一种车载自动灭火装置及使用方法与流程

本发明涉及消防技术领域，尤其涉及灭火装置领域，具体是指一种车载自动灭火装置及使用方法。

背景技术：

随着各地橙色预警信号不断，全国各地汽车自燃事故却层出不穷，发生的频率不断攀高。交管部门明确规定需按照《机动车运行安全技术条件》国家标准，配备灭火器是具有强制性质的。小车必须配备1升以上的灭火器，大货车、客车等大型车辆则要配备2升以上的灭火器。

目前车内驾驶室自燃的现象开始增多，引起自燃的原因，如打火机、充电宝、手机电池、各类罐装喷雾剂等，因一时疏忽将易燃易爆品放在车内，导致在阳光暴晒下发生爆裂而引起自燃；同时充电宝和手机电池会在高温下产生爆炸，危害更大。现有传统的灭火器大都放置在车内，在有司乘人员的情况下可以及时抑制火灾的发生。如果没有司乘人员在场则不能应对各种险情并及时预防和有效灭火，存在财产和安全隐患。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题提供一种车载自动灭火装置及使用方法，针对车内驾驶室内无人的情况下，能够自动感知车内发生火灾状况，同时还能够检测并定位于火源位置，并能够灭火的车载灭火装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种车载自动灭火装置，包括固定架、控制模块、视频识别分析模块、检测模块、驱动模块、外壳体、内壳体和罐体，所述固定架设置在汽车的驾驶室内安全带固定点上方，所述控制模块设置在外壳体一侧，所述检测模块设置于内壳体，所述检测模块包括摄像头、传感器和红外热像仪，所述传感器包括烟雾传感器和温度传感器，所述外壳体和内壳体同轴设置，所述外壳体顶部设有开口，并套接于内壳体底部，所述内壳体能够绕外壳体转动，所述内壳体开有切口，所述传感器和红外热像仪分别位于内壳体的外壁上，并与所述切口指向相同，所述外壳体底部可拆卸连接有罐体；

所述驱动模块包括俯仰摆动单元和水平旋转单元，所述俯仰摆动单元设置在内壳体内部，包括扇形齿轮、圆柱齿轮、摆动电机，所述摆动电机转轴固接有圆柱齿轮，所述扇形齿轮通过内壳体内壁设有的水平轴支撑，所述扇形齿轮一端与所述圆柱齿轮啮合，所述扇形齿轮另一端固接有摄像头，所述摄像头指向内壳体设有的切口处；

所述水平旋转单元包括内壳体转轴、传动带、薄螺母和旋转电机，所述内壳体转轴为中空轴，所述内壳体转轴分别穿接外壳体和内壳体的底部，并通过两端的薄螺母连接，所述旋转电机设置在内壳体下部并固接于外壳体底端内壁，所述旋转电机通过传动带带动内壳体转轴转动，同时内壳体转轴联动内壳体转动；

所述内壳体内还设有摆动杆和摆动连杆，所述摆动连杆沿竖直方向倾斜设置，并位于摆动杆和摄像头之间，所述摆动连杆一端铰接摄像头，所述摆动连杆另一端铰接摆动杆，所述摆动杆另一端与内壳体内壁底面面铰接，所述俯仰摆动单元驱动所述摄像头，并通过摆动连杆联动摆动杆摆动；

所述摆动杆为中空管并连接有软管，所述软管穿过内壳体转轴通过管接头与罐体出气口连接，所述摆动杆上设有电磁阀和压力表。

采用上述技术方案后，首先通过烟雾传感器和温度传感器对车内进行实施检测，当检测到车内温度升高或出现烟雾导致气体浓度变化后，通过红外热像仪接受被测目标的红外辐射能量反映到红外热像仪的光敏元件上，从而获得热分布场及方位，并检测火源处的温度；通过高清摄像头完成对车内物体高清图像的采集,通过视觉分析识别技术对高清图像进行预处理、分割及特征提取，其中控制模块闭环系统实时反馈比对，借助红外热像仪能够检测并获得火源红外热像图，基于人工智能和模式识别原理的算法找出火源坐标位置，通过驱动模块的俯仰摆动单元和水平旋转单元驱动摄像头在车内完成火源的定位后，摄像头同步连接有摆动头，摆动头通过软管与罐体的灭火介质连通，通过开启电磁阀使灭火介质通过摆动头指向火源完成灭火过程。

