基于多无人机的联合医学灾害救援系统及方法技术方案

技术编号:15244188 阅读:70 留言:0更新日期:2017-05-01 16:48
本发明专利技术公开了一种基于多无人机的联合医学灾害救援系统,其包括:信息收集旋翼无人机子系统、物资空投旋翼无人机子系统、数据通信旋翼无人机子系统和无人机控制地面工作站。本发明专利技术还提供了一种采用基于多无人机的联合医学灾害救援系统的联合医学灾害救援方法。本发明专利技术通过上利用多个旋翼无人机子系统间配合工作的模式,实现了对受灾地区的信息收集与有效的灾害救援,具有制造成本低、系统综合可靠性高的优点。

Combined medical disaster rescue system and method based on multiple unmanned aerial vehicles

The present invention discloses a combined multi UAV disaster medical rescue system, based on which includes information collection subsystem, supplies rotor unmanned rotor unmanned subsystem, data communication subsystem and the rotor unmanned UAV Ground Control station. The invention also provides a combined medical disaster rescue method which adopts a combined medical disaster rescue system based on a multi uav. By using the invention with the working mode of multiple rotor unmanned machine system, realizes the information collected in the affected areas and effective disaster relief, has the advantages of low cost and high reliability of the integrated system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于灾害救援领域,特别涉及一种基于多无人机的联合医学灾害救援系统及方法。
技术介绍
进行野外或城市大地域环境下灾害救援的难点在于进行受灾人员的精确定位、受灾人员受灾状况及救援需求的分析,以及进行有效的灾害救援的实施。传统的灾害救援手段主要通过专业的灾害救援队采用人工搜索的方式,行进至受灾人员附近实施灾害救援与医疗救治。从灾害救援队工作的角度来看,采用人工搜索的方式效率较低,一旦遇到山丘或河流的阻碍,将大大降低救援队的行进效率;从受灾人员的角度来讲,由于灾害类型、环境因素、偶发因素,以及受灾人员个体因素的差异,受灾人员的救助需求差异较大。因此,如何能够进行野外灾害救援需求的收集与分析,并进行有针对性的灾民救助,是目前灾害救援研究的热点与难点。近年来,随着科技水平的发展,小型无人机技术被广泛应用于灾害救援领域。与其它技术手段相比,小型无人机成本相对较低,便于携带,飞行机动性强,能够满足绝大多数天候下的工作需求,因此具有一定的实用价值。在灾害救援领域,中国专利小型遥感监测无人机(专利公开号CN200939356Y)中提出了一种安装有摄像仓的小型无人机系统,该系统采用固定翼和双垂尾的设计方式,提高了无人机系统的可靠性和搭载能力;然而该专利技术的不足在于采用固定翼无人机飞行的方式,在发现受灾人群后进行逗留飞行及与灾民进行交互较为困难。