一種災(zāi)后生命循跡無人機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及災(zāi)后救援系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種災(zāi)后生命循跡無人機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，世界上已有多款類似的機(jī)器用于地震、海嘯以及火山噴發(fā)等重大地質(zhì)災(zāi)害爆發(fā)后，對于尚有生命體征存在的人類進(jìn)行尋找和搜救。現(xiàn)今，絕大多數(shù)產(chǎn)品采用的是搜救機(jī)器人的方式，通過聲吶、遙感、GPS定位以及溫濕度測定等方法來搜集生還者的相關(guān)信息，并進(jìn)行定位，使自然和地址災(zāi)害結(jié)束后，尋找生還者幾率大大提高。
[0003]隨著近幾年，全球?yàn)?zāi)難性地質(zhì)運(yùn)動所發(fā)生次數(shù)的不斷遞增，人們對于安全保障意識也在不斷增強(qiáng)。安全隱患給人類帶來的擔(dān)憂和困擾也成為當(dāng)今世界最大的問題，這也意味著人們對于災(zāi)后生命循跡的要求性更高，特別是災(zāi)后現(xiàn)場中對生命存在范圍的快速確定、縮小和對生還者的精確定位成為營救人員至關(guān)重要的法寶，這也為營救人員爭取了救援時間，也為受難者快速的被成功營救贏得了更大可能性。因此在本發(fā)明中，“快速”確認(rèn)和“縮小”生命存在范圍，“精確”確定生命存在的位置是一大突出亮點(diǎn)。
[0004]有一種基于充分發(fā)揮紅外、(XD和微光傳感器的互補(bǔ)性，研制出全天候、多波段工作的融合信息感知系統(tǒng)，為觀察者提供更豐富的圖像信息。作品采用“開窗”快速配準(zhǔn)技術(shù)、基于色彩傳遞的區(qū)域圖像融合算法和基于多窗口特征提取方法，實(shí)現(xiàn)更符合人眼視覺特性的像素彩色圖像實(shí)時融合。作品體積小、性能好，具備一定防震、防曬和防淋的能力。適合機(jī)場安檢、大樓全景監(jiān)控、海上搜救、車載夜視等，將來可根據(jù)市場需求形成系列產(chǎn)品。
[0005]上述方案只提供了如何通過圖像來分析觀察者提供的圖像信息，卻沒有考慮如何在惡劣的環(huán)境下，人員無法快速到達(dá)的情況下，無限制對信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)所述的數(shù)據(jù)采集受限于惡劣環(huán)境影響的缺陷，提供一種能夠連續(xù)采集數(shù)據(jù)，并且搜救效率高、生命體定位準(zhǔn)確的災(zāi)后生命循跡無人機(jī)系統(tǒng)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種災(zāi)后生命循跡無人機(jī)系統(tǒng)，包括:
無人機(jī)系統(tǒng):包括至少1架無人機(jī)，所述無人機(jī)通過導(dǎo)航衛(wèi)星實(shí)時獲取自身的位置，在災(zāi)后搜救區(qū)域的上空飛行，實(shí)時采集地面的圖像、光譜和紅外線，并將位置、圖像、光譜和紅外線進(jìn)行整合、歸類和分析后發(fā)送到控制站；
控制站系統(tǒng):包括至少1個控制站，所述控制站用于根據(jù)無人機(jī)采集的圖像、光譜和紅外線識別出生命體征信號，并與位置結(jié)合繪制表述生命體位置的地圖；
通信鏈路系統(tǒng):用于提供無人機(jī)與導(dǎo)航衛(wèi)星、無人機(jī)與控制站、以及控制站與救災(zāi)指揮中心的通信鏈路。
[0008]在一種優(yōu)選的方案中，所述無人機(jī)包括:飛行平臺、動力系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和任務(wù)設(shè)備系統(tǒng)，所述任務(wù)設(shè)備系統(tǒng)用于實(shí)時采集地面的圖像、光譜和紅外線，并將位置、圖像、光譜和紅外線進(jìn)行整合、歸類和分析后發(fā)送到控制站。
[0009]在一種優(yōu)選的方案中，為了使無人機(jī)更加靈活的運(yùn)行在空中，根據(jù)翼弦與空氣來流方向之間的夾角和機(jī)翼縱軸空氣切角的合力產(chǎn)生最大升力原理，所述無人機(jī)采用短程中空巡飛式固翼無人機(jī)作為飛行平臺。
[0010]采用微型電動動力系統(tǒng)作為動力來源，以提升無人機(jī)的有效飛行性能;所述飛控系統(tǒng)用于向無人機(jī)提供所選定的參考系位置、速度與飛行姿態(tài)外，并且引導(dǎo)無人機(jī)沿著指定的航線安全、準(zhǔn)時的飛行。在無人機(jī)動力系統(tǒng)啟動瞬間，飛控系統(tǒng)也是幫助無人機(jī)完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返場回收整個飛行過程中的核心系統(tǒng)。通常采用傳感器技術(shù)來完成整個機(jī)身導(dǎo)航飛控的全部環(huán)節(jié)。電氣系統(tǒng)是為無人機(jī)提供主電源、應(yīng)急電源、配電系統(tǒng)和用電設(shè)備等裝置，是無人機(jī)能量來源。
[0011 ]在一種優(yōu)選的方案中，所述控制站包括感知系統(tǒng)和操控系統(tǒng)；
