本发明涉及消防技术领域，具体涉及一种基于多旋翼无人机，对火灾现场进行消防探测的系统及方法。
背景技术
随着高层建筑数量以及高度的提高，消防压力日益增大。尤其是高层楼宇着火或者储备危险品的库房着火，如果不进入现场就无法了解火情，从而无法制定和实施准确的灭火方案；如果消防人员冒着危险进入火场进行侦查，则会严重危及消防人员生命安全。
中国专利公告号cn206847674u公布了一种无人机探测火情装置，该装置将探测传感器附加在无人机上，控制无人机进入火场周围进行火情的探测。该方法可以在距离着火点一定距离内进行探测，但由于无人机受高温、风速等飞行条件限制，无法进入火场核心地带，从而无法实现对最真实火情的探测。如果在高层楼宇发生火灾，这种无人机探测火情装置因无法穿透玻璃进行室内，更无法达到火情探测的目的。
技术实现要素：
本发明目的在于针对目前无法深入火场内部进行火情探测的现状，提供一种基于多旋翼无人机的消防探测系统及方法，解决高层楼宇或者储备危险品的库房发生火灾时的火情探测问题。
为实现上述目的，本发明首先提供一种基于多旋翼无人机的消防探测系统，其特征在于，包括：地面控制设备，多旋翼无人机，摄像头，探测弹发射装置，探测弹，信息中转设备，其中：
所述地面控制设备，用于遥控多旋翼无人机飞行，遥控摄像头的拍摄，遥控探测弹发射装置瞄准和发射探测弹，接收并显示摄像头采集的图像信息，接收探测弹经中转设备转发来的探测信息；
所述多旋翼无人机，根据地面控制设备发来的遥控指令飞行；
所述摄像头，安装在多旋翼无人机上，负责拍摄探测现场图像，并将图像信息传输到信息中转设备；
所述探测弹发射装置，安装在多旋翼无人机底部，装填有探测弹，根据地面控制设备的指令瞄准探测点，并完成对探测弹的发射；
所述探测弹，装填在探测弹发射装置的发射筒中，设有温度传感器、有害气体传感器，被发射到探测点后，完成对着火点的温度、有害气体信息采集；
所述信息中转设备，安装在多旋翼无人机上，采用无线方式与地面控制设备通信；接收摄像头采集的图像信息，接收探测弹采集的信息，并将接收到的信息转发到地面控制设备；接收地面控制设备发来的摄像头拍摄指令、探测弹瞄准及发射指令，并将指令分别转发到摄像头和探测弹发射装置。
进一步，上述基于多旋翼无人机的消防探测系统中，所述地面控制设备设有遥控操作模块、无线信息接收模块、无线信息发送模块、图像显示模块，所述遥控操作模块设有操控杆，便于地面操作人员操作；所述无线信息接收模块用于接收信息中转设备转发来的摄像头采集的图像信息，以及探测弹采集的火灾现场信息；所述无线信息发送模块将遥控操作模块发出的操作指令发送到多旋翼无人机，控制多旋翼无人机飞行；发送到探测弹发射装置，控制探测弹发射。
进一步，上述基于多旋翼无人机的消防探测系统中，所述摄像头安装在多旋翼无人机前部，通过通信线缆与所述信息中转设备通信，将拍摄的图像信息传送到信息中转设备，并由信息中转设备发送到地面控制设备。
进一步，上述基于多旋翼无人机的消防探测系统中，所述探测弹发射装置通过通信线缆与所述信息中转设备通信，接收信息中转设备转发来的地面控制设备发出的瞄准和发射指令。
进一步，上述基于多旋翼无人机的消防探测系统中，所述探测弹内设有无线通信模块，用于将探测信息发送到多旋翼无人机上的信息转发设备；探测弹外壳采用内高温材料制作，前端设有锥形弹头，用于穿透窗户玻璃。
为实现本发明的目的，本发明还提供一种基于多旋翼无人机的消防探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)地面控制设备控制多旋翼无人机飞抵火灾现场附近，所述多旋翼无人机携带有探测弹发射装置、探测弹，并安装有信息中转设备和摄像头；
(2)启动摄像头工作，并将摄像头采集的图像信息通过信息中转设备传送到地面控制设备；地面操作人员通过地面控制设备监视摄像头采集的图像，根据图像信息遥控无人机在火灾现场附近移动，直至摄像头拍摄到最佳的探测位置，遥控多旋翼无人机悬停在该位置；
(3)地面控制设备控制探测弹发射装置瞄准所述探测位置，然后发出发射探测弹的指令，将探测弹发射到探测位置；
