1.本发明涉及无人机应用技术领域，更具体地说，涉及一种高层消防救援无人机系统。
背景技术：
2.高层建筑通常指的是楼层较多、高度较高的建筑物，包括高层公寓、办公大楼、酒店以及商场。由于高层建筑的特殊性，火灾和其他紧急情况可能导致更大的危险和挑战，因此高层消防救援需要特别的应急措施和资源调度，以确保人员的生命安全和火灾的有效控制，而随着无人机应用的日益成熟，无人机成为高层消防救援中的有力工具，在高层建筑中发生火灾或其他紧急情况时消防救援通过无人机进行火灾侦查、人员搜救，帮助消防人员更有效地应对紧急情况。而目前应用于高层消防救援的无人机多是携带灭火器具和救援工具，虽然可以有效灭火，但是缺少对烟雾清散处理的措施，而很多火灾情况，被困人员往往会因为吸入过量烟雾，导致肺部受伤，且烟雾的存在会降低刚进入起火房屋救援人员以及无人机的视野，增大救援难度，延误救援黄金时刻。
技术实现要素：
3.一种高层消防救援无人机系统，所述一种高层消防救援无人机系统包括：无人机本体、火灾侦测模块、通信中继模块、集成控制模块、物资运送模块、人员搜救模块和火灾扑灭模块，所述集成控制模块包括地面控制站，所述地面控制站控制所述火灾侦测模块、所述通信中继模块、所述物资运送模块和所述人员搜救模块，且所述人员搜救模块设置有烟雾清散，所述烟雾清散结合所述火灾侦测模块用于快速清散行进方向前端的烟雾，且所述火灾扑灭模块利用所述物资运送模块运送器具实施火势扑灭。
4.优选地，所述火灾侦测模块包括在无人机本体上配备的高分辨率热成像相机、可见光摄像头和照明灯，照明灯用于夜间救援提供光源，而所述高分辨率热成像相机和所述可见光摄像头连接所述通信中继模块，并将拍摄的屋内画面信息实时传输给所述地面控制站。
5.优选地，所述通信中继模块包括安装在无人机本体上的无线通信和数据链路，所述无线通信与所述地面控制站以无线网形式建立信息连接，并用于传输指令、接收传感器数据、接收视频和图像传输，且所述无线通信设置有语音对讲，所述数据链路用于在地面控制站和无人机之间传输数据。
6.优选地，所述地面控制站设置有gis软件和监控显示屏，所述gis软件用于生成火灾态势图并显示关键信息，包括火源位置、救援人员位置和无人机飞行轨迹，所述监控显示屏接收和显示来自所述无人机本体的视频和图像数据。
7.优选地，所述物资运送模块包括急救物品运送和灭火器具运送，所述急救物品运送通过所述无人机本体运送急救药品、水源、救生绳索和防烟面罩，所述灭火器具运送用于在所述无人机本体上携带消防水枪和灭火器，且消防水枪和灭火器可以取下。
8.优选地，所述人员搜救模块包括烟雾清散和救援定位，所述烟雾清散利用所述无人机本体装配风机，在所述风机尾端装有过滤排放筒，且所述过滤排放筒内芯为活性炭，所述救援定位利用热成像仪查明浓烟黑暗情况下被困人员、起火点以及疏散通道位置，且所述救援定位结合所述通信中继模块搭配有语音导航和路线显示。
9.优选地，所述火灾扑灭模块结合火灾侦测模块拍摄画面，底面工作人员基于所述地面控制站发出控制指令，操控所述无人机本体上携带所述消防水枪和灭火器对起火位置喷射灭火。
10.优选地，所述无人机本体设置有水管连接口和可调节旋转喷头，所述水管连接口用于连接窗外消防水管，所述可调节旋转喷头通过所述地面控制站控制调节。
11.相比于现有技术，本发明的优点在于：（1）本发明中，在无人机上配备有烟雾清散功能，为救援人员和被困人员开辟视野，帮助无人机以及救援人员快速找寻起火点和被困人员，有效提高了救援的效率，同时减缓了救援人员和被困人员吸入的烟雾量，有效降低了救援人员和被困人员的肺部受伤概率。
