一種虛擬滅火裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種虛擬滅火裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，建筑規(guī)模日益擴(kuò)大，火災(zāi)的危險(xiǎn)性逐漸增大。每年由火災(zāi)造成的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失十分嚴(yán)重。而生活中很多火災(zāi)的發(fā)生是由于普通民眾對(duì)簡(jiǎn)單火情的處理不及時(shí)或不得當(dāng)而產(chǎn)生的。而火災(zāi)的產(chǎn)生情況復(fù)雜，模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)具有一定危險(xiǎn)性且成本昂貴，普通民眾很難接觸到各類(lèi)簡(jiǎn)單火情的模擬訓(xùn)練。
[0003]隨著信息技術(shù)，與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等高新技術(shù)迅猛發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)模擬各類(lèi)火情并指導(dǎo)人們適當(dāng)處理簡(jiǎn)單火情成為可能。以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為主要依托的虛擬訓(xùn)練方法可以繞開(kāi)實(shí)際模擬火災(zāi)的種種弊端，如安全性，可重復(fù)性，訓(xùn)練內(nèi)容單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種虛擬滅火裝置，能夠降低訓(xùn)練成本，提升安全系數(shù)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種虛擬滅火裝置，包括攝像頭模塊和滅火器模塊，所述攝像頭模塊包括定位攝像頭、第一微處理器和第一無(wú)線傳輸電路；所述定位攝像頭用于實(shí)時(shí)拍攝滅火畫(huà)面；所述第一微處理器用于采集攝像頭數(shù)字信號(hào)并提取紅外發(fā)射電路在畫(huà)面中的位置；所述第一無(wú)線傳輸電路用于將紅外發(fā)射電路在畫(huà)面中的位置傳輸給系統(tǒng)主機(jī)；所述滅火器模塊包括紅外發(fā)射電路、噴射嘴朝向檢測(cè)電路、第二微處理器和第二無(wú)線傳輸電路；所述紅外發(fā)射電路用于發(fā)射紅外射線；所述噴射嘴朝向檢測(cè)電路用于檢測(cè)滅火器噴射嘴在空間中的朝向；所述第二微處理器通過(guò)噴射嘴朝向檢測(cè)電路檢測(cè)到的數(shù)據(jù)計(jì)算出滅火器噴口的朝向；所述第二無(wú)線傳輸電路用于將第二微處理器計(jì)算結(jié)果傳輸給系統(tǒng)主機(jī)。
[0006]所述定位攝像頭的鏡頭前加裝有一塊紅外濾鏡。
[0007]所述第二無(wú)線傳輸電路還用于將滅火器閥門(mén)按壓情況傳輸給系統(tǒng)主機(jī)。
[0008]所述紅外發(fā)射電路用于產(chǎn)生波長(zhǎng)為850nm的紅外射線。
[0009]所述噴射嘴朝向檢測(cè)電路包括加速度計(jì)、陀螺儀和磁場(chǎng)計(jì)；所述加速度計(jì)來(lái)精確確定滅火器噴射嘴的航姿；所述陀螺儀用于測(cè)量噴射嘴的角速度；所述磁場(chǎng)計(jì)通過(guò)測(cè)量地磁的大小，得到與地磁南極的夾角。
[0010]有益效果
[0011]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本發(fā)明可以繞開(kāi)實(shí)際模擬火災(zāi)的種種弊端，如安全性，可重復(fù)性，訓(xùn)練內(nèi)容單一。本發(fā)明為使用者提供多種火情的應(yīng)對(duì)訓(xùn)練方案。在提高訓(xùn)練效果的同時(shí)，降低訓(xùn)練成本，提升安全系數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是定位攝像頭電路圖；
[0014]圖3A是第一微處理器系統(tǒng)電路圖；圖3B是第二微處理器系統(tǒng)電路圖；
[0015]圖4是紅外發(fā)射電路圖；
[0016]圖5是噴射嘴朝向檢測(cè)電路圖；