(4)探测弹到达探测位置后，利用自身携带的传感器检测火灾现场的相关信息，包括温度、有害气体、着火点信息，并传输到多旋翼无人机上的信息中转设备，信息中转设备再将信息转发到地面控制系统。
本发明利用多旋翼无人机携带探测弹、飞至着火点附近，然后将探测弹发射至火灾中心地带，对火情完整、详细探测；对于室内着火的情况，本发明的探测弹可穿透玻璃进入室内，从而最大限度完成火情的探测，有利于制定和实施最有效的灭火方案，并且保障消防人员的安全。
附图说明
图1是本发明的探测系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所提供的一种基于多旋翼无人机的消防探测系统，包括：地面控制设备1，多旋翼无人机2，摄像头3，探测弹发射装置4，探测弹5，信息中转设备6。
所述地面控制设备1，用于遥控多旋翼无人机飞行，遥控摄像头的拍摄，遥控探测弹发射装置瞄准和发射探测弹，接收并显示摄像头采集的图像信息，接收探测弹经中转设备转发来的探测信息；
所述多旋翼无人机2，根据地面控制设备发来的遥控指令飞行；
所述摄像头3，安装在多旋翼无人机上，负责拍摄探测现场图像，并将图像信息传输到信息中转设备；
所述探测弹发射装置4，安装在多旋翼无人机底部，装填有探测弹，根据地面控制设备的指令瞄准探测点，并完成对探测弹的发射；
所述探测弹5，装填在探测弹发射装置的发射筒中，设有温度传感器、有害气体传感器，被发射到探测点后，完成对着火点的温度、有害气体信息采集；
所述信息中转设备6，安装在多旋翼无人机上，采用无线方式与地面控制设备通信；接收摄像头采集的图像信息，接收探测弹采集的信息，并将接收到的信息转发到地面控制设备；接收地面控制设备发来的摄像头拍摄指令、探测弹瞄准及发射指令，并将指令分别转发到摄像头和探测弹发射装置。
本发明具体实施过程中，所述地面控制设备1设有遥控操作模块、无线信息接收模块、无线信息发送模块、图像显示模块，所述遥控操作模块设有操控杆，便于地面操作人员操作；所述无线信息接收模块用于接收信息中转设备转发来的摄像头采集的图像信息，以及探测弹采集的火灾现场信息；所述无线信息发送模块将遥控操作模块发出的操作指令发送到多旋翼无人机，控制多旋翼无人机飞行；发送到探测弹发射装置，控制探测弹发射。
所述摄像头3安装在多旋翼无人机2前部，通过通信线缆与所述信息中转设备通信，将拍摄的图像信息传送到信息中转设备，并由信息中转设备发送到地面控制设备。
所述探测弹发射装置4通过通信线缆与所述信息中转设备通信，接收信息中转设备转发来的地面控制设备发出的瞄准和发射指令。
所述探测弹5内设有无线通信模块，用于将探测信息发送到多旋翼无人机上的信息中转设备6；探测弹外壳采用内高温材料制作，耐高温，可以在火场的环境下正常工作；探测弹前端设有锥形弹头，用于穿透窗户玻璃。探测弹采用抗冲击设计，可以穿透钢化玻璃而不影响正常功能。
在恶劣的火场条件下，信息传递会受到限制，这时就要依靠信息中转设备。探测弹测量的信息通过探测弹本身的信号发射装置传输出来，多旋翼无人机在探测弹附近飞行，可以准确接收探测弹测量的信息，然后再通过信息中转设备发送出来，供地面控制设备接收。
本发明采用上述基于多旋翼无人机的消防探测系统进行灭火时，具体方法如下：
(1)在多旋翼无人机上安装探测弹发射装置，装填探测弹；调试信息中转设备和摄像头；地面控制设备控制多旋翼无人机飞抵火灾现场附近。
(2)启动摄像头工作，并将摄像头采集的图像信息通过信息中转设备传送到地面控制设备；地面操作人员通过地面控制设备监视摄像头采集的图像，根据图像信息遥控无人机在火灾现场附近移动，直至摄像头拍摄到最佳的探测位置，遥控多旋翼无人机悬停在该位置；
(3)地面控制设备控制探测弹发射装置瞄准所述探测位置，然后发出发射探测弹的指令，将探测弹发射到探测位置；
(4)探测弹到达探测位置后，利用自身携带的传感器检测火灾现场的相关信息，包括温度、有害气体、着火点信息，并传输到多旋翼无人机上的信息中转设备，信息中转设备再将信息转发到地面控制系统。多旋翼无人机可携带多枚探测弹，探测弹探测过程中如果出现故障，可再次向探测点发射探测弹。
消防人员根据探测到的火情信息，可以制定合理的灭火方案并实施灭火。