12.（2）本发明中，在无人机上设置有水管连接口和可调节旋转喷头，当火势蔓延扩大时，救援人员无法顺利进入起火房屋时，将消防车水管连接水管连接口，再通过控制站控制无人机进入起火房屋，并控制可调节旋转喷头无差别对起火房屋喷洒灭火，提高了无人机的输送水量，可以实时不停输水灭火，有效保证了灭火速率和安全性。
13.（3）本发明中，在搜救过程中，救援定位提高记录路线，通过视频和图像接收显示器实时显示，且利用语音导航播放撤离路线，帮助救援人员和被困人员可以快速找到撤离路线，有效减少撤离时间，使得救援人员和被困人员不会迷失方向。
附图说明
14.图1为本发明的整体系统示意图。
具体实施方式
15.而目前应用于高层消防救援的无人机多是携带灭火器具和救援工具，虽然可以有效灭火，但是缺少对烟雾清散处理的措施，而很多火灾情况，被困人员往往会因为吸入过量烟雾，导致肺部受伤，且烟雾的存在会降低刚进入起火房屋救援人员以及无人机的视野，增大救援难度，延误救援黄金时刻。
16.实施例：请参阅图1，一种高层消防救援无人机系统，一种高层消防救援无人机系统包括：无人机本体、火灾侦测模块、通信中继模块、集成控制模块、物资运送模块、人员搜救模块和火灾扑灭模块，集成控制模块包括地面控制站，地面控制站是无人机系统的核心控制设备，通常由一台或多台计算机和相关硬件设备组成。它提供了与无人机的通信、控制和监控功能，地面控制站控制火灾侦测模块、通信中继模块、物资运送模块和人员搜救模块，且人员搜救模块设置有烟雾清散，烟雾清散结合火灾侦测模块用于快速清散行进方向前端的烟雾，且火灾扑灭模块利用物资运送模块运送器具实施火势扑灭，在无人机搜救过程中清散行进前方烟雾，帮助无人机快速定位被困人员，在无人机带领救援人员以及被困人员逃离过程中，帮助快速清散逃离方向上的烟雾。
17.在本系统中，地面控制站设置有gis软件和监控显示屏，gis软件用于生成火灾态势图并显示关键信息，包括火源位置、救援人员位置和无人机飞行轨迹，gis软件通过与火灾侦测模块中的高分辨率热成像相机以及可见光摄像头信息连接，可以提供直观的界面，帮助指挥员实时了解整个救援过程，并进行指挥和调度，监控显示屏通过与火灾侦测模块中的高分辨率热成像相机以及可见光摄像头信息连接，接收和显示来自无人机本体的视频和图像数据，操作员可以通过大屏显示器观察无人机的飞行状态、火灾情况和救援行动。
18.在本系统中，通信中继模块包括安装在无人机本体上的无线通信和数据链路，无线通信与地面控制站以无线网形式建立信息连接，并用于传输指令、接收传感器数据、接收视频和图像传输，且无线通信设置有语音对讲，以便操作员与无人机操作员和救援人员进行有效的沟通和协作，其中在无人机本体上配备有视频和图像接收显示器，且地面控制站配备用于显示和监控无人机传输的视频和图像的设备，包括高分辨率的显示器和视频处理器，数据链路用于在地面控制站和无人机之间传输数据，地面控制站可以通过数据链路发出控制命令以及调整无人机本体的飞行参数。
19.在本系统中，人员搜救模块包括烟雾清散和救援定位，烟雾清散利用无人机本体装配风机，在风机尾端装有过滤排放筒，且过滤排放筒内芯为活性炭，利用风机风力吹散行进道路前端的烟雾，且风机旋转形成负压会造成烟雾空气流动，通过风机的烟雾会被过滤排放筒中的活性炭吸收，为救援人员和被困人员开辟视野，救援定位利用热成像仪查明浓烟黑暗情况下被困人员、起火点以及疏散通道位置，且救援定位结合通信中继模块搭配有语音导航和路线显示，语音导航可以通过语音对讲发出，而路线显示通过视频和图像接收显示器显示，而在夜晚时候安装在无人机本体上的照明灯会自动打开，可以实时为消防员和被困人员提供显示进入路线用于原路逃离，辅助内攻人员展开救援。
