一种基于红外热成像的无人机搜救系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于红外热成像的无人机搜救系统，包括主控模块、与主控模块分别连接的GPS定位模块、数据传输模块和图像采集模块，其中，图像采集模块的底部安装有稳定平台，稳定平台通过机械连杆连接至无人机下方；图像采集模块，用于识别物体的热量，生成热量图输出至主控模块；GPS定位模块，用于定位无人机位置信息并将其输出至主控模块；主控模块，用于对无人机位置信息、热量图进行处理，得到被困人员位置，并将被困人员位置通过数据传输模块传输至地面控制中心。本实用新型专利技术能够用于多种场合的地震塌方等自然灾害，通过红外热成像图片的识别精准寻找到患者的位置，大大提高了搜救的效率以及减少了伤者和搜救人员的二次伤害风险。二次伤害风险。二次伤害风险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外热成像的无人机搜救系统


[0001]本技术涉及智能搜救
，特别是一种基于红外热成像的无人机搜救系统。

技术介绍

[0002]现今主要有两种搜救方式:
[0003]人工搜索：以大量搜救人员在在受灾区域内呈扇形来回搜寻，但这种方法会消耗大量的人力，同时对于处于恶劣环境下的救援人员来说也不安全，还存在人工疏漏的可能性，但其优点在于无需大量额外资金投入。
[0004]机器搜索：现今常以管道机器人为代表来搜寻受难者。管道机器人 2012
‑
2019 年在市场上的平均增长率保持在26%左右。虽然这些机器搜索方式大大减轻了人手压力，但由于这这些机器仍需要救援人员依靠经验去辨识，缺乏智能化的识别，仍然存在大量的不足。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于红外热成像的无人机搜救系统，本技术能够精准灵活的对地震等灾害进行搜救，大大提高搜救的效率以及减少患者和搜救队员伤害。
[0006]本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0007]根据本技术提出的一种基于红外热成像的无人机搜救系统，包括主控模块、与主控模块分别连接的GPS定位模块、数据传输模块和图像采集模块，其中，图像采集模块的底部安装有稳定平台，稳定平台通过机械连杆连接至无人机下方；
[0008]图像采集模块，用于识别物体的热量，生成热量图输出至主控模块；
[0009]GPS定位模块，用于定位无人机位置信息并将其输出至主控模块；<br/>[0010]主控模块，用于对无人机位置信息、热量图进行处理，得到被困人员位置，并将被困人员位置通过数据传输模块传输至地面控制中心。
[0011]作为本技术所述的一种基于红外热成像的无人机搜救系统进一步优化方案，还包括与主控模块连接的自动飞行模块，自动飞行模块为超声波探测器，超声波探测器安装在无人机的每个旋翼前方。
[0012]作为本技术所述的一种基于红外热成像的无人机搜救系统进一步优化方案，图像采集模块为红外相机。
[0013]作为本技术所述的一种基于红外热成像的无人机搜救系统进一步优化方案，数据传输模块为无线传输模块。
[0014]作为本技术所述的一种基于红外热成像的无人机搜救系统进一步优化方案，主控模块为STM32F103控制模块，STM32F103控制模块包括STM32F103芯片、图像采集模块、第一到第九电容、第一电阻、第二电阻、第一晶振、第二晶振和开关，其中，STM32F103芯片的PA9端与图像采集模块的发射端连接，STM32F103芯片的PA10端与图像采集模块的接收端连
接，图像采集模块的接地端接地，STM32F103芯片的OSC＿IN/PDO端与第一晶振的一端、第一电容的一端分别连接，STM32F103芯片的OSC＿OUT/PD1端与第一晶振的另一端、第二电容的一端分别连接，第二电容的另一端与第一电容的另一端、地分别连接，STM32F103芯片的NRST端与第一电阻的一端、第九电容的一端分别连接，第一电阻的另一端与第六电容的一端、开关的一端、第二电阻的一端分别连接，第二电阻的另一端与3.3V电源连接，开关的另一端与第六电容的另一端、第九电容的另一端、地分别连接，STM32F103芯片的VBAT端与VDD＿1端、VDD＿2端、VDD＿3端、VDD＿4端、3.3V电源分别连接，STM32F103芯片的VDDA端与第八电容的一端连接，第八电容的另一端与STM32F103芯片的VSSA端连接，STM32F103芯片的PC14
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OSC32
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IN 端与第二晶振的一端连接，STM32F103芯片的PC15
‑
OSC32
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OUT端与第二晶振的另一端连接。
