Applied Dynamics &

Intelligent Prognosis Laboratory

Autonomous fire detection and suppression system with vertical-axis mobility

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개요

대규모 적재공간 및 다층 구조물에 최적화된 대응을 위해, 수직 축 이동성을 통합한 고도화된 자율 화재 대응 시스템을 구축함. 화재 발생시 시스템이 수직으로 이동하며 시야 사각지대를 해소하고, 3D LiDAR와 비전 센서의 융합을 통해 화재점과의 최적 거리를 확보함. 이를 통해 물류시설 및 배터리 폐보관시설 등의 수직적 확장이 이루어진 산업 현장에서 정밀한 화재 탐지 및 근접 소화를 수행함.

주요 기여

▸ 수직 능동 가변형 모니터링: 수직 구동부를 통해 감시 높이를 유연하게 조절하여, 고정형 시스템에서 발생하던 상하부 사각지대를 완전히 해소

▸ 3차원 공간 최적화 조준: 팬-틸트 제어에 수직축을 추가하나 3자유도 시스템을 구현하여, 다층 구조 내 화점에 대한 최적의 방사 각도 및 접근 경로 확보

▸ RGB-3D LiDAR 기반의 SLAM에 모터 값을 반영하여 기존 SLAM의 Z축 드리프트 해소 기법 개발

기대 효과

▸ 물류창고 및 폐배터리 보관소 등 고층의 대규모 적재 환경에서의 사각지대 최소화 및 전구역 감시 가능

▸ 화원과 최적의 높이로 이동하여 소화를 함으로써 외부 간섭을 최소화하고 화재 진압 효율 향상

▸ 설비 구조에 구애받지 않고 수직 공간 전체를 커버할 수 있는 차세대 자율 소방 플랫폼 제시

English version

Overview

An autonomous fire detection and suppression system is developed to improve the speed and accuracy of fire response by integrating image-based fire and smoke detection with 3D LiDAR-based spatial information. Fires are detected using object detection, and their 3D locations are estimated through sensor fusion with 3D LiDAR. The estimated location is then used to control the suppression system for automated fire extinguishing. This enables rapid and accurate response to early-stage fires.

Key contribution

▸ Fire and smoke detection via object detection: Real-time detection of fire and smoke using image-based object detection

▸ 3D localization via sensor fusion: Accurate estimation of fire location through fusion of camera and 3D LiDAR data

▸ Autonomous fire suppression control: Automated fire extinguishing by controlling suppression systems based on estimated location

Impact

▸ Reduced damage through faster initial fire response

▸ Improved suppression efficiency via precise 3D localization

▸ Enhanced safety in hazardous environments through automation

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