20.具体的，工作人员在地面控制站操控无人机本体首先进入起火房屋，无人机本体通过高分辨率热成像相机以及可见光摄像头拍摄记录房间信息，且利用无人机本体搭配的热成像仪查明浓烟黑暗情况下被困人员、起火点以及疏散通道位置，并传递至gis软件，gis软件生成可行救援路线，随后救援人员跟上，人员搜救模块启动烟雾清散，利用风机风力吹散行进道路前端的烟雾，且风机旋转形成负压会造成烟雾空气流动，通过风机的烟雾会被过滤排放筒中的活性炭吸收，为救援人员和被困人员开辟视野，同时也减缓了救援人员和被困人员吸入的烟雾量，快速找寻起火点和被困人员，当找到被困人员后，检查被困人员情况，且在救援人员找寻被困人员的时候，救援定位已经记录好来时路线，并通过视频和图像接收显示器实时显示，语音导航通过语音对讲播放撤离路线，救援人员和被困人员根据视频和图像接收显示器显示，迅速撤离出房间，之后无人机返回房屋来到起火点，利用无人机本体携带的救援工具（即消防水枪和灭火器）快速扑灭起火点，且在整个救援过程，地面控制站接收和显示来自无人机本体的视频和图像数据，操作员可以通过大屏显示器观察无人机的飞行状态、火灾情况和救援行动。
21.在本系统中，火灾侦测模块包括在无人机本体上配备的高分辨率热成像相机、可见光摄像头和照明灯，高分辨率热成像相机探测热点和火焰，而可见光摄像头可以提供更直观的视觉信息，照明灯用于夜间救援提供光源，而高分辨率热成像相机和可见光摄像头连接通信中继模块，并将拍摄的屋内画面信息实时传输给地面控制站，有助于消防人员了解火势的扩散情况、火源位置和可能的隐患区域。
22.在本系统中，物资运送模块包括急救物品运送和灭火器具运送，急救物品运送通过无人机本体运送急救药品、水源、救生绳索和防烟面罩，通过地面控制站控制无人机精确的飞行导航，将救生绳索投送到被困人员位置，用于营救被困人员，提供支援和帮助，而防烟面罩可以帮助被困人员减少烟雾的吸入，灭火器具运送用于在无人机本体上携带消防水枪和灭火器，且消防水枪和灭火器可以取下，通过地面控制站工作人员遥控操作进行准确定位和灭火作业，以在火灾初期进行灭火，减少人员进入危险区域的风险。
23.在本系统中，火灾扑灭模块结合火灾侦测模块拍摄画面，底面工作人员基于地面控制站发出控制指令，操控无人机本体上携带消防水枪和灭火器对起火位置喷射灭火，且救援人员可以通过取下消防水枪和灭火器对起火位置喷射灭火。
24.具体的，在无人机进入起火房间内时，火灾侦测模块设置的高分辨率热成像相机可以探测热点和火焰，而可见光摄像头配合照明灯为无人机提供更直观的视觉信息，同时也增强了可见光摄像头拍摄传输的图像以及视频质量，有助于地面控制站更清楚观察了解火势的扩散情况、火源位置和可能的隐患区域，确定好房屋整体火势情况后，找到被困人员，并将急救药品、水源、救生绳索以及防烟面罩投送给到被困人员位置，之后地面控制站控制无人机引导被困人员逃离，并利用无人机本体上携带消防水枪和灭火器对准起火点喷洒灭火，且当火情严重时以及被困人员行动不便时，救援人员需要进入起火房屋，无人机本体协助救援人员营救被困人员，救援人员帮助被困人员带好防烟面罩，防烟面罩可以帮助被困人员减少烟雾的吸入，当被困人员逃离后，火势没有蔓延开时，救援人员取下无人机本体上的消防水枪和灭火器，扑灭火情。