中国专利一种无人机高空基站通信系统(专利公开号CN203596823U)中提出一种在灾害发生后,地面道路、桥梁、电力基站等基础设备被大面积损毁的情况下,采用无人机、机载通信基站系统,以及机载卫星通信系统进行无人机高空基站通信的系统。通过该系统的应用,与应急车辆的方式相比,可以有效扩大作用半径;然而该系统的不足是采用单个通信系统无人机进行灾害救援的应用,只起到了信息传输的作用,没有进行实质的医学灾害救援。通过比较研究以及实际的应用不难发现,单个的小型无人机系统携带有效灾害的能力有限,往往无法携带多种功能完善的设备进行救援工作的实施;而开发大中型无人机系统,虽然其携带有效载荷的重量能够满足一定的要求,但开发成本将显著上升,而且一旦该系统中某一模块出现故障则整机系统都很难进行正常工作。国内无人机系统在实施灾害救援任务时,目前主要还是作为一种信息收集系统被用来对受灾地区进行航拍,很少有使用无人机与受灾灾民进行交互的应用,从而没有实质性的介入到医学灾害救援的任务中去,因此具有一定的应用局限性。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术一方面提供了一种基于多无人机的联合医学灾害救援系统,其包括:信息收集旋翼无人机子系统、物资空投旋翼无人机子系统、数据通信旋翼无人机子系统和无人机控制地面工作站;所述信息收集旋翼无人机子系统用于收集受灾地区中受灾人群的受灾信息,其中所述受灾信息包括图像数据、音频数据以及地理信息;所述物资空投旋翼无人机子系统用于向所述受灾人群定点空投医学救援物资,所述医学救援物资中含有通信终端和医疗用品;所述数据通信旋翼无人机子系统用于在所述受灾人群上空建立所述通信终端与所述无人机控制地面工作站之间的数据通信链路;所述无人机控制地面工作站与所述信息收集旋翼无人机子系统、所述物资空投旋翼无人机子系统和所述数据通信旋翼无人机子系统分别连接,用于实现所述信息收集旋翼无人机子系统、所述物资空投旋翼无人机子系统和所述数据通信旋翼无人机子系统的飞行控制和所述受灾信息的存储以便于所述无人机控制地面工作站的使用者发现所述受灾人群、分析所述受灾人群的状况和为所述受灾人群配置医学救援物资。在如上所述的联合医学灾害救援系统中,优选地,所述信息收集旋翼无人机子系统包括:第一旋翼无人机、第一云台相机装置、音频采集装置、第一地理信息定位装置和第一控制电路板;所述第一旋翼无人机用于在所述无人机控制地面工作站的控制下在受灾地区上空进行巡航或悬停飞行;所述第一云台相机装置挂载在所述第一旋翼无人机下方,用于对所述受灾地区的地面进行拍摄以获取所述受灾人群的图像数据;所述音频采集装置挂载在所述第一旋翼无人机下方,用于采集所述受灾人群的音频数据;所述第一地理信息定位装置挂载在所述第一旋翼无人机上,用于获取所述受灾人群的地理信息,并获取所述受灾人群与所述无人机控制地面工作站之间的距离;所述第一控制电路板挂载在所述第一旋翼无人机上,与所述第一云台相机装置、所述音频采集装置、所述第一地理信息定位装置和所述无人机控制地面工作站分别连接,用于控制所述第一云台相机装置进行拍摄处理、所述音频采集装置进行采集处理和所述第一地理信息定位装置进行获取处理,并采集、存储、回传所述图像数据、音频数据、地理信息和距离至所述无人机控制地面工作站。在如上所述的联合医学灾害救援系统中,优选地,所述信息收集旋翼无人机子系统还包括音频播放装置;所述音频播放装置挂载在所述第一旋翼无人机上,用于向所述受灾人群播放安抚与鼓励信息以及含有搜寻所述通信终端内容的提示信息;所述第一控制电路板还与所述音频播放装置连接,还在所述无人机控制地面工作站的控制下,控制所述音频播放装置在发现所述受灾人群时向所述受灾人群播放安抚与鼓励信息和在向所述受灾人群空投医学救援物资时向所述受灾人群播放含有搜寻所述通信终端内容的提示信息。在如上所述的联合医学灾害救援系统中,优选地,所述信息收集旋翼无人机子系统还包括:姿态传感器、风力风向传感器和高程传感器;所述姿态传感器挂载在所述第一旋翼无人机下方,用于获取所述第一旋翼无人机在当前飞行环境中的姿态角;所述风力风向传感器挂载在所述第一旋翼无人机下方,用于获取所述第一旋翼无人机在当前飞行环境中的风速;所述高程传感器挂载在所述第一旋翼无人机下方,用于获取所述第一旋翼无人机在当前飞行环境中的飞行高度;所述第一控制电路板还与所述姿态传感器、所述风力风向传感器和所述高程传感器连接,还用于根据所述姿态传感器获取的姿态角、风力风向传感器获取的风力、和所述高程传感器获取的飞行高度对所述第一旋翼无人机进行安全飞行控制。在如上所述的联合医学灾害救援系统中,优选地,所述物资空投旋翼无人机子系统包括:第二旋翼无人机、第二云台相机装置、第二地理信息定位装置和第二控制电路板;所述第二旋翼无人机用于在所述无人机控制地面工作站的控制下在受灾地区上空进行巡航或悬停飞行;所述第二云台相机装置挂载在所述第二旋翼无人机下方,用于对医学救援物资空投和接收时受灾人群进行拍摄以获取受灾人群接收医学救援物资的图像数据;所述第二地理信息定位装置挂载在所述第二旋翼无人机上,用于获取所述第二旋翼无人机的地理信息以便于导航定位;所述第二控制电路板挂载在所述第二旋翼无人机上,与所述第二云台相机装置、所述第二地理信息定位装置和所述无人机控制地面工作站分别连接,用于控制所述第二云台相机装置进行拍摄处理、所述第二地理信息定位装置进行获取处理,并采集、存储、回传所述受灾人群接收医学救援物资的图像数据和第二旋翼无人机的地理信息至所述无人机控制地面工作站。在如上所述的联合医学灾害救援系统中,优选地,所述数据通信旋翼无人机子系统包括:第三旋翼无人机、第三云台相机装置、第三地理信息定位装置和第三控制电路板;所述第三旋翼无人机用于在所述无人机控制地面工作站的控制下在受灾地区上空进行巡航或悬停飞行;所述第三云台相本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于多无人机的联合医学灾害救援系统,其特征在于,所述联合医学灾害救援系统包括:信息收集旋翼无人机子系统、物资空投旋翼无人机子系统、数据通信旋翼无人机子系统和无人机控制地面工作站;所述信息收集旋翼无人机子系统用于收集受灾地区中受灾人群的受灾信息,其中所述受灾信息包括图像数据、音频数据以及地理信息;所述物资空投旋翼无人机子系统用于向所述受灾人群定点空投医学救援物资,所述医学救援物资中含有通信终端和医疗用品;所述数据通信旋翼无人机子系统用于在所述受灾人群上空建立所述通信终端与所述无人机控制地面工作站之间的数据通信链路;所述无人机控制地面工作站与所述信息收集旋翼无人机子系统、所述物资空投旋翼无人机子系统和所述数据通信旋翼无人机子系统分别连接,用于实现所述信息收集旋翼无人机子系统、所述物资空投旋翼无人机子系统和所述数据通信旋翼无人机子系统的飞行控制和所述受灾信息的存储以便于所述无人机控制地面工作站的使用者发现所述受灾人群、分析所述受灾人群的状况和为所述受灾人群配置医学救援物资。

【技术特征摘要】
1.一种基于多无人机的联合医学灾害救援系统,其特征在于,所述联合医学灾害救援系统包括:信息收集旋翼无人机子系统、物资空投旋翼无人机子系统、数据通信旋翼无人机子系统和无人机控制地面工作站;所述信息收集旋翼无人机子系统用于收集受灾地区中受灾人群的受灾信息,其中所述受灾信息包括图像数据、音频数据以及地理信息;所述物资空投旋翼无人机子系统用于向所述受灾人群定点空投医学救援物资,所述医学救援物资中含有通信终端和医疗用品;所述数据通信旋翼无人机子系统用于在所述受灾人群上空建立所述通信终端与所述无人机控制地面工作站之间的数据通信链路;所述无人机控制地面工作站与所述信息收集旋翼无人机子系统、所述物资空投旋翼无人机子系统和所述数据通信旋翼无人机子系统分别连接,用于实现所述信息收集旋翼无人机子系统、所述物资空投旋翼无人机子系统和所述数据通信旋翼无人机子系统的飞行控制和所述受灾信息的存储以便于所述无人机控制地面工作站的使用者发现所述受灾人群、分析所述受灾人群的状况和为所述受灾人群配置医学救援物资。