所述感知系統(tǒng)用于根據(jù)無人機(jī)采集的圖像、光譜和紅外線識別出生命體征信號，并與位置結(jié)合繪制表述生命體位置的地圖；
所述操控系統(tǒng)用于控制無人機(jī)系統(tǒng)和通信鏈路系統(tǒng)，同時用于根據(jù)繪制的表述生命體位置的地圖進(jìn)行報警或啟動災(zāi)難應(yīng)急預(yù)案以及調(diào)配附近人員。
[0012]在一種優(yōu)選的方案中，所述感知系統(tǒng)包括中央控制器、圖像感知器、光譜顯示模塊和熱輻顯示模塊，所述圖像感知器用于對無人機(jī)采集的圖像、光譜和紅外線進(jìn)行分析，識別出生命體征信號，中央控制器控制光譜顯示模塊和輻射顯示模塊分別顯示生命體存在的光譜波段和紅外線波段。
[0013]在一種優(yōu)選的方案中，所述圖像感知器包括:
數(shù)據(jù)采集模塊:用于接收無人機(jī)采集的圖像、光譜和紅外線；
圖像分析模塊:用于分析無人機(jī)采集的圖像；
光譜分析模塊:用于分析無人機(jī)采集的光譜，識別出表示生命體存在的光譜波段； 熱輻效應(yīng)分析模塊:用于分析無人機(jī)采集的紅外線，識別出表示生命體存在的紅外線波段。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:
1、無人機(jī)能夠自動掃描和采集災(zāi)后廢墟以及水下生命體向外發(fā)出的非可見光光譜，以及感知紅外線輻射強(qiáng)度，克服了惡劣環(huán)境的影響，能夠盡可能的做到對生物存活的判斷的準(zhǔn)確性，保證零非生命體征的錯誤判斷；
2、由于無人機(jī)對地面或海面掃描時，無人機(jī)實(shí)時都與導(dǎo)航衛(wèi)星直接相連并通信，所以確定搜索范圍和定位生命點(diǎn)的精確度基本可以達(dá)到98%以上，誤差精度是隨著導(dǎo)航系統(tǒng)誤差的確定而決定，一般對定位的定位誤差最大不會超過15米的距離，這樣的精度是能夠滿足實(shí)際就在需求。
[0015]3、由于終端設(shè)備采用的是無人機(jī)系統(tǒng)框架，所以在災(zāi)后生命循跡中，靈活性更強(qiáng)，搜索范圍也更大，可以極大提高搜救效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為災(zāi)后生命循跡無人機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0017]圖2為災(zāi)后生命循跡無人機(jī)系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為無人機(jī)掃描地面的示意圖。
[0019]圖4為通信鏈路系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
為了更好說明本實(shí)施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。
[0022]實(shí)施例1
如圖1-2所示，一種災(zāi)后生命循跡無人機(jī)系統(tǒng)，所述災(zāi)后生命循跡無人機(jī)系統(tǒng)包括:無人機(jī)系統(tǒng):包括至少1架無人機(jī)，所述無人機(jī)通過導(dǎo)航衛(wèi)星實(shí)時獲取自身的位置，在災(zāi)后搜救區(qū)域的上空飛行，實(shí)時采集地面的圖像、光譜和紅外線，并將位置、圖像、光譜和紅外線進(jìn)行整合、歸類和分析后發(fā)送到控制站；
控制站系統(tǒng):包括至少1個控制站，所述控制站用于根據(jù)無人機(jī)采集的圖像、光譜和紅外線識別出生命體征信號，并與位置結(jié)合繪制表述生命體位置的地圖；
通信鏈路系統(tǒng):用于提供無人機(jī)與導(dǎo)航衛(wèi)星、無人機(jī)與控制站、以及控制站與救災(zāi)指揮中心的通信鏈路。
[0023]在具體實(shí)施過程中，所述無人機(jī)包括:飛行平臺、動力系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和任務(wù)設(shè)備系統(tǒng)，所述任務(wù)設(shè)備系統(tǒng)用于實(shí)時采集地面的圖像、光譜和紅外線，并將位置、圖像、光譜和紅外線進(jìn)行整合、歸類和分析后發(fā)送到控制站。
[0024]無人機(jī)系統(tǒng)，是整個發(fā)明中的載體部分，所有對災(zāi)后生命體征的搜尋的任務(wù)全部依靠它的運(yùn)動來完成。因此，在完成一次完整的飛行任務(wù)時，必須要有極強(qiáng)穩(wěn)定性和快速反應(yīng)能力方能更好的使該無人機(jī)的機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)掃描和覆蓋更大的區(qū)域，在有限的時間，爭取更大范圍內(nèi)搜索。
[0025]在具體實(shí)施過程中，為了使無人機(jī)更加靈活的運(yùn)行在空中，根據(jù)翼弦與空氣來流方向之間的夾角和機(jī)翼縱軸空氣切角的合力產(chǎn)生最大升力原理，所述無人機(jī)采用短程中空巡飛式固翼無人機(jī)作為飛行平臺。
[0026]本實(shí)施例采用微型電動動力系統(tǒng)作為動力來源，以提升無人機(jī)的有效飛行性能；所述飛控系統(tǒng)用于向無人機(jī)