[0015]本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0016]本技术能够用于多种场合的地震塌方等自然灾害，通过红外热成像图片的识别精准寻找到患者的位置，大大提高了搜救的效率以及减少了伤者和搜救人员的二次伤害风险。
附图说明
[0017]图1是无人机示意图。
[0018]图2是系统结构示意图。
[0019]图3是主控模块。
[0020]图4是STM32F103系统原理图。
[0021]图中的附图标记解释为：1
‑
旋翼；2
‑
主控模块；3
‑
红外相机稳定平台；4
‑
红外相机。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：
[0023]一种基于红外热成像的无人机搜救系统，其主体为六旋翼无人机。如图1所示，在无人机下方搭载有红外相机4。红外相机可以识别物体的热量，生成热量图。由于物体的热量有别，因此在热量图中我们可以明显看到颜色的区别。红外相机底部安装有稳定平台。红外相机稳定平台3通过机械连杆连接至无人机下方。稳定平台可以使得相机能够稳定拍摄，在无人机飞行或者悬停的过程中，如果无人机由于气流、横风等环境因素的影响而发生抖动时，能够确保红外相机一直处于稳定状态，从而能够识别出较为清晰完整的热量图。
[0024]一种基于红外热成像的无人机搜救系统，主要包括主控模块2、自动飞行模块、GPS定位模块、数据传输模块和图像采集模块，结构如图2所示。主控模块采用ARM公司的STM32F103作为控制器，如图3所示，无人机位置信息、拍摄的成像信息由STM32F103进行分析与处理，得到被困人员位置，通过无线传输到控制终端，STM32F103在整个系统里起到工控机的作用。图4是STM32F103系统原理图，STM32F103平台能够控制无人机的飞行姿态，同时通过其定位模块能够确定伤员的位置信息，它又搭载了红外相机进行探测所寻找区域的热源。飞行端的STM32F103控制平台又与地面控制中心通过无线传输进行交互，控制中心的显示屏可以实时显示无人机的位置信息，如果找到伤员则可以发出报警信息，提醒搜救队前往搜救。
[0025]如图4，主控模块为STM32F103控制模块，STM32F103控制模块包括STM32F103芯片、图像采集模块、第一到第九电容C1
‑
C9、第一电阻R1、第二电阻R2、第一晶振Y1、第二晶振Y2和开关RST1，其中，STM32F103芯片的PA9端与图像采集模块J4的发射端连接，STM32F103芯片的PA10端与图像采集模块的接收端连接，图像采集模块的接地端接地，STM32F103芯片的OSC＿IN/PDO端与第一晶振Y1的一端、第一电容的一端分别连接，STM32F103芯片的OSC＿OUT/PD1端与第一晶振Y1的另一端、第二电容的一端分别连接，第二电容的另一端与第一电容的另一端、地分别连接，STM32F103芯片的NRST端与第一电阻的一端、第九电容的一端分别连接，第一电阻的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于红外热成像的无人机搜救系统，其特征在于，包括主控模块、与主控模块分别连接的GPS定位模块、数据传输模块和图像采集模块，其中，图像采集模块的底部安装有稳定平台，稳定平台通过机械连杆连接至无人机下方；图像采集模块，用于识别物体的热量，生成热量图输出至主控模块；GPS定位模块，用于定位无人机位置信息并将其输出至主控模块；主控模块，用于对无人机位置信息、热量图进行处理，得到被困人员位置，并将被困人员位置通过数据传输模块传输至地面控制中心。2.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像的无人机搜救系统，其特征在于，还包括与主控模块连接的自动飞行模块，自动飞行模块为超声波探测器，超声波探测器安装在无人机的每个旋翼前方。3.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像的无人机搜救系统，其特征在于，图像采集模块为红外相机。4.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像的无人机搜救系统，其特征在于，数据传输模块为无线传输模块。5.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像的无人机搜救系统，其特征在于，主控模块为STM32F103控制模块，STM32F103控制模块包括STM32F103芯片、图像采集模块、第一到第九电容、第一电阻、第二电阻、第一晶振、第二晶振和开关，其中，STM32F103芯片的PA9端...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思华，刘平英，徐创，张钰龙，孙如译，郑翔宇，解帅，方苏苏，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：