CN104700576A - 一种水上快速救援系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水上快速救援系统及其方法，利用固定翼无人机和多旋翼无人机相结合完成水面救援，利用固定翼无人机续航时间长的优点进行巡航监视，对水面的状态进行监察，而多旋翼无人机具有灵活、稳定悬停等特点，能够实现救援的一些特定的、灵活的动作，通过二者结合，达到快速救援的目的。同时利用数据库来判断是否水面是否有溺水人员，减少了误救援的情况，而固定翼无人机通过数据库来判别溺水者并自动传输地理信息至多旋翼无人机，并去救援，大大减少了救援时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种救援系统及其方法，具体是一种水上快速救援系统及其方法。
背景技术
目前的水面救援的方式都比较传统，一般是救援人员接到求救去营救或者是溺水者主动去求救，这些都是基于被动的求救，往往会耽误救援时间，延误救援时间。固定翼无人机具有长飞行时间长的优点，而多旋翼无人机具有灵活易悬停的优点，目前并无二者相结合实行水面救援的报道。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种水上快速救援系统及其方法，救援效率高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种水上快速救援系统，包括至少一架固定翼无人机、一架多旋翼无人机和中控台，所述的固定翼无人机具有定位模块、导航模块、图像识别、采集模块、无线传输模块、中央处理器；多旋翼无人机包括：陀螺仪传感器、地磁传感器、气压传感器、导航模块、图像识别和采集模块、无线传输模块、救援装置、救援装置释放模块和中央处理器。
所述的中控台还具有一个溺水行为数据库的服务器，中控台通过图像采集模块采集水上人员信息，并与其溺水行为数据库的行为特征进行比对，如果发现疑似溺水事件，则控制固定翼无人机飞近该人员进行更加清晰的图像采集，并比对。
所述的图像采集模块为摄像头和/或者红外成像仪。
所述的定位模块为GPS或者北斗系统，用于定位固定翼无人机和多旋翼无人机以及溺水者的坐标。
本发明还提供一种水上救援方法，至少一架固定翼无人机水上巡查，并与多旋翼无人机和中控台建立无线连接，固定翼无人机利用图像识别和采集模块采集水上信息，并传到中控台，中控台通过员利用采集模块采集水上信息来判断是否有人员溺水，若有，则将定位信息传送至多旋翼无人机，多旋翼无人机直接移动到定位地点，气压传感器来计算多旋翼无人机高度，并调整多旋翼无人机的飞行高度，进行溺水者营救。
本发明还提供另一种水上救援方法，包括如下步骤：（1）固定翼无人机按照制定线路巡视，（2）水上图像信息通过信息采集模块传送给服务器，如果无异常，则返回步骤（1）继续通过固定翼无人机监控水上；如果发现有人员出现在水上，则判断该名游泳者处于溺水/踩水状态，则进入步骤（3）；（3）、服务器根据固定翼无人机的信息采集模块采集视频信息，对该名人员进行监控；（4）、服务器从监控图像中提取该名人员的轮廓、关键姿态，然后与标准行为数据库进行模板匹配；（5）、服务器判断该人员是否处于溺水状态，若没有溺水，则返回步骤 （1）继续监控；若为溺水状态，则进入步骤（6）；（6）、服务器将地理信息传送给多旋翼无人机，多旋翼无人机根据定位系统飞往溺水人员的上空，气压传感器来计算多旋翼无人机高度，并调整多旋翼无人机的飞行高度，并抛下救生装置。
所述标准行为数据库按以下步骤建立： 1）、采集由多名实验人员完成的动作视频序列，每人完成多个自然动作，包括正常泳姿与踩水泳姿，动作数量根据实际需要确定； 2）、根据所采集的动作视频序列进行模板训练，建立标准行为数据库，标准行为数据库中包括游泳姿态和踩水姿态。
所述的制定线路巡视为水上地图上设置好的线路。
具有两架或者两架以上固定翼无人机分时/同时起飞。
所述的固定翼无人机采用手抛、弹射、或者自动起飞的方式起飞。
本发明利用固定翼无人机和多旋翼无人机相结合完成水面救援，利用固定翼无人机续航时间长的优点进行巡航监视，对水面的状态经行监察，而多旋翼无人机具有灵活悬停的特点，能够对救援的一些特定性的动作灵活的完成，通过二者结合，达到快速救援的目的。利用数据库来判断是否为溺水人员，减少了误救援的情况，而通过服务器来判别溺水者并自动传输地理信息至多旋翼无人机，并去救援，大大降低了救援时间。