作为优选，所述控制模块、视频识别分析模块、检测模块和驱动模块分别通过电池供电。

采用上述优选方案后能够为各模块实时供电，并方便后期更换。

作为优选，所述控制模块、视频识别分析模块、检测模块、驱动模块和电磁阀分别电连接。

作为优选，所述固定架与外壳体可拆卸连接。

作为优选，所述罐体出气口处设有阀门。

采用上述优选方案能够根据需要快速维护和更换罐体。

作为改进，所述电池外部还设有蜂鸣器。

采用上述改进方案能过针对电池电量过低时及时提示更换，同时在灭火过程中起到蜂鸣提示的作用。

所述一种车载自动灭火装置的使用方法，在于如下步骤：

a、通过所述传感器实时监测车内温度和气体浓度，当车内温度升高或出现烟雾导致气体浓度变化，所述传感器连接的仪表会将数据反馈给控制模块，所述控制模块控制摄像头、红外热像仪和蜂鸣器开启；

b、所述摄像头和红外热像仪在初始位置，同时对车内各物体采集高清晰度照片及红外热像图，所述红外热像图能够反映出车内各物体的温度图像，通过视频识别分析模块分别对所述高清晰度照片和所述温度图像进行初始位置标记，并对所述温度图像进行分析识别，判断出异常的高温区域后，再对所述高温区域目标进行位置标记，基于人工智能和模式识别原理的算法原理，将所述高温区域的位置与所述高清晰度照片标记位置进行位置对比，从而标记出车内火源区域范围及位置坐标；

c、摄像头旋转指向车内火源位置过程：所述水平旋转单元通过控制模块和视频识别分析模块，先计算出所述车内火源区域位置坐标与所述初始位置标记位的坐标差，并将所述坐标差转换成数据传输给驱动模块，所述驱动模块内设有驱动器，所述驱动器驱动旋转电机转动，并联动内壳体内的摄像头从原始位置移动，从而完成摄像头对准所述车内火源区域位置坐标方向的动作过程；

d、摄像头指向车内火源位置后摆动杆摆动过程：摄像头旋转指向车内火源位置后反馈控制模块，所述控制模块控制俯仰摆动单元，所述俯仰摆动单元通过摆动电机带动圆柱齿轮啮合扇形齿轮完成摄像头沿竖直方向往复摆动动作，同时摄像头联动摆动杆，使摆动杆在对准所述车内火源位置方向上呈一定角度摆动，从而完成摄像头带动摆动杆在车内火源位置方向上的成扇形区域的摆动过程；

e、所述摆动杆通过电磁阀和软管与罐体连通，罐体内储存有灭火介质，通过所述控制模块开启电磁阀使灭火介质从摆动杆喷至所述车内火源位置处，进行灭火步骤，同时步骤a和步骤b实时将检测数据反馈给控制模块和视频识别分析模块进行分析比对，直至检测车内温度不在升高或烟雾气体浓度不在变化后，通过所述控制模块控制电磁阀关闭，并驱动俯仰摆动单元和水平旋转单元驱动摄像头和红外热像仪返回初始位置。

与现有技术相比，本发明有益效果可根据对上述方案的叙述得知：针对车内驾驶室在发生自燃的情况，能够自动感知车内发生火灾状况，同时还能够检测并定位于火源位置，并能够自动灭火起到抑制车辆自燃的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的整体结构示意图。

附图2为本发明附图1的剖视图a-a。

附图3为本发明附图1的剖视图b-b。

附图4为本发明的使用状态参考图(用于示意安装位置)。

附图5为本发明的控制原理图

图中所示：

1、固定架，1.1、安装孔，2、控制模块，3、外壳体，3.1、旋转电机，4、内壳体，4.1、内壳体转轴，4.2、传动带，4.3、薄螺母，5、摄像头，5.1、扇形齿轮，5.2、圆柱齿轮，5.3、摆动电机，6、摆动头连杆，7、摆动杆，8、电池，8.1、蜂鸣器，9、罐体，9.1、压力表，9.2、软管，9.3、电磁阀，9.4、阀门，10、传感器，10.1、照明灯，11、红外热像仪。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。

参照附图1-5，一种车载自动灭火装置具体实施方式：包括固定架1、控制模块2、视频识别分析模块、检测模块、驱动模块、外壳体3、内壳体4和罐体9，所述固定架1设置在汽车的驾驶室内安全带固定点上方，所述控制模块2设置在外壳体3一侧，所述检测模块设置于内壳体4，所述检测模块包括摄像头5、传感器10和红外热像仪11，所述传感器10包括烟雾传感器和温度传感器，所述外壳体3和内壳体4同轴设置，所述外壳体3顶部设有开口，并套接于内壳体4底部，所述内壳体4能够绕外壳体3转动，所述内壳体4开有切口，所述传感器10和红外热像仪11分别位于内壳体4的外壁上，并与所述切口指向相同，所述外壳体3底部可拆卸连接有罐体9，所述罐体9用于储存高压二氧化碳灭火介质；

所述驱动模块包括俯仰摆动单元和水平旋转单元，所述俯仰摆动单元设置在内壳体4内部，包括扇形齿轮5.1、圆柱齿轮5.2、摆动电机5.3，所述摆动电机5.3转轴固接有圆柱齿轮5.2，所述扇形齿轮5.1通过内壳体4内壁设有的水平轴支撑，所述扇形齿轮5.1一端与所述圆柱齿轮5.2啮合，所述扇形齿轮5.1另一端固接有摄像头5，所述摄像头5指向内壳体4设有的切口处；

所述水平旋转单元包括内壳体转轴4.1、传动带4.2、薄螺母4.3和旋转电机3.1，所述内壳体转轴4.1为中空轴，所述内壳体转轴4.1分别穿接外壳体3和内壳体4的底部，并通过两端的薄螺母4.3连接，所述旋转电机3.1设置在内壳体4下部并固接于外壳体3底端内壁，所述旋转电机3.1通过传动带4.2带动内壳体转轴4.1转动，同时内壳体转轴4.1联动内壳体4转动；

所述内壳体4内还设有摆动杆7和摆动连杆6，所述摆动连杆6沿竖直方向倾斜设置，并位于摆动杆7和摄像头5之间，所述摆动连杆6一端铰接摄像头5，所述摆动连杆6另一端铰接摆动杆7，所述摆动杆7另一端与内壳体4内壁底面面铰接，所述俯仰摆动单元驱动所述摄像头5，并通过摆动连杆6联动摆动杆7摆动；

所述摆动杆7为中空管并连接有软管9.2，所述软管9.2穿过内壳体转轴4.1通过管接头与罐体9出气口连接，所述摆动杆7上设有电磁阀9.3和压力表9.1。

所述控制模块2、视频识别分析模块、检测模块和驱动模块分别通过电池8供电。

所述控制模块2、视频识别分析模块、检测模块、驱动模块和电磁阀9.3分别电连接。

所述固定架1与外壳体3可拆卸连接。

所述罐体9出气口处设有开关阀门9.4。

所述电池8外部还设有蜂鸣器8.1，所述蜂鸣器8.1上设有开关，当车内人员吸烟时可以关闭蜂鸣器8.1，同时视频识别分析模块会分析异常的高温区域是否属于火源位置。

下面通过对车载自动灭火装置的使用方法作进一步详细描述，具体在于如下步骤：

a、通过所述传感器10实时监测车内温度和气体浓度，当车内温度升高或出现烟雾导致气体浓度变化，所述传感器10连接的仪表会将数据反馈给控制模块2，所述控制模块2控制摄像头5、红外热像仪11和蜂鸣器8.1开启；

b、所述摄像头5和红外热像仪11在初始位置，同时对车内各物体采集高清晰度照片及红外热像图，所述红外热像图能够反映出车内各物体的温度图像，通过视频识别分析模块分别对所述高清晰度照片和所述温度图像进行初始位置标记，并对所述温度图像进行分析识别，判断出异常的高温区域后，再对所述高温区域目标进行位置标记，基于人工智能和模式识别原理的算法原理，将所述高温区域的位置与所述高清晰度照片标记位置进行位置对比，从而标记出车内火源区域范围及位置坐标；

c、摄像头5旋转指向车内火源位置过程：所述水平旋转单元通过控制模块2和视频识别分析模块，先计算出所述车内火源区域位置坐标与所述初始位置标记位的坐标差，并将所述坐标差转换成数据传输给驱动模块，所述驱动模块内设有驱动器，所述驱动器驱动旋转电机3.1转动，并联动内壳体4内的摄像头5从原始位置移动，从而完成摄像头5对准所述车内火源区域位置坐标方向的动作过程；

d、摄像头5指向车内火源位置后摆动杆7摆动过程：摄像头5旋转指向车内火源位置后反馈控制模块2，所述控制模块2控制俯仰摆动单元，所述俯仰摆动单元通过摆动电机5.3带动圆柱齿轮5.2啮合扇形齿轮5.1完成摄像头5沿竖直方向往复摆动动作，同时摄像头5联动摆动杆7，使摆动杆7在对准所述车内火源位置方向上呈一定角度摆动，从而完成摄像头5带动摆动杆7在车内火源位置方向上的成扇形区域的摆动过程；

e、所述摆动杆7通过电磁阀9.3和软管9.2与罐体9连通，罐体9内储存有灭火介质，通过所述控制模块2开启电磁阀9.3使灭火介质从摆动杆7喷至所述车内火源位置处，进行灭火步骤，同时步骤a)和步骤b)实时将检测数据反馈给控制模块2和视频识别分析模块进行分析比对，直至检测车内温度不在升高或烟雾气体浓度不在变化后，通过所述控制模块2控制电磁阀9.3关闭，并驱动俯仰摆动单元和水平旋转单元驱动摄像头5和红外热像仪11返回初始位置。

上述方法步骤是在车内无人的情况下进行的，若车内有人的情况，所述视频识别分析模块会对红外热像仪11采集的红外热像图，进行识别分析是否属于异常情况，同时会与烟雾传感器和温度传感器临界值进行对比，若不符合预设的临界值，则会停止步骤c)及之后的步骤，防止灭火装置发生错误开启的情况。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，例如视觉识别技术，通过视觉算法定位，基于人工智能和模式识别原理的算法等在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，如来替代，本发明仅结合并参照优选的实施方式进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。