一种水域无人机救援系统及其救援方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水域无人机救援系统，包括无人机，无人机下方连接有空投模块，空投模块连接有救生模块，本发明专利技术还公开了一种水域无人机救援方法，无人机巡航时从无人机控制室出发，对所有任务目标点进行巡航，其巡航结束后无需返回出发点，而是降落于最后一个任务地点。本发明专利技术所提供的无人机救援系统可以代替人们巡视水域，极大的节省了人力，提高了巡查效率，本发明专利技术可以应用在一些广阔的水域和人流较大的水域，较人工巡查提高了救援效率，极大的提高了水域游览的安全性，缩短了营救落水人员的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种水域无人机救援系统及其救援方法
本专利技术属于无人机
，涉及一种水域无人机救援系统，还涉及一种水域无人机救援方法。
技术介绍
近年来，随着国家倡导人与自然和谐共处发展方略，我国各地大量兴建公共绿地以及生态保护区，其中水景成为各地生态建设中的主要视点。但有些生态园区在建设过程中只重视水域生态的建设，却忽视了人员游览时的人身安全保障措施，导致人员在人工湖水域不幸落水溺亡问题愈发严重。并且在人工湖的日常维护管理中还是采取传统的人力巡查与维护，难以提高维护工作效率与水平。因此，设计一种可靠、快速的人工湖水域巡航预警、落水救援系统不但能提高水域巡查工作水平，并且能完善水域安全保障体系
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水域无人机救援系统，解决了现有技术中存在的救援效率低、救援方式落后的问题。本专利技术还提供了一种水域无人机救援方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种水域无人机救援系统，包括无人机，无人机下方连接有空投模块，空投模块连接有救生模块。无人机上安装有红外测距传感器，红外测距传感器一侧安装有摄影机，无人机下方通过连接架安装有空投模块。空投模块包括发射板和接收板，发射板上安装有HC-发射端，HC-发射端连接有单片机A，单片机A连接有LED指示灯，接收板上安装有HC-接收端，HC-接收端连接有单片机B，单片机B分别连接有电磁铁、热释电红外传感器和蜂鸣器，电磁铁连接有救生模块。救生模块包括壳体，壳体内设置有救生圈，救生圈上设置有止回阀，止回阀连接充气室，充气室一侧连接有气瓶，充气室另一侧固接有充气外壳，充气外壳内固接有弹簧，弹簧连接有撞针A，充气室开有孔，孔内设置有速溶药片，速溶药片一侧连接撞针A，速溶药片另一侧连接有撞针B，撞针B与气瓶连接，壳体外壁固接有铁片，铁片与空投模块上的电磁铁连接。本专利技术的另一技术方案是，一种水域无人机救援方法，具体按照以下步骤进行：步骤1，考察水域实际地形，设置无人机巡航路径，确定无人机巡航目标任务地点；步骤2，所有无人机从地面控制室出发，根据步骤设置的无人机巡航路径进行巡航；步骤3，无人机巡航过程中，若到达目标任务地点，无人机在空中使用摄像机进行悬停摄影记录，摄影记录传回地面控制室，无人机完成拍摄任务后，继续前往下一任务地点；步骤4，无人机巡航过程中，若未发现落水人员，则无人机返回地面控制室，进行检修与充电，若发现落水人员，则无人机终止巡航任务，前往落水地点，将现场情况通过空投模块传输至地面控制室，救援人员前往现场救援，同时，无人机释放救生模块；步骤5，落水人员获救，无人机返回地面控制室，进行检修与充电，无人机巡航和救援任务结束。步骤1具体为，将水域巡航区域制作成二维坐标图，将水域巡航目标任务地点转换为二维坐标图内的XY坐标，将生成的XY坐标输入遗传算法中，计算无人机巡航路径。步骤2具体为，将无人机巡航路径输入无人机地面站系统中，无人机地面控制室调度所有无人机，通过地面站系统控制无人机起飞，无人机自动巡航；步骤4中，无人机通过空投模块中的热释电红外传感器检测人体信号后，无人机自动释放救生模块，或地面站工作人员操控无人机释放救生模块。本专利技术的有益效果是，本专利技术所提供的无人机救援系统可以代替人们巡视水域，极大的节省了人力，提高了巡查效率。本专利技术采用了遗传算法和MATLAB代码计算出无人机最优巡航路径，可以节省同一时间工作的无人机数目，避免同一路径重复巡查或水域没有全部巡查。本专利技术还提供了两种救生装置的释放方式，提高了救援速度，节省了救援时间。本专利技术可以应用在一些广阔的水域和人流较大的水域，较人工巡查提高了救援效率，极大的提高了水域游览的安全性，缩短了营救落水人员的时间。附图说明图1是本专利技术一种水域无人机救援系统中无人机的结构示意图；图2是本专利技术一种水域无人机救援系统中空投模块的示意图；图3是本专利技术一种水域无人机救援系统中救生模块的示意图；图4是本专利技术一种水域无人机救援方法的流程图；图5是本专利技术一种水域无人机救援方法的工作示意图；图6是本专利技术一种水域无人机救援方法中救生装置遥控投放原理图。图中，1.无人机，2.空投模块，3.救生模块，4.红外测距传感器，5.摄影机，6.壳体，7.救生圈，8.止回阀，9.充气室，10.气瓶，11.充气外壳，12.弹簧，13.撞针A，14.速溶药片，15.撞针B，16.铁片，17.发射板，18.接收板，19.HC-12发射端，20.单片机A，21.HC-12接收端，22.单片机B，23.电磁铁，24.热释电红外传感器，25.蜂鸣器，26.LED指示灯。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种水域无人机救援系统，包括无人机1，无人机1下方连接有空投模块2，空投模块2连接有救生模块3。如图1所示，无人机1上安装有红外测距传感器4，红外测距传感器4一侧安装有摄影机5，无人机1下方通过连接架安装有空投模块2；无人机1可为四旋翼无人机，无人机上安装有GPS，四旋翼无人机启动快、动作灵敏，可以进行悬停操作。如图2所示，空投模块2包括发射板17和接收板18，发射板17上安装有HC-12发射端19，HC-12发射端19连接有单片机A20，单片机A20连接有LED指示灯26，接收板18上安装有HC-12接收端21，HC-12接收端21连接有单片机B22，单片机B22分别连接有电磁铁23、热释电红外传感器24和蜂鸣器25，电磁铁连接有救生模块3；空投模块2中的单片机A20和单片机B22均为STM32F103；HC-12为HC-12串口通信模块；电磁铁为L298N电磁铁，单片机B22的输出端与L298N电磁铁驱动模块连接，将电信号传输至电磁铁驱动模块，以控制电磁铁通断电，救生装置通过自身携带的铁片与通电电磁铁吸合，当电磁铁断电时释放救生装置；LED指示灯电路的通断负责提示空投模块的工作状态；蜂鸣器在空投模块工作时伴随响声，起警示预警作用；空投模块有自动投放和遥控投放两种投放模式：遥控投放：无人机1通过摄影机5拍摄图像，将巡航图像传回控制室，控制室内工作人员对传回的图像进行分析，判断是否对无人机发送投放信号。当判断为需要发送投放信号时，按下发射板投放按钮，发射板通过HC-12无线串口通信模块，将信号以无线电波形式传输至接收板上的HC-12。接收板上的HC-12输出端连接STM32F103，由STM32F103将发射信号以电信号的形式发送至L298N电磁铁驱动模块，控制电磁铁断电，投放救生装置。自动投放：热释电红外传感器对人体信号进行检测，当检测到人体信号时，传送高电平至接收板上的STM32F103进行数据分析处理。由STM32F103将发射信号以电信号的形式发送至L298N电磁铁驱动模块，控制电磁铁断电，投放救生装置。在空投模块的遥控投放中，发射板采用HC-12无线串口通信模块进行信息交互，由四个控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水域无人机救援系统，其特征在于，包括无人机(1)，所述无人机(1)下方连接有空投模块(2)，所述空投模块(2)连接有救生模块(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种水域无人机救援系统，其特征在于，包括无人机(1)，所述无人机(1)下方连接有空投模块(2)，所述空投模块(2)连接有救生模块(3)。


2.根据权利要求1所述的一种水域无人机救援系统，其特征在于，所述无人机(1)上安装有红外测距传感器(4)，所述红外测距传感器(4)一侧安装有摄影机(5)，所述无人机(1)下方通过连接架安装有空投模块(2)。


3.根据权利要求2所述的一种水域无人机救援系统，其特征在于，所述空投模块(2)包括发射板(17)和接收板(18)，所述发射板(17)上安装有HC-12发射端(19)，所述HC-12发射端(19)连接有单片机A(20)，所述单片机A(20)连接有LED指示灯(26)，所述接收板(18)上安装有HC-12接收端(21)，所述HC-12接收端(21)连接有单片机B(22)，所述单片机B(22)分别连接有电磁铁(23)、热释电红外传感器(24)和蜂鸣器(25)，所述电磁铁连接有救生模块(3)。


4.根据权利要求3所述的一种水域无人机救援系统，其特征在于，所述救生模块(3)包括壳体(6)，所述壳体(6)内设置有救生圈(7)，所述救生圈(7)上设置有止回阀(8)，所述止回阀(8)连接充气室(9)，所述充气室(9)一侧连接有气瓶(10)，所述充气室(9)另一侧固接有充气外壳(11)，所述充气外壳(11)内固接有弹簧(12)，所述弹簧(12)连接有撞针A(13)，所述充气室(9)开有孔，孔内设置有速溶药片(14)，所述速溶药片(14)一侧连接撞针A(13)，所述速溶药片(14)另一侧连接有撞针B(15)，所述撞针B(15)与气瓶(10)连接，所述壳体(6)外壁固接有铁片(16)，所述铁片(16)与空投模块上的电磁铁连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾飞，桓源，王勍，于恒哲，李颖，巨苗苗，刘国龙，王佳琦，李孝，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61