<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ep-patent-document SYSTEM "OpenDataPatent_cz.dtd">
<ep-patent-document lang="en" file="OpendataIPOCZ_PT_DIFF_PUV2025-42569.xml" country="CZ" doc-number="38525" kind="U1">
  <bibliographic-data country="CZ">
    <publication-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>38525</doc-number>
        <kind>U1</kind>
        <date>2025-04-15</date>
      </document-id>
    </publication-reference>
    <classifications-ipcr>
      <classification-ipcr sequence="1">
        <section>A</section>
        <class>62</class>
        <subclass>C</subclass>
        <main-group>3</main-group>
        <subgroup>02</subgroup>
        <ipc-version-indicator>
          <date>20060101</date>
        </ipc-version-indicator>
        <classification-level>A</classification-level>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20250317</date>
        </action-date>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
      </classification-ipcr>
      <classification-ipcr sequence="2">
        <section>A</section>
        <class>62</class>
        <subclass>C</subclass>
        <main-group>3</main-group>
        <subgroup>04</subgroup>
        <ipc-version-indicator>
          <date>20060101</date>
        </ipc-version-indicator>
        <classification-level>A</classification-level>
        <symbol-position>L</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20250317</date>
        </action-date>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
      </classification-ipcr>
    </classifications-ipcr>
    <classifications-cpc>
      <classification-cpc sequence="1">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20130101</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>A</section>
        <class>62</class>
        <subclass>C</subclass>
        <main-group>3</main-group>
        <subgroup>02</subgroup>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20250317</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
      </classification-cpc>
      <classification-cpc sequence="2">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20130101</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>A</section>
        <class>62</class>
        <subclass>C</subclass>
        <main-group>3</main-group>
        <subgroup>04</subgroup>
        <symbol-position>L</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20250317</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
      </classification-cpc>
    </classifications-cpc>
    <application-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>2025-42569</doc-number>
        <date>2025-01-27</date>
      </document-id>
    </application-reference>
    <language-of-filing>cs</language-of-filing>
    <language-of-publication>cs</language-of-publication>
    <priority-claims>
      <priority-claim sequence="1" kind="national">
        <country>CZ</country>
        <date>2025-01-27</date>
      </priority-claim>
    </priority-claims>
    <invention-title lang="CS">Systém detekce ohnisek požáru</invention-title>
    <invention-title lang="EN">A system for the detection of centres of fire</invention-title>
  </bibliographic-data>
  <description id="desc" lang="cs">
    <p num="1">
      <b>Systém detekce ohnisek požáru</b>
    </p>
    <p num="2"> </p>
    <p num="3"> </p>
    <p num="4">Oblast techniky  </p>
    <p num="5"> </p>
    <p num="6">Technické řešení se týká systému určeného pro včasnou detekci ohnisek požáru pomocí autonomních monitorovacích jednotek doplněných o možnost automatického potvrzení pomocí dronu. </p>
    <p num="7"> </p>
    <p num="8">Dosavadní stav techniky </p>
