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火情|科技伴生新的火灾保护神——访消防巡检机器人研发团队负责人宣梦克

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火情|科技伴生新的火灾保护神——访消防巡检机器人研发团队负责人宣梦克
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宣梦克（前排左二）与消防巡检机器人研发团队
星星火苗可以燎原 ， 亦可孕育人间地狱 ， 千百年来人与火的对抗从未停止 。 当人类的智慧推动科技车轮滚滚向前 ， 科技的力量 ， 掀起了“人火抗争”新篇章 。 2020年11月 ， 陕西省文运达生物科技有限公司向西安理工大学抛来橄榄枝 ， 针对变电站、仓库等场地火灾预防力度弱 ， 火灾事故易发这一现实痛点 ， 将产品定位于消防安全领域 ， 期望开发一款可推向市场的消防安全机器人 。 2021年3月 ， 以宣梦克、高文泽、王成城等为主要研发成员的学生团队独立研发的消防巡检机器人正式亮相 。
在防患于未然的前提下——自主智能巡检与火灾早期预警 ， 消防巡检机器人力求将火灾“扼杀于摇篮之中” ， 最大限度保障人民生命财产安全 。
自动化与信息工程学院科协成员宣梦克、高文泽、王成城等自入学以来对自动控制、嵌入式开发、电子设计等领域有着浓厚的兴趣 ， 长期刻苦钻研专业知识 ， 积极参加各类实践活动 ， 活跃在自动化与信息工程学院科协与华为、维谛技术、良信等企业合作举办的科技创新竞赛活动中 ， 不断深化专业知识素养 ， 提高专业实践动手能力与创新能力 ， 积累下丰富经验 。 经过企业、校方与学生团队沟通协商 ， 以宣梦克、高文泽、王成城等为主要研发成员的学生团队开始了消防安全机器人的开发之路 。
【火情|科技伴生新的火灾保护神——访消防巡检机器人研发团队负责人宣梦克】该学生团队负责人宣梦克在接受采访人员采访时 ， 向采访人员介绍了这个由学生团队一手研发的智能机器人：消防巡检机器人 。 工作性质特殊的巡检机器人有两只敏锐的“眼”——可见光成像摄像头及红外成像摄像头 。 可见光成像摄像头可实时记录巡检过程中的视频图像并传输至主控端；红外成像摄像头通过对温度的敏锐检测 ， 能迅速发出火情警报；装载摄像头的云台及底盘可自由转动 ， 机身配备有干粉灭火剂及警报器；结合激光雷达的智能导航和精准避障 ， 火灾巡检机器人可实现自主导航巡检、火灾早期预警、自动灭火及联网报警 。
智能化也使该机器人在日常巡检中可迅速根据现场情况 ， 自主、智能地做出判断：机器人若发现温度异常会立即触发警报并开启远程网络警报；若发现火情 ， 巡检机器人可使用所携带灭火剂进行灭火 ， 火情控制后可自动解除警报 。 消防巡检机器人的应用场景定位也十分广泛 ， 变电站、仓库、实验室、大型商场等 。 “根据使用场地人为构建地图 ， 为机器人部署巡航路线及特定巡检点后 ， 我们的机器人可以实现自主巡检、自主避障、高温预警、自动灭火及报警功能多合一 。 ”宣梦克介绍道 。 一旦投入应用 ， 巡检机器人将成为这些地方的“保护神” 。
目标清晰 ， 方向一致——在不断尝试中将意外与偏差转化为成长契机 ， 消防巡检机器人“落地生花” 。
面对庞大的、完整的研发目标 ， 团队成员有各自明确的分工 ， 主要研发人员宣梦克负责总体方案设计和控制程序开发 ， 高文泽主要负责通信程序和导航开发 ， 王成城负责硬件设计和嵌入式程序开发 ， 张金澳负责UI界面开发 ， 毛灵俊负责机械结构设计 。 即使成员们都已“身经百战” ， 研发过程中也总有未预料到的意外 。
宣梦克向采访人员讲述了研发过程中一个角度传感器的“从有到无” 。 消防巡检机器人探测到火情后 ， 为实现精准灭火 ， 机器人灭火喷口需对准火情出现方向 。 团队一开始决定使用角度传感器 ， 但磁场受到机器人机身的金属干扰 ， 角度数据采集始终不准确 。
“如果修改这一部分的实现方法 ， 必须要改动整体方案 ， 一些成员认为解决该传感器的误差而不改动整体更好 。 ”但经过数次讨论 ， 数次更换传感器后 ， 效果始终不理想 ， 最终团队决定不使用该角度传感器 ， 更改系统方案 ， 结合红外摄像机 ， 用图像处理和导航结合 ， 顺利实现精确灭火 。
“出乎意料的是 ， 更换方案之后 ， 展现出的效果更好 ， 成本也更低 。 ”宣梦克回忆道 。
机器人初步组装完成后需不断进行调试 ， 而调试过程中出现一次又一次中断 ， 未预料到的情况接踵而至 。 在测试某个电的信号时 ， 机器人突然发出电机转动的声音 ， 无征兆地快速原地旋转 。
“当时团队已经完成了机器人的大部分功能测试和组装 ， 这是我们没有预料到的情况 。 ”宣梦克回忆起当时的情形说道 。 按下急停按钮 ， 关闭电源 ， 团队成员对组装部件挨个进行检查 ， 发现主控电路板上的电源被烧毁短路 ， 再次对机器人进行了全面细致的排查后 ， 才发现是一块电路板和所安装的金属外壳未做绝缘处理 ， 导致了主控电路板的短路 。 “这一事件导致了我们的进度推迟了将近一个星期 ， 警示了我们细节的重要性 。 ”等到机器人设计完成 ， 郑智聪老师帮助该团队借到体育馆场地参加最终调试并顺利完成了调试内容 ， 消防巡检机器人 ， 终于“落地生花” 。
此次消防巡检机器人项目完全由学生独立完成 ， 对这个学生团队来说研发难度很大 。 与此前参加过的竞赛、活动相比 ， 该机器人产品需面向市场 ， 对其机器人的稳定性、可靠性要求更高 ， 还要让产品与市场接轨且具备拓展性 ， 对他们来说 ， 是挑战 ， 同样也是成长的机会 。 丰富的竞赛经历和经验使成员们在面对突发问题时能更快地做出反应 。 对宣梦克来说 ， 此次研发同样收获满满 。 作为负责人 ， 从整体架构到方案实施 ， 安装开发 ， 他不但需要全局把控 ， 也需要考虑到每一个细小的部分 。
“这次的机器人项目 ， 我们每个人都有了很大提升 ， 当克服一个个障碍实现既定目标时 ， 真的能感受到发自内心的快乐 。 ”
不久的将来 ， 消防巡检机器人投入应用后 ， 将在预防控制火灾、保护人民财产安全领域不断发挥重要作用 。 展望未来 ， 这批年轻的学子正一步步在科技与智慧的路上 ， 贡献自己的力量 。

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