2.根据权利要求1所述的联合医学灾害救援系统,其特征在于,所述信息收集旋翼无人机子系统包括:第一旋翼无人机、第一云台相机装置、音频采集装置、第一地理信息定位装置和第一控制电路板;所述第一旋翼无人机用于在所述无人机控制地面工作站的控制下在受灾地区上空进行巡航或悬停飞行;所述第一云台相机装置挂载在所述第一旋翼无人机下方,用于对所述受灾地区的地面进行拍摄以获取所述受灾人群的图像数据;所述音频采集装置挂载在所述第一旋翼无人机下方,用于采集所述受灾人群的音频数据;所述第一地理信息定位装置挂载在所述第一旋翼无人机上,用于获取所述受灾人群的地理信息,并获取所述受灾人群与所述无人机控制地面工作站之间的距离;所述第一控制电路板挂载在所述第一旋翼无人机上,与所述第一云台相机装置、所述音频采集装置、所述第一地理信息定位装置和所述无人机控制地面工作站分别连接,用于控制所述第一云台相机装置进行拍摄处理、所述音频采集装置进行采集处理和所述第一地理信息定位装置进行获取处理,并采集、存储、回传所述图像数据、音频数据、地理信息和距离至所述无人机控制地面工作站。3.根据权利要求2所述的联合医学灾害救援系统,其特征在于,所述信息收集旋翼无人机子系统还包括:音频播放装置;所述音频播放装置挂载在所述第一旋翼无人机上,用于向所述受灾人群播放安抚与鼓励信息以及含有搜寻所述通信终端内容的提示信息;所述第一控制电路板还与所述音频播放装置连接,还用于在所述无人机控制地面工作站的控制下,控制所述音频播放装置在发现所述受灾人群时向所述受灾人群播放安抚与鼓励信息和在向所述受灾人群空投医学救援物资时向所述受灾人群播放含有搜寻所述通信终端内容的提示信息。4.根据权利要求2所述的联合医学灾害救援系统,其特征在于,所述信息收集旋翼无人机子系统还包括:姿态传感器、风力风向传感器和高程传感器;所述姿态传感器挂载在所述第一旋翼无人机下方,用于获取所述第一旋翼无人机在当前飞行环境中的姿态角;所述风力风向传感器挂载在所述第一旋翼无人机下方,用于获取所述第一旋翼无人机在当前飞行环境中的风速;所述高程传感器挂载在所述第一旋翼无人机下方,用于获取所述第一旋翼无人机在当前飞行环境中的飞行高度;所述第一控制电路板还与所述姿态传感器、所述风力风向传感器和所述高程传感器连接,还用于根据所述姿态传感器获取的姿态角、所述风力风向传感器获取的风力、和所述高程传感器获取的飞行高度对所述第一旋翼无人机进行安全飞行控制。5.根据权利要求1所述的联合医学灾害救援系统,其特征在于,所述物资空投旋翼无人机子系统包括:第二旋翼无人机、第二云台相机装置、第二地理信息定位装置和第二控制电路板;所述第二旋翼无人机用于在所述无人机控制地面工作站的控制下在受灾地区上空进行巡航或悬停飞行;所述第二云台相机装置挂载在所述第二旋翼无人机下方,用于对医学救援物资空投和接收时受灾人群进行拍摄以获取受灾人群接收医学救援物资的图像数据;所述第二地理信息定位装置挂载在所述第二旋翼无人机上,用于获取所述第二旋翼无人机的地理信息以便于导航定位;所述第二控制电路板挂载在所述第二旋翼无人机上,与所述第二云台相机装置、所述第二地理信息定位装置和所述无人机控制地面工作站分别连接,用于控制所述第二云台相机装置进行拍摄处理、所述第二地理信息定位装置进行获取处理,并采集、存储、回传所述受灾人群接收医学救援物资的图像数据和第二旋翼无人机的地理...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑静晨陈金宏刘皓挺吕明
申请(专利权)人:中国人民武装警察部队总医院
类型:发明
国别省市:北京;11

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