    <p num="9">V současné době probíhá detekce a monitorování rizika požárů převážně prostřednictvím manuálních inspekcí, stacionárních senzorových sítí nebo satelitních systémů. Manuální inspekce obvykle zahrnují pravidelné prohlídky, které jsou ale časově a personálně náročné. Tyto prohlídky mohou taktéž vést ke zpožděné detekci, zejména ve vzdálených nebo obtížně přístupných oblastech. Naopak stacionární monitorovací systémy sice nabízejí rychlou detekci na omezeném území, ale mají i svá omezení, a to například omezený dosah, závislost na správném rozmístění senzorů a obtíže při zajištění jejich funkčnosti v extrémních podmínkách. Dalším problémem může být i falešná detekce způsobená například zvýšenou prašností, teplotními změnami nebo biologickými faktory. Satelitní systémy jsou nejčastěji využívány pro rozsáhlý monitoring lesních a přírodních požárů, přičemž poskytují informace na základě teplotních anomálií. Tyto systémy však postrádají schopnost detailní lokalizace v reálném čase a jejich odezva je často závislá na frekvenci přeletu satelitů. Další nevýhodou současných systémů je omezená možnost potvrzení detekovaných ohnisek požáru. Většinou je nutný zásah lidské obsluhy pro vizuální kontrolu místa, což prodlužuje dobu odezvy.  </p>
    <p num="10"> </p>
    <p num="11">Cílem technického řešení je představit systém detekce ohnisek požáru, který by kombinoval schopnost včasné detekce, potvrzení pomocí autonomních jednotek, a současně minimalizoval potřebu lidského zásahu. </p>
    <p num="12"> </p>
    <p num="13"> </p>
    <p num="14">Podstata technického řešení </p>
    <p num="15"> </p>
    <p num="16">Výše uvedené nedostatky odstraňuje systém detekce ohnisek požáru, jehož podstata spočívá v tom, že sestává<b> </b>z pozemní stanice, monitorovací stanice, mobilních jednotek, kterými jsou drony, stacionárních nabíjecích stanic a stacionárních monitorovacích zařízení, přičemž pozemní stanice jsou opatřené ovládacím prvkem, kterým je jednodeskový počítač propojený se stacionárními monitorovacími zařízeními ze skupiny kamery a laserové dálkoměry vybavené senzory, dále je pozemní stanice vybavena modemem pro vysokorychlostní bezdrátové mobilní sítě 5G/LTE, GPS modulem, přičemž je propojená s monitorovací stanicí opatřenou ovládacím prvkem, kterým je počítač napojený na počítačový modul automatického rádiového ovládání i na ruční ovladač mobilních jednotek provedených jako drony opatřené GPS modulem, termokamerami, stabilizačním závěsem a systémem videopřenosu, které jsou odnímatelně uspořádány ve stacionárních nabíjecích stanicích uspořádaných mimo sledovanou oblast. </p>
    <p num="17"> </p>
    <p num="18">Ve výhodném provedení<b> </b>je propojení mezi stacionárními monitorovacími zařízeními a mobilními jednotkami bezdrátové. </p>
    <p num="19">¨ </p>
    <p num="20">V dalším výhodném provedení je mezi ovládacím prvkem pozemní stanice a stacionárními monitorovacími zařízeními propojení Ethernet kabelem.  </p>
    <p num="21">
      <br/>
    </p>
    <p num="22">Objasnění výkresů </p>
    <p num="23"> </p>
    <p num="24">Technické řešení bude nyní představeno pomocí výkresů, na kterých obr. 1 představuje schéma systému pro detekci ohnisek požáru a obr. 2 znázorňuje schéma propojení v rámci jednotlivých funkčních celků systému detekce ohnisek a také jejich vzájemné propojení z hlediska komunikace. </p>
    <p num="25"> </p>
    <p num="26"> </p>
    <p num="27">Příklady uskutečnění technického řešení </p>
    <p num="28"> </p>
    <p num="29">Na obr. 1 je představeno schéma systému 1 pro detekci ohnisek požáru podle technického řešení. Čárkovanou čarou je vyznačena operační sledovaná oblast 3 a v ní se nalézající bod 4 zájmu, což je bod, kde je třeba zamezit vzniku požáru, resp. při jeho vzniku být o něm neprodleně informován, aby bylo možno spustit adekvátní protipožární zásah. Systém 1 je vybaven ovládacím prvkem 7, kterým je řídící počítač a stacionárním monitorovacím zařízením 2 zahrnujícím kamery 2a vybavené laserovými dálkoměry 2b. Mimo operační sledovanou oblast 3 se nachází nabíjecí stanice 5 s mobilními jednotkami 6, které jsou provedeny jako drony. Nejdůležitějšími částmi dronu 6 jsou stabilizační závěs tedy gimbal a systém videopřenosu. </p>