25.在本系统中，无人机本体设置有水管连接口和可调节旋转喷头，水管连接口用于连接窗外消防水管，可调节旋转喷头通过地面控制站控制调节，针对大面积起火房屋，提前通过水管连接口连接消防车水管，并结合无人机本体上配备的高分辨率热成像相机、可见光摄像头和照明灯，通过地面控制站控制可调节旋转喷头无差别快速全方位喷洒灭火，有效提高灭火速率和安全性，且提高了无人机的输送水量，可以实时不停输水灭火。
26.具体的，当火势蔓延扩大时，救援人员无法顺利进入起火房屋时，需要提前将消防车水管连接水管连接口，再通过控制站控制无人机进入起火房屋，并通过地面控制站控制可调节旋转喷头无差别快速全方位喷洒灭火，有效提高灭火速率和安全性，且提高了无人机的输送水量，可以实时不停输水灭火，且在这个过程中，地面控制站通过无人机本体上配备的高分辨率热成像相机和可见光摄像头传输的实时画面，观察判断火势扑灭情况。
27.本系统的具体工作流程为：工作人员在地面控制站操控无人机本体首先进入起火房屋，在无人机进入起火房间内时，火灾侦测模块设置的高分辨率热成像相机可以探测热点和火焰，而可见光摄像头配合照明灯为无人机提供更直观的视觉信息，同时也增强了可见光摄像头拍摄传输的图像以及视频质量，有助于地面控制站更清楚观察了解火势的扩散情况、火源位置和可能的隐患区域，且利用无人机本体搭配的热成像仪查明浓烟黑暗情况下被困人员、起火点以及疏散通道位置，并传递至gis软件，gis软件生成可行救援路线，确定好房屋整体火势情况后，找到被困人员，并将急救药品、水源、救生绳索以及防烟面罩投送给到被困人员位置，之后地面控制站控制无人机引导被困人员逃离，并利用无人机本体上携带消防水枪和灭火器对准起火点喷洒灭火，且当火情严重时以及被困人员行动不便时，救援人员需要进入起火房屋，无人机本体协助救援人员营救被困人员，人员搜救模块启
动烟雾清散，利用风机风力吹散行进道路前端的烟雾，且风机旋转形成负压会造成烟雾空气流动，通过风机的烟雾会被过滤排放筒中的活性炭吸收，为救援人员和被困人员开辟视野，同时也减缓了救援人员和被困人员吸入的烟雾量，当找到被困人员后，检查被困人员情况，救援人员帮助被困人员带好防烟面罩，防烟面罩可以帮助被困人员减少烟雾的吸入，且在救援人员找寻被困人员的时候，救援定位已经记录好来时路线，并通过视频和图像接收显示器实时显示，语音导航通过语音对讲播放撤离路线，救援人员和被困人员根据视频和图像接收显示器显示，迅速撤离出房间，当被困人员逃离后，无人机返回房屋来到起火点，利用无人机本体携带的救援工具（即消防水枪和灭火器）快速扑灭起火点，且在整个救援过程，地面控制站接收和显示来自无人机本体的视频和图像数据，操作员可以通过大屏显示器观察无人机的飞行状态、火灾情况和救援行动，且这个时候若是火势没有蔓延开，救援人员也可换回并取下无人机本体上的消防水枪和灭火器，扑灭火情，当火势蔓延扩大时，救援人员无法顺利进入起火房屋时，需要提前将消防车水管连接水管连接口，再通过控制站控制无人机进入起火房屋，并通过地面控制站控制可调节旋转喷头无差别快速全方位喷洒灭火，有效提高灭火速率和安全性，且提高了无人机的输送水量，可以实时不停输水灭火，且在这个过程中，地面控制站通过无人机本体上配备的高分辨率热成像相机和可见光摄像头传输的实时画面，观察判断火势扑灭情况。
28.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。