建高精度的环境地图，基于构建的地图，机器人能够自主选择最优路径，快速完成日常的消防巡检，也能够在局部火灾发生后，迅速抵达目标区域。同时，当火灾发生后，系统也会实时更新地图中的火灾位置，为消防员提供准确的火场状况。有效节省时间，提高救援效率。

2. 环境数据监测模组与小程序显示实时数据

消防巡检机器人还配备了高集成度与高灵敏度的环境数据监测模组，该模组集环境监测、照明调节、安全报警和远程控制于一体。它能够实时监测环境变化，确保人员健康安全；当环境光照度不在预设范围内时，照明系统会自动调节；一旦发现环境数据异常，蜂鸣器会立即报警，并通过远程控制电脑端小程序同步显示实时数据，为消防员提供火场发生前后的准确信息。

3. 被困人员识别报告与安抚

结合先进的图像识别技术和人脸识别算法，消防巡检机器人能够在复杂环境中快速识别被困人员的位置和状态，对状态不好的被困人员可以进行AI对话。同时，激光雷达的辅助检测进一步提升了识别精度。一旦识别到被困人员，机器人会结合导航地图立即将人员所在位置、人员状态、照片、救援路径等相关信息通过无线通信网络发送给指挥中心，为救援行动提供重要支持。

4. 蓝牙mesh自组网火场信息探测系统

本项目创新性地申请了蓝牙mesh自组网技术的专利，通过建立一个网状结构的自组织网络，实现了多个设备之间的灵活通信和数据传输。我们特别设计了球形机器人集群，这些机器人能够深入火场内部，采集不同空间位置的环境参数，并通过蓝牙mesh网络回传至消防巡检先锋机器人。最终，这些信息被发送至场外控制中心，构建出火场内部环境参数的空间-时间四维信息图，为救援决策提供了强有力的数据支持。

三、系统功能

本机器人部署完成后，会像扫地机器人一样首先自主走完使用者规划好的巡检区域，同时构建高精度地图，并自动规划最佳巡检路线。此后，每次巡检都会更新一次地图。巡检时，利用机载传感器进行消防检测，并在关键位置进行拍照、录像记录。当遇到障碍物时，通过摄像头观察，控制机械臂进行障碍物移除。当遇到局部小型火灾时，自瞄准消防扑救系统控制灭火器对小型火源进行扑救。当遇到受困人员时，摄像头可以检测到被困人员的位置及状况，给消防员提供准确信息，方便救援。当遇到大型火灾时，先锋机器人将在消防员进入之前迅速到达现场，将球形火场检测机器人发射到火场中，利用蓝牙mesh自组网与定位功能对火场进行时间-空间四维信息构建，第一时间为消防员提供火场信息。