    <p num="30"> </p>
    <p num="31">Ověření zahoření na bodu 4 zájmu mobilní jednotkou 6 probíhá s vazbou na stacionární monitorovací zařízení 2 pomocí strategie řízení dronu, která je založena na následujících předpokladech: </p>
    <p num="32"> </p>
    <p num="33">1.   Jsou známy GPS souřadnice 8 otočné kamery 2a, které se pošlou do ovládacího prvku 7. </p>
    <p num="34">2.   Jsou známy hodnoty 10 úhlů horizontálního a vertikálního natočení kamery 2a v okamžiku detekce zahoření v bodě 4 zájmu se generuje kamerou 2a alarm 9, informace o jeho spuštění je okamžitě poslána do ovládacího prvku 7. </p>
    <p num="35">3.   Ovládací prvek 7 odešle hodnoty 10 natočení kamery v okamžiku alarmu do laserového dálkoměru 2b. Alternativou je, že otočná kamera 2a je přímo vybavena integrovaným laserovým dálkoměrem 2b. V tom případě je informace o hodnotách 10 natočení předána v rámci jednoho zařízení. </p>
    <p num="36">4.   Laserový dálkoměr 2b je nasměrován na bod 4 zájmu. </p>
    <p num="37">5.   Je změřena vzdálenost od laserového dálkoměru 2b, potažmo od kamery 2a opatřené; tímto dálkoměrem 2b, do bodu zájmu 4 a informace 11 o ní je poslána z laserového dálkoměru 2b do ovládacího prvku 7. </p>
    <p num="38">6.   Na základě znalosti informace 8 o GPS kamery 2a a hodnotách 10 úhlových natočení a informace 11 o vzdálenosti od kamery 2a do bodu zájmu 4 jsou vypočítány informace 13 o GPS souřadnicích bodu 4 zájmu pomocí ovládacího prvku 14, tedy počítače monitorovací stanice 17.  </p>
    <p num="39">7.   Pro mobilní jednotku 6 je pomocí ovládacího prvku 7 sestavena letová úloha k bodu 4 zájmu s informací 13 o jeho souřadnicích GPS. </p>
    <p num="40">8.   Letová úloha je nahrána do mobilní jednotky 6. </p>
    <p num="41">9.  Mobilní jednotka 6 odstartuje a začne se pohybovat na zadané souřadnice. </p>
    <p num="42">10.   Mobilní jednotka 6 vybavená termokamerou naletí přímo nad bod 4 zájmu, sklopí termokameru kolmo dolů a pořídí termogram. Dron může klesat buď do minimální povolené výšky, nebo dokud nebude potvrzeno zahoření. </p>
    <p num="43"> </p>
    <p num="44">Na obr. 2 je znázorněno schéma propojení v rámci jednotlivých funkčních celků systému detekce ohnisek a také jejich vzájemné propojení z hlediska komunikace. </p>
    <p num="45"> </p>
    <p num="46">Jednotlivé funkční celky celé sestavy jsou mobilní jednotka 6 provedená jako dron, pozemní stanice 18 a monitorovací stanice 17. Pozemní stanice 18 a monitorovací stanice 17 jsou na obr. 1 znázorněny čerchovanou čarou a jejich propojení mezi sebou a propojení s mobilní jednotkou 6 je znázorněno schematicky na obr. 2.  </p>
    <p num="47"> </p>
    <p num="48">Na schématu jsou jednotlivé prvky označeny vztahovými značkami většinou zmíněné i výše a kde je nutné, je jejich propojení i popsáno s odpovídajícími vysvětlivkami. </p>
    <p num="49"> </p>
    <p num="50">Pozemní stanice 18 je vybavena stacionární otočnou kamerou 2a, ovládacím prvkem 7, kterým je jednodeskový počítač, laserovým dálkoměrem 2b s gimbalem, GPS modulem 25 a modemem 19 pro mobilní vysokorychlostní bezdrátovou síť s označením 5G/LTE. Monitorovací stanice 17 je vybavena ovládacím prvkem 14, kterým je osobní počítač PC s monitorem, počítačovým modulem 15 automatického rádiového ovládání a volitelně radiovým ručním ovladačem 16 mobilních jednotek 6 pro situace, kdy je potřeba převzít řízení dronu ručně operátorem. To je v situaci, pokud operátor uzná