Hašení požárů uvnitř budov pomocí autonomního UAV

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a implementacı́ algoritmů pro autonomnı́ vyhledávánı́, detekci, lokalizaci, sledovánı́ a hašenı́ požárů pomocı́ speciálně navržené a zkonstruované bezpilotnı́ helikoptéry. Hlavnı́ část této práce se soustředı́ na autonomnı́ plánovánı́ průzkumné mise jejı́ž účelem je zmapovánı́ hořı́cı́ budovy a zaznamenánı́ pozic jednotlivých ložisek požáru s využitı́m dat z palubnı́ch senzorů helikoptéry. Hašenı́ vnitřnı́ch ložisek požárů je zajištěno automatickým vystřelenı́m ampule s hası́cı́ kapalinou z palubnı́ho vystřelovače skrze okno budovy do zdroje požáru. Za tı́mto účelem byla navržena a sestavena specializovaná bezpilotnı́ helikoptéra vybavena všemi senzory potřebnými pro autonomnı́ misi a optimalizována pro let s těžkým nákladem. Vyvinuté metody jsou analyzovány a jejich chovánı́ je testováno v simulaci.

This thesis with the deals design and implementation of algorithms for autonomous search, detection, localization, tracking and extinguishing of fires with a custom application-tailored UAV. Primary part of this work focuses on autonomous search of fires burning inside high-rise buildings with a UAV flying outdoors in close proximity to the building. The fires detected and localized during the search mission are tracked over time and reported to the groundyrt of this work focuses on autonomous search of fires burning inside high-rise buildings with a UAV flying outdoors in close proximity to the building. The fires detected and localized during the search mission are tracked over time and reported to the ground. The entire aerial system relies only on on-board sensors, namely thermal and RGB-D cameras and 3D LiDAR. The proposed fire-searching and fire-tracking algorithms are tested and analyzed during a simulated search mission. Apart from the software part, the thesis includes novel design, construction and preliminary testing of an application-tailored sensor-equipped heavy-payload UAV suitable for aerial discharge of a special fire extinguishing ampules. These ampules are launched from board of the UAV through the building window into a fire detected indoors.