本发明专利技术公开了一种无人机载AED急救平台，该平台包括地面指挥单元、便携式无人机收纳系统和携带有AED的无人机；通过地面指挥单元接收病例报告，并获知病例位置，进而控制无人机收纳系统开启，使得其内部的无人机具备起飞条件，通过无人机携带AED飞行到病例位置附近，根据具体地形条件及设置条件选择空投AED或者降落后卸载AED，进而实现AED的快速投放布置，确保4分钟黄金抢救时间内将AED送达至抢救者手中，为患者提供最及时的抢救作业。为患者提供最及时的抢救作业。为患者提供最及时的抢救作业。
【技术实现步骤摘要】
无人机载AED急救平台及AED投送方法
[0001]本专利技术涉及一种心源性猝死急救设备的投送
，具 体涉及一种无人机载AED急救平台。
技术介绍
[0002]心源性猝死是指由于心脏原因导致的各种突然死亡，通常 前期无任何危及生命表现，以出乎预料的迅速死亡为标志特征。 据国家心血管中心统计数据显示，我国每年心脏性猝死者高达 55万，而在高压力、高强度、高危险性的职业人群中，心源性 猝死的发生率更高。
[0003]心室纤颤是心源性猝死以及其他猝死最常见的原因，及早 去除心室纤颤，是早期救护、提高病人存活率的关键，研究表 明，心脏骤停患者数分钟内就可引起脑组织缺血坏死，出现不 可逆的损伤。除颤实施的速度是决定复苏成功的重要因素，对 于此类患者的抢救必须分秒必争，应当由现场第一目击者在急 救人员到达现场前完成电除颤，通过其他方法或途径都无法满 足黄金4分钟的要求。
[0004]心源性猝死的救治，目前国外通用做法是广泛运用自动体 外除颤仪(AED)，该除颤仪是一种非专业人员可以用来抢救心 脏性猝死患者的医疗器械。这种便携式医疗设备在国外得以普 及，以10万人为基数计算AED配置数，美国是700台，日本是500 台。
[0005]在《中国AED布局与投放专家共识》中建议实现人员密集场 所直线距离100米范围内配置1台AED，遵循4分钟之内，救助者 能够拿到AED并赶到患者身边的原则进行配置。而AED每台价格 在3万元左右，按这种模式配置AED无疑需要巨大财力作为支撑， 另一方面，部队演习训练、大型体育赛事、马拉松比赛、抗震 救灾、野外搜救等任务有机动性大和点多地广等特点，AED需 求数量更多，配置AED所需费用巨大，基本难以在每个涉及区域 都配置AED，所以需要能够灵活高效地配送AED，然而同样因为 部队的机动范围大，配送系统也需要跟随一同大范围机动，其 配送所需经过的路径自然也是不同的，这就对AED的配送能力提 出了更高的要求，另外，无人机配送过程中，如果环境复杂度 较高，无人机有可能出现故障或者与障碍物碰到等意外情况， 而一旦发生意外情况，极有可能导致AED配送时间延误，进而影 响患者生命安全。
[0006][0007][0008]由于上述原因，本专利技术人对现有AED配置及运输系统做了深 入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的新的AED布置系 统。
技术实现思路
[0009]为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一 种无人机载AED急救平台，该平台包括地面指挥单元、便携式无 人机收纳系统和携带有AED的无人机；通过地面指挥单元接收病 例报告，并获知病例位置，进而控制无人机收纳系统开启，使 得其内部的无
人机具备起飞条件，通过无人机携带AED飞行到病 例位置附近，根据具体地形条件及设置条件选择空投AED或者降 落后卸载AED，进而实现AED的快速投放布置，确保4分钟黄金抢 救时间内将AED送达至抢救者手中，为患者提供最及时的抢救作 业，从而完成本专利技术。
[0010]具体来说，本专利技术的目的在于提供以一种无人机载AED急救 平台，该急救平台包括：
[0011]地面指挥单元、便携式无人机收纳系统和无人机3，在所述 无人机3上携带有AED4，
[0012]其中，通过所述地面指挥单元接收急需AED的目标位置信息， 并将该信息及启动指令发送给便携式无人机收纳系统；
[0013]所述便携式无人机收纳系统包括能够开启的外壳体2，
[0014]所述无人机3设置在外壳体2内部，并且在所述外壳体2开启 后起飞，飞向目标位置。
[0015]其中，所述外壳体2顶部设置有可滑动的天窗，通过滑动天 窗来开启外壳体2，供无人机垂直起飞；或者，
[0016]所述外壳体2侧部设置有可翻转的舱盖，在其内部设置有承 载无人机的移动平台，通过将所述移动平台移出至外壳体2的外 部来供无人机垂直起飞。
[0017]其中，在无人机上设置有制导控制单元，探测单元、传感 单元和观测单元，
[0018]通过所述通讯单元实时接收新的目标位置信息，
[0019]通过所述探测单元实时探测飞行路径上的障碍物信息；
[0020]通过所述传感单元实时获得无人机自身的状态信息；
[0021]通过所述制导控制单元实时解算控制指令，并据此控制无 人机飞向目标。