za vhodné převzít kontrolu, tak může tak učinit a přepnout do ručního ovládání, pokud ne, dron bude pokračovat v autonomním režimu. Operátor si tak při ručním ovládání může například chtít zpřesnit detaily na termogramu nebo si prohlédnout objekt z jiné perspektivy. Mobilní jednotka 6 je z hlediska datové komunikace, řízení a měření vybavena termokamerou 20, kompasem 26 komunikujícím přes synchronní sériovou komunikační sběrnici 32, GPS modulem 25 komunikujícím přes protokol 33 pro přenos telemetrických dat a spojením na modul 15 automatického rádiového ovládání. Mobilní jednotka 6 obsahuje motory 24 ovládané elektronickým ovládáním 23 rychlosti a digitálním protokolem 31 ovládání rychlosti. </p>
    <p num="51"> </p>
    <p num="52">Propojení mezi ovládacím prvkem 7 resp. počítačem pozemní stanice 18 a otočnou kamerou 2a je provedeno Ethernet kabelem. Propojení mezi ovládacím prvkem 7, laserovým dálkoměrem 2b a řídicí jednotkou 29 gimbalu je pomocí sběrnice pro asynchronní sériový přenos dat – zkratka UART na obr. 2  </p>
    <p num="53"> </p>
    <p num="54">Údaj o změřené vzdálenosti je prostřednictvím ovládacího prvku 7 a připojeného 5G/LTE modemu 19 skrze internetovou síť předán přes router 30 ovládacímu prvku 14 monitorovací stanice 17. Na ovládacím prvku 14 monitorovací stanice 17 proběhne výpočet GPS souřadnic, sestavení letové úlohy a pomocí modulu 15 rádiového ovládání je letová úloha nahrána do mobilní jednotky 6 resp. dronu. Následuje let dronu na zadané souřadnice a ověření bodu zájmu 4 pomocí snímku 12 termokamery 20, kterou je dron vybaven. </p>
    <p num="55"> </p>
    <p num="56">Na základě poplachového signálu od otočné kamery 2a a následného získání potřebných parametrů k výpočtu GPS pozice bodu 4 zájmu, spustí ovládací prvek 14 monitorovací stanice skript, který vytvoří letovou úlohu pro dron. Letová úloha je sestavena na základě GPS souřadnic 8 polohy kamery 2a, hodnot 10 natočení kamery 2a v okamžiku poplachu a informace o změřené vzdálenosti od kamery 2a do bodu 4 zájmu pomocí laserového dálkoměru 2b. Hodnoty natočení stacionární otočné kamery 2a nutné k nastavení úhlu natočení a sklonu laserového dálkoměru 2b totožně s kamerou 2a, jsou předány prostřednictvím ovládacího prvku 14 řídicí jednotce gimbalu laserového dálkoměru 2b.  </p>
    <p num="57"> </p>
    <p num="58">Požadavky na obsluhu: </p>
    <p num="59"> </p>
    <p num="60">Obsluha po provedení mise a automatickém přistání dron umístí zpět na nabíjecí stanici 5; tak, aby se dron nabíjel. </p>
    <p num="61"> </p>
    <p num="62">Formát předávaných výsledků operátorovi: </p>
    <p num="63"> </p>
    <p num="64">Mobilní jednotka 6 operátorovi monitorovací stanice 17 poskytne termogram, fotografii, videopřenos sledovaného místa, případně na základě vyhodnocené teploty přímo spustí poplach. Záleží na specifikaci uživatele, jaké úkony by měl dron iniciovat. </p>
    <p num="65"> </p>
    <p num="66">Návrh mobilní jednotky 6 resp. dronu vychází především z požadavků na termokameru 20, která společně s jejím stabilizačním závěsem, tedy gimbalem a systémem videopřenosu tvoří hlavní užitečné zatížení dronu. Odtud vychází návrh pohonu, tedy kombinace motorů, vrtulí a elektronických regulátorů otáček a akumulátoru. Je také zohledněna přibližná hmotnost rámu a navigačního systému dronu. Vzhledem k použití dronu pro monitorování skládek, kde hrozí zahoření skladovaného materiálu a obdobná nasazení, jsou základní charakteristiky dronu následující: </p>
    <p num="67"> </p>
    <p num="68">•  Průmyslové nasazení </p>
    <p num="69">•  Možnost operovat do vzdálenosti 4 km v prostředí, kde může docházet k vysokofrekvenčnímu rušení způsobenému existencí vícero tras radiového signálu mezi vysílačem a přijímačem </p>
    <p num="70">•  Letová doba minimálně 20 minut </p>