附图说明
图1是本发明的救援系统图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
一种水上快速救援系统，包括至少一架固定翼无人机、一架多旋翼无人机和中控台，所述的固定翼无人机具有陀螺仪传感器、地磁传感器、气压传感器、导航模块、图像识别和采集模块、无线传输模块、中央处理器；多旋翼无人机包括：陀螺仪传感器、地磁传感器、气压传感器、导航模块、图像识别和采集模块、无线传输模块、救援装置、救援装置释放模块和中央处理器。救援装置通过救援装置释放模块来释放到水面，救援装置可以使救生圈、救生衣或者其他漂浮救生装备。
所述的中控台还具有一个溺水行为数据库的服务器，中控台通过图像识别和采集模块采集水上人员信息，并与其溺水行为数据库的行为特征进行比对，如果发现疑似溺水事件，则控制固定翼无人机飞近该人员进行更加清晰的图像采集，并比对。
所述的图像采集模块为摄像头或者红外成像仪，当然了两个可以同时具备，摄像头用于白天采集用，而红外成像仪用于夜间使用。
所述的定位模块为GPS或者北斗系统，用于定位固定翼无人机和多旋翼无人机以及溺水者的坐标。
一种水上救援方法，至少一架固定翼无人机水上巡查，并与多旋翼无人机和中控台建立无线连接，固定翼无人机利用图像识别和采集模块采集水上信息，并传到中控台，中控台通过员利用采集模块采集水上信息来判断是否有人员溺水，若有，则将定位信息传送至多旋翼无人机，多旋翼无人机直接移动到定位地点，气压传感器来计算多旋翼无人机高度，并调整多旋翼无人机的飞行高度，进行溺水者营救。
本发明还提供另一种水上救援方法，包括如下步骤：（1）固定翼无人机巡视，所述的制定线路巡视为水上地图上设置好的线路。
（2）水上图像信息通过信息采集模块传送给服务器，如果无异常，则返回步骤（1）继续通过固定翼无人机监控水上；如果发现有人员出现在水上，则判断该名游泳者处于溺水/踩水状态，则进入步骤（3）；（3）、服务器根据固定翼无人机的信息采集模块采集视频信息，对该名人员进行监控；（4）、服务器从监控图像中提取该名人员的轮廓、关键姿态，然后与标准行为数据库进行模板匹配；（5）、服务器判断该人员是否处于溺水状态，若没有溺水，则返回步骤 （1）继续监控；若为溺水状态，则进入步骤（6）；（6）、服务器将地理信息传送给多旋翼无人机，多旋翼无人机根据定位系统飞往溺水人员的上空，气压传感器来计算多旋翼无人机高度，并调整多旋翼无人机的飞行高度，比如将多旋翼无人机的飞行高度降至2米，并抛下救生装置，使得就生装置抛的更为精确。
所述标准行为数据库按以下步骤建立： 1）、采集由多名实验人员完成的动作视频序列，每人完成多个自然动作，包括正常泳姿与踩水泳姿，动作数量根据实际需要确定； 2）、根据所采集的动作视频序列进行模板训练，建立标准行为数据库，标准行为数据库中包括游泳姿态和踩水姿态。
所述的固定翼无人机采用手抛、弹射、或者自动起飞的方式起飞。
为了更好搭建整个救援系统，最好具有两架或者两架以上固定翼无人机分时/同时起飞，这样能够满足全天候的巡查救援，保证整个系统的可靠性安全性。
当然夜间通过红外成像仪进行图像的采集，通过人体的热量感应人体图像，对人体图像进行数据库的比对。
更具体的一种救援方法，固定翼无人机具有多架，并且分时段飞行，并且至少两架固定翼无人机巡视。固定翼无人机A和B同时按照制定线路巡视，（2）固定翼无人机A和B水面图像信息通过信息采集模块传送给服务器，如果无异常，则返回步骤（1）继续通过固定翼无人机监控水面；
如果发现固定翼无人机A传输的图像有人员1出现在水面，则判断该名人员1处于溺水/踩水状态，则进入步骤（3）；（3）、服务器根据固定翼无人机的信息采集模块采集视频信息，对该名人员进行监控；（4）、服务器从监控图像中提取该名人员的轮廓、关键姿态，然后与标准行为数据库进行模板匹配；（5）、服务器判断该人员是否处于溺水状态，若没有溺水，则返回步骤 （1）继续监控；若为溺水状态，则进入步骤（6）；（6）、服务器将地理信息传送给多旋翼无人机1，多旋翼无人机1根据定位系统飞往溺水人员的上空，气压传感器来计算多旋翼无人机1的高度，并调整多旋翼无人机1的飞行高度，比如将多旋翼无人机1的飞行高度降至2米，并抛下就生装置，若在此次过程中固定翼无人机B传输的图像有人员2出现在水面，则判断该人员2处于溺水/踩水状态，则进入步骤（3）；（3）、服务器根据固定翼无人机的信息采集模块采集视频信息，对该名人员2进行监控；（4）、服务器从监控图像中提取该名人员2的轮廓、关键姿态，然后与标准行为数据库进行模板匹配；（5）、服务器判断该人员2是否处于溺水状态，若没有溺水，则返回步骤 （1）继续监控；若为溺水状态，则进入步骤（7），（7）服务器判断人员2与在空中飞行的多旋翼无人机1以及停在起飞地的多旋翼无人机2的距离，若人员2与在空中飞行的多旋翼无人机1距离近则空中飞行的多旋翼无人机1直接接受人员2的地理信息飞至人员2的上方，并抛下就生装置；若人员2与停在起飞地的多旋翼无人机2的距离近，则多旋翼无人机2直接接受地理信息飞至人员2的上方并抛下就生装置。这种两个固定翼无人机与两个多旋翼无人机相结合的方法对于救助两个以上不同地点的落水者更为及时。
Claims (10)
1.一种水上快速救援系统，包括至少一架固定翼无人机、一架多旋翼无人机和中控台，所述的固定翼无人机具有定位模块、导航模块、图像采集模块、无线传输模块、中央处理器；多旋翼无人机包括：定位模块、陀螺仪传感器、地磁传感器、气压传感器、导航模块、图像采集模块、无线传输模块、救援装置、救援装置释放模块和中央处理器。
2.根据权利要求1所述的一种水上快速救援系统，其特征在于，所述的中控台还具有一个溺水行为数据库的服务器，中控台通过图像采集模块采集水上人员信息，并与其溺水行为数据库的行为特征进行比对，如果发现疑似溺水事件，则控制固定翼无人机飞近该人员进行更加清晰的图像采集，并比对。
3.根据权利要求1所述的一种水上快速救援系统，其特征在于，所述的图像采集模块为摄像头和/或者红外成像仪。
4.根据权利要求1所述的一种水上快速救援系统，其特征在于，所述的定位模块为GPS或者北斗定位系统，用于定位固定翼无人机和多旋翼无人机以及溺水者的坐标。
5.一种水上救援方法，其特征在于，至少一架固定翼无人机水上巡查，并与多旋翼无人机和中控台建立无线连接，固定翼无人机利用图像采集模块采集水上信息，并传到中控台，中控台通过人员利用采集模块采集水上信息来判断是否有人员溺水，若有，则将定位信息传送至多旋翼无人机，多旋翼无人机直接移动到定位地点，气压传感器来计算多旋翼无人机高度，并调整多旋翼无人机的飞行高度，进行溺水者营救。
6.一种水上快速救援方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）固定翼无人机按照制定线路巡视，（2）水上图像信息通过信息采集模块传送给服务器，如果无异常，则返回步骤（1）继续通过固定翼无人机监控水上；如果发现有人员出现在水上，则判断该名游泳者处于溺水/踩水状态，则进入步骤（3）；（3）、服务器根据固定翼无人机的信息采集模块采集视频信息，对该名人员进行监控；（4）、服务器从监控图像中提取该名人员的轮廓、关键姿态，然后与标准行为数据库进行模板匹配；（5）、服务器判断该人员是否处于溺水状态，若没有溺水，则返回步骤 （1）继续监控；若为溺水状态，则进入步骤（6）；（6）、服务器将地理信息传送给多旋翼无人机，多旋翼无人机根据定位系统飞往溺水人员的上空，并根据图像采集模块识别并确定溺水者的最终位置，气压传感器来计算多旋翼无人机高度，并调整多旋翼无人机的飞行高度，并抛下救生装置。
7.根据权利要求6所述的一种水上快速救援方法，其特征在于，所述标准行为数据库按以下步骤建立： 1）、采集由多名实验人员完成的动作视频序列，每人完成多个自然动作，包括正常泳姿与踩水泳姿，动作数量根据实际需要确定； 2）、根据所采集的动作视频序列进行模板训练，建立标准行为数据库，标准行为数据库中包括游泳姿态、踩水姿态和溺水姿势。
8. 根据权利要求6所述的一种水上快速救援方法，其特征在于，所述的制定线路巡视为水上地图上设置好的线路。
9.根据权利要求6所述的一种水上快速救援方法，其特征在于，具有两架或者两架以上固定翼无人机分时/同时起飞。
10.根据权利要求6所述的一种水上快速救援方法，其特征在于，所述的固定翼无人机采用手抛、弹射、或者自动起飞的方式起飞。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |