摘要
随着社会经济高速发展，城市建设愈发繁华，一栋栋高层建筑拔地而起。高层建筑数量激增的同时，火灾隐患也随之增加，各地高楼火灾频发。根据相关部门统计数据显示，现阶段高层建筑火灾占总火灾发生数量的40％以上，城市拥挤的道路和小区复杂的环境直接影响消防车到达的速度，而高层建筑的高度直接影响火灾中受困者逃生的机率和消防员救援的效率。针对这种情况，无人机能无阻碍的进入火灾现场进行灭火救援，因此结合消防灭火工作中辅助救援的需求，设计一款高楼用消防无人机，实现能够辅助火灾、指引逃生、智能避障等功能。 本文以高楼消防无人机为研究对象，分析火灾中需要紧急逃生的受困者和进行灭火救援的消防员对消防无人机的设计需求。首先对消防救援工作要求和国内外现有产品进行市场调查分析，了解消防产品设计要点和不足之处。再结合交互系统设计原则对消防无人机的设计进行研究，重点研究交互式系统设计的PACT框架。应用框架中人的因素进行用户问卷调查，得到用户对消防辅助救援无人机的主要功能、次要功能、交互方式、造型与结构、CMF的期望。研究火灾中温度和烟雾浓度对人体影响，进行火灾中人逃生方式的实验分析，总结逃生姿势对人观察无人机飞行状态的影响。结合PACT因素设计在高层火灾中安全引导受困者逃生的无人机，其功能满足实时环境检测与反馈，图像信息传输，交互系统引导逃生人员安全疏散，为消防灭火工作提供救援物资和灭火工具，辅助消防员完成灭火救援工作。 文中的高楼消防无人机设计研究过程结合交互式系统设计理论，应用人机交互、心理学、CMF等学科，从交互式系统设计中的PACT框架（用户、环境、活动、技术等要素）出发，研究无人机在辅助消防员救援火灾受困者活动中，人、环境和无人机之间的交互行为。对消防无人机进行救援功能研究，分析逃生过程中指引、检测、灭火、互动等功能，分析无人机结构，应用双目视觉系统和图像提取技术，对消防无人机进行创新设计实践。
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