    <p num="71">•  Schopnost létat autonomně – z bodu A do bodu B a zpět </p>
    <p num="72">•  Užitečné zatížení dané hmotností kamery a gimbalu max. 800 g </p>
    <p num="73"> </p>
    <description-of-drawings>
      <p num="1">    1 Systém pro detekci ohnisek požáru
  <br/>    2 Stacionární monitorovací zařízení
  <br/>    2a Otočná kamera
  <br/>    2b Laserový dálkoměr
  <br/>    3 Sledovaná oblast
  <br/>    4 Bod zájmu
  <br/>    5 Nabíjecí stanice
  <br/>    6 Mobilní jednotka
  <br/>    7 Ovládací prvek
  <br/>    8 GPS souřadnice otočné kamery
  <br/>    9 Alarm
  <br/>    10 Hodnoty úhlů horizontálního a vertikálního natočení kamery
  <br/>    11 Vzdálenost bodu zájmu od laserového dálkoměru
  <br/>    12 Snímek termokamery
  <br/>    13 informace o souřadnicích GPS bodu zájmu
  <br/>    14 Ovládací prvek
  <br/>    15 Modul automatického rádiového ovládání
  <br/>    16 Ruční ovladač mobilních jednotek
  <br/>    17 Monitorovací stanice
  <br/>    18 Pozemní stanice
  <br/>    19 Modem pro mobilní bezdrátovouvysokorychlostní síť
  <br/>    20 Termokamera
  <br/>    21 Letová řídící jednotka mobilní jednotky
  <br/>    22 Řídící jednotka gimbalu mobilní jednotky
  <br/>    23 Elektronické ovládání rychlosti
  <br/>    24 Motor mobilní jednotky
  <br/>    25 GPS modul
  <br/>    26 Kompas
  <br/>    27 Motory gimbalu mobilní jednotky
  <br/>    28 Motory gimbalu laserového dálkoměru
  <br/>    29 Řídící jednotka gimbalu laserového dálkoměru
  <br/>    30 Router
  <br/>​​​​​​​    31 Digitální protokol ovládání rychlosti
  <br/>    32 Synchronní sériová komunikační sběrnice
  <br/>    33 Protokol pro přenos telemetrických dat
 </p>
    </description-of-drawings>
  </description>
  <claims id="claim">
    <claim num="1">
      <claim-text>Systém pro detekci ohnisek požáru, v rámci vymezené sledované oblasti (3), 
   <b>vyznačující se tím</b>, že sestává
   <b> </b>z pozemní stanice (18), monitorovací stanice (17), mobilních jednotek (6), kterými jsou drony, stacionárních nabíjecích stanic (5) a stacionárních monitorovacích zařízení (2), přičemž pozemní stanice (18) jsou opatřené ovládacím prvkem (7), kterým je jednodeskový počítač propojený se stacionárními monitorovacími zařízeními (2) ze skupiny kamery (2a) a laserové dálkoměry (2b) vybavené senzory, dále je pozemní stanice (18) vybavena modemem (19) pro vysokorychlostní bezdrátové mobilní sítě 5G/LTE, GPS modulem (25), přičemž je propojená s monitorovací stanicí (17) opatřenou ovládacím prvkem (14), kterým je počítač napojený na počítačový modul (15) automatického rádiového ovládání a na ruční ovladač (16) mobilních jednotek (6), kterými jsou drony opatřené GPS modulem (25), termokamerami (20), stabilizačním závěsem a systémem videopřenosu, které jsou odnímatelně uspořádány ve stacionárních nabíjecích stanicích (5) uspořádaných mimo sledovanou oblast (3).
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="2">
      <claim-text>Systém podle nároku 1, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že propojení mezi stacionárními monitorovacími zařízeními (2) a mobilními jednotkami (6) je bezdrátové.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="3">
      <claim-text>Systém podle nároku 1 a 2 
   <b>vyznačující se tím</b>, že mezi ovládacím prvkem (7) pozemní stanice (18) a stacionárními monitorovacími zařízeními (2) je propojení Ethernet kabelem.
  </claim-text>
    </claim>
  </claims>
  <drawings id="draw">
    <figure num="1">
      <img file="2568959img0001.jpg" img-content="drawing" img-format="jpg" wi="550" he="540"/>
    </figure>
    <figure num="2">
      <img file="2568959t08pa5a6ksgm8e2qr2o.jpg" img-content="drawing" img-format="jpg" wi="466" he="550"/>
    </figure>
  </drawings>
</ep-patent-document>