圖6是無(wú)線傳輸電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0018]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種虛擬滅火裝置，如圖1所示，包括攝像頭模塊和滅火器模塊，所述攝像頭模塊包括定位攝像頭、第一微處理器和第一無(wú)線傳輸電路；所述定位攝像頭用于實(shí)時(shí)拍攝滅火畫(huà)面；所述第一微處理器用于采集攝像頭數(shù)字信號(hào)并提取紅外發(fā)射電路在畫(huà)面中的位置；所述第一無(wú)線傳輸電路用于將紅外發(fā)射電路在畫(huà)面中的位置傳輸給系統(tǒng)主機(jī)；所述滅火器模塊包括紅外發(fā)射電路、噴射嘴朝向檢測(cè)電路、第二微處理器和第二無(wú)線傳輸電路；所述紅外發(fā)射電路用于發(fā)射紅外射線；所述噴射嘴朝向檢測(cè)電路用于檢測(cè)滅火器噴射嘴在空間中的朝向；所述第二微處理器通過(guò)噴射嘴朝向檢測(cè)電路檢測(cè)到的數(shù)據(jù)計(jì)算出滅火器噴口的朝向；所述第二無(wú)線傳輸電路用于將第二微處理器計(jì)算結(jié)果傳輸給系統(tǒng)主機(jī)。
[0019]所述定位攝像頭主要識(shí)別紅外燈的特征，因此在攝像頭前加上一塊紅外濾鏡。紅外濾鏡可以阻擋過(guò)濾可見(jiàn)光通過(guò)，同時(shí)只允許規(guī)定波長(zhǎng)的紅外線通過(guò)。根據(jù)選用的紅外燈類(lèi)型，選擇相應(yīng)波段的紅外濾鏡。當(dāng)然，所選用的CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)數(shù)字?jǐn)z像頭必須對(duì)紅外燈所釋放的特定波長(zhǎng)紅外光線比較敏感。如圖2所示，選用的攝像頭可以美光公司型號(hào)為MT9V032的數(shù)字?jǐn)z像頭套件。此款攝像頭可保持分辨為640*480的情況下達(dá)到每秒60幀畫(huà)面數(shù)據(jù)輸出，同時(shí)此款攝像頭對(duì)波長(zhǎng)為850nm的紅外光線也十分敏感。
[0020]所述第二微處理器系統(tǒng)根據(jù)噴射嘴朝向檢測(cè)電路測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出滅火器噴口的朝向后，通過(guò)位于該嵌入式系統(tǒng)上的第二無(wú)線傳輸電路，將滅火器噴口的朝向數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給系統(tǒng)主機(jī)。該嵌入式系統(tǒng)還可以檢測(cè)滅火器閥門(mén)按壓情況，按壓開(kāi)閉合信號(hào)同樣可以通過(guò)第二無(wú)線傳輸電路發(fā)送給系統(tǒng)主機(jī)；所述第一微處理器系統(tǒng)負(fù)責(zé)接受數(shù)字?jǐn)z像頭的信號(hào)并完成對(duì)紅外燈特征點(diǎn)的定位計(jì)算工作。如圖3A和圖3B所示，第一微處理器可以采用STM32F407作為微處理器系統(tǒng)的核心部件；第二微處理器可以采用STM32F103作為微處理器系統(tǒng)的核心部件。
[0021]所述紅外發(fā)射電路主要產(chǎn)生波長(zhǎng)為850nm的紅外射線。如圖4所示，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射電路采用AMC7135這款超低壓差穩(wěn)流芯片。
[0022]所述噴射嘴朝向檢測(cè)電路包含加速度計(jì)、陀螺儀和磁場(chǎng)計(jì)。加速度計(jì)來(lái)精確確定滅火器噴射嘴的航姿。陀螺儀能夠測(cè)量噴射嘴的角速度，具有短時(shí)間內(nèi)測(cè)量精度高、穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)。磁場(chǎng)計(jì)通過(guò)測(cè)量地磁的大小，經(jīng)換算可得到與與地磁南極的夾角。故在噴射嘴方向檢測(cè)中，采取的策略是由陀螺儀積分累加得到角度，同時(shí)又以加速度計(jì)為基準(zhǔn)對(duì)累加的角度進(jìn)行修正，最后采用磁場(chǎng)計(jì)加以矯正。如圖5所示，加速度計(jì)和陀螺儀可以采用合二為一的運(yùn)動(dòng)傳感器MPU6050，磁場(chǎng)計(jì)可以采用HMC5883，以此來(lái)得到滅火器噴射的方向。