[0022]其中，所述制导控制单元包括参考指令解算模块和控制指 令解算模块，
[0023]所述参考指令解算模块利用目标位置信息、实时障碍信息 和无人机的实时状态，获得最优控制策略，为控制指令解算模 块提供参考指令；
[0024]所述控制指令解算模块根据参考指令和无人机的实时状态， 调整控制策略，输出控制指令到动力系统。
[0025]其中，所述参考指令解算模块中的成本函数如下式(一) 所示：
[0026][0027]其中，x
*
(t)为目标状态、x(t)为传感系统输出的实时状态信 息；u
r
(t)为参考指令；Q和R为权重矩阵；J
AC
为成本函数附加项，
[0028][0029]a为误差系数，b为附加成本权重，x
o
为障碍物位置，x为四 旋翼无人机的状态。
[0030]其中，所述控制指令解算模块包括基础控制器和增益调整 控制器：
[0031]在所述基础控制器中，通过下式对基础控制器输出指令进 行增益调整：
[0032][0033][0034]其中，Θ
x
,Θ
r
为自适应增益，分别表示状态反馈增益和指 令增益；Γ
x
，Γ
r
为自适应更新率，分别表示状态反馈增益自适 应率和指令增益自适应率，x为四旋翼无人机的状态；u
r
为参考 指令；e为被控对象与参考模型状态之间的误差，B为被控对象 状态空间模型的控制矩阵，P
l
为稳定矩阵，通过下式(四)获 得：
[0035][0036]取值，Q2＝I，I为单位矩阵。
[0037]其中，在所述增益调整控制器中，所述控制指令通过下式 (五)获得：
[0038][0039]其中，在无人机到达目标位置后，
[0040]通过通讯单元接收由地面指挥单元传递来的投放方式指令， 该投放方式指令包括控制无人机降落至地面或者在降落到预定 高度后空投AED。
[0041]本专利技术还提供一种AED投送方法，该方法包括如下步骤：
[0042]步骤1，布置急救平台；
[0043]步骤2，通过地面指挥单元实时接收急需AED的指令，并在 接收到该指令后确定训练基地的位置和无人机飞行路径，形成 启动指令发送给便携式无人机收纳系统；
[0044]步骤3，便携式无人机收纳系统在收到指令后启动，无人机 起飞上升巡航高度，并朝向目标位置飞行；在所述无人机上携 带有AED；
[0045]步骤4，无人机在飞本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人机载AED急救平台，其特征在于，该急救平台包括：地面指挥单元、便携式无人机收纳系统和无人机(3)，在所述无人机(3)上携带有AED(4)，其中，通过所述地面指挥单元接收急需AED的目标位置信息，并将该信息及启动指令发送给便携式无人机收纳系统；所述便携式无人机收纳系统包括能够开启的外壳体(2)，所述无人机(3)设置在外壳体(2)内部，并且在所述外壳体(2)开启后起飞，飞向目标位置。2.根据权利要求1所述的无人机载AED急救平台，其特征在于，所述外壳体(2)顶部设置有可滑动的天窗，通过滑动天窗来开启外壳体(2)，供无人机垂直起飞；或者，所述外壳体(2)侧部设置有可翻转的舱盖，在其内部设置有承载无人机的移动平台，通过将所述移动平台移出至外壳体(2)的外部来供无人机垂直起飞。3.根据权利要求1所述的无人机载AED急救平台，其特征在于，在无人机上设置有制导控制单元，通讯单元、探测单元和传感单元，通过所述通讯单元实时接收新的目标位置信息，通过所述探测单元实时探测飞行路径上的障碍物信息；通过所述传感单元实时获得无人机自身的状态信息；通过所述制导控制单元实时解算控制指令，并据此控制无人机飞向目标。4.根据权利要求3所述的无人机载AED急救平台，其特征在于，所述制导控制单元包括参考指令解算模块和控制指令解算模块，所述参考指令解算模块利用目标位置信息、实时障碍信息和无人机的实时状态，获得最优控制策略，为控制指令解算模块提供参考指令；所述控制指令解算模块根据参考指令和无人机的实时状态，调整控制策略，输出控制指令到动力系统。5.根据权利要求4所述的无人机载AED急救平台，其特征在于，所述参考指令解算模块中的成本函数如下式(一)所示：其中，x
*
(t)为目标状态，x(t)为传感单元输出的实时状态信息；u
r
(t)为参考指令；Q和R为权重矩阵；J
AC
为成本函数附加项，a为误差系数，b为附加成本权重，x
o
为障碍物位置，x为四旋翼无人机的状态。6.根据权利要求4所述的无人机载AED急救平台，其特征在于，所述控制指令解算模块包括基础控制器和增益调...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖军，宋韬，董轶昊，翟武杰，王亮，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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