[0023]所述第一無(wú)線傳輸電路用于傳輸紅外燈在空間中的位置，所述第二無(wú)線傳輸電路用于傳輸滅火器噴射嘴的朝向。如圖6所示，第一無(wú)線傳輸電路和第二無(wú)線傳輸電路均可采用NRF24L01這款無(wú)線收發(fā)芯片，輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過(guò)SPI (串行外設(shè)接口)接口進(jìn)行設(shè)置，幾乎可以連接到各種單片機(jī)芯片，并完成無(wú)線數(shù)據(jù)傳送工作。且功耗很低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種虛擬滅火裝置，包括攝像頭模塊和滅火器模塊，其特征在于，所述攝像頭模塊包括定位攝像頭、第一微處理器和第一無(wú)線傳輸電路；所述定位攝像頭用于實(shí)時(shí)拍攝滅火畫(huà)面；所述第一微處理器用于采集攝像頭數(shù)字信號(hào)并提取紅外發(fā)射電路在畫(huà)面中的位置；所述第一無(wú)線傳輸電路用于將紅外發(fā)射電路在畫(huà)面中的位置傳輸給系統(tǒng)主機(jī)；所述滅火器模塊包括紅外發(fā)射電路、噴射嘴朝向檢測(cè)電路、第二微處理器和第二無(wú)線傳輸電路；所述紅外發(fā)射電路用于發(fā)射紅外射線；所述噴射嘴朝向檢測(cè)電路用于檢測(cè)滅火器噴射嘴在空間中的朝向；所述第二微處理器通過(guò)噴射嘴朝向檢測(cè)電路檢測(cè)到的數(shù)據(jù)計(jì)算出滅火器噴口的朝向；所述第二無(wú)線傳輸電路用于將第二微處理器計(jì)算結(jié)果傳輸給系統(tǒng)主機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬滅火裝置，其特征在于，所述定位攝像頭的鏡頭前加裝有一塊紅外濾鏡。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬滅火裝置，其特征在于，所述第二無(wú)線傳輸電路還用于將滅火器閥門(mén)按壓情況傳輸給系統(tǒng)主機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬滅火裝置，其特征在于，所述紅外發(fā)射電路用于產(chǎn)生波長(zhǎng)為850nm的紅外射線。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬滅火裝置，其特征在于，所述噴射嘴朝向檢測(cè)電路包括加速度計(jì)、陀螺儀和磁場(chǎng)計(jì)；所述加速度計(jì)來(lái)精確確定滅火器噴射嘴的航姿；所述陀螺儀用于測(cè)量噴射嘴的角速度；所述磁場(chǎng)計(jì)通過(guò)測(cè)量地磁的大小，得到與地磁南極的夾角。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種虛擬滅火裝置，包括攝像頭模塊和滅火器模塊，攝像頭模塊中的定位攝像頭用于實(shí)時(shí)拍攝滅火畫(huà)面；第一微處理器用于采集攝像頭數(shù)字信號(hào)并提取紅外發(fā)射電路在畫(huà)面中的位置；第一無(wú)線傳輸電路用于將紅外發(fā)射電路在畫(huà)面中的位置傳輸給系統(tǒng)主機(jī)；滅火器模塊中的紅外發(fā)射電路用于發(fā)射紅外射線；噴射嘴朝向檢測(cè)電路用于檢測(cè)滅火器噴射嘴在空間中的朝向；第二微處理器通過(guò)噴射嘴朝向檢測(cè)電路檢測(cè)到的數(shù)據(jù)計(jì)算出滅火器噴口的朝向；第二無(wú)線傳輸電路用于將第二微處理器計(jì)算結(jié)果傳輸給系統(tǒng)主機(jī)。本發(fā)明能夠降低訓(xùn)練成本，提升安全系數(shù)。
【IPC分類(lèi)】G09B9/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104952304
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510338037
【發(fā)明人】趙鵬, 龍凱, 孫培德, 曹偉東, 沈冰
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月17日