基于智能飛行器的野外求救系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種基于智能飛行器的野外求救系統及方法，包括智能飛行器、無線基站和救助中心，所述無線基站用于給智能飛行器提供網絡環境支撐，實現智能飛行器與救助中心之間的通信連接，操作簡單、耗費成本低、實用性抗干擾性強，能夠在最短時間內向救助中心發送求救信息，讓遇險人員在最短的時間內進行有效求救，大大提高求救成功率，降低事故死亡率，具有良好的應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及野外求救
，具體涉及一種基于智能飛行器的野外求救系統及方法。
技術介紹
在日常生活中，野外勘探、探險或考察是極具風險性的活動，由于野外勘探、探險或考察的地區多地形崎嶇、位置偏遠，手機等通訊工具基本無法使用，因此一旦發生險情或事故求救的難度相當大，很容易因為求救不成功、或求救信息過少從而導致不能及時有效的進行搜救與救援從而造成人員傷亡。目前，比較有效的求救方法就是撥打衛星電話，但是衛星電話價格昂貴，此外，衛星電話撥打條件受周圍建筑、山體等環境因素影響較大，這將直接影響求救成功與否。目前，四軸飛行器是一種常見的多旋翼飛行器，其通過支架支撐前后、左右兩組共四個旋翼，每組旋翼旋向相同，兩組旋翼分別互為正反旋翼，兩組旋翼旋向相反，從而抵消飛行器機體扭力矩，防止自旋，保持機體平衡，四軸飛行器通過改變各旋翼旋轉速來改變升力，進而改變四軸飛行器的飛行姿態和位置。由于其結構緊湊、質量輕、動作靈活、抗風能力強，一般適宜在比較狹小的空間或者復雜地形環境中使用。如何將上述的四軸飛行器，應用到野外求救技術中來，讓遇險人員在最短的時間內進行有效求救，以此提高求救成功率從而降低事故死亡率，當前急需解決的問題。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的問題，本專利技術的基于智能飛行器的野外求救系統及方法，操作簡單、耗費成本低、實用性抗干擾性強，能夠在最短時間內向救助中心發送求救信息，讓遇險人員在最短的時間內進行有效求救，大大提高求救成功率，降低事故死亡率，具有良好的應用前景。為了達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案為：一種基于智能飛行器的野外求救系統，其特征在于：包括智能飛行器、無線基站和救助中心，所述無線基站用于給智能飛行器提供網絡環境支撐，實現智能飛行器與救助中心之間的通信連接，所述智能飛行器包括主控模塊，用于控制智能飛行器的正常運行，處理智能飛行器所獲得的信息，實現野外求救的成功進行；電源模塊，由電池組成，用于為智能飛行器提供電力支撐，并向主控模塊提供當前電池所剩余能量，進而計算智能飛行器所能飛行的最遠距離；GPS模塊，用于實時更新探險者的地理位置信息，具有安全距離提醒功能；語音處理模塊，用于探險者所處的地理位置超出了智能飛行器的最大求救范圍時進行語音提醒，或在探險者遇險時采集探險者的音頻信息，供智能飛行器向救助中心上傳求救信息；氣壓監測模塊，實時檢測氣壓值，通過主控模塊控制智能飛行器的飛行海拔高度，確保智能飛行器維持安全的飛行高度；數據存儲模塊，用于存放從救助中心下載或導入的數據信息；無線通信模塊，用于無線信號檢測及信息傳送，在智能飛行器屬于無線基站的無線信號覆蓋區域時，無線通信模塊用于檢測是否有無線信號覆蓋，并在檢測到無線信號時，向救助中心發送求救信息；操作面板，用于啟動智能飛行器、錄入求救信息、控制智能飛行器的工作模式；所述GPS模塊、語音處理模塊、氣壓檢測傳感模塊、數據存儲模塊、無線通信模塊、操作面板分別與主控模塊相連接。前述的基于智能飛行器的野外求救系統，其特征在于：還包括探燈和攝像頭，所述探燈和攝像頭分別與主控模塊相連接。前述的基于智能飛行器的野外求救系統，其特征在于：所述智能飛行器上對稱設有四組旋轉飛行葉片。前述的基于智能飛行器的野外求救系統，其特征在于：所述GPS模塊，若探險者的活動范圍sd超出了智能飛行器飛行的最遠距離dmax與無線基站覆蓋區域半徑之和時，或者智能飛行器在飛抵目的地并成功上傳求救信息之前出現電量不足時，則控制語音處理模塊發出警報，所述探險者的活動范圍sd，根據公式（1）得到，sd=(r+dmax)*β???????????（1）其中，r為無線基站信號覆蓋區域的半徑，β為安全距離系數，0<β<1；在求救過程中，智能飛行器打開無線通信模塊，檢測是否有信號覆蓋，其中智能飛行器打開無線通信模塊開始檢測是否存在無線信號時與基站間的距離為dtest，dtest小于無線基站信號覆蓋區域的半徑r。前述的基于智能飛行器的野外求救系統，其特征在于：所述數據存儲模塊，存放從救助中心下載或導入的數據信息，數據信息包括探險或勘探活動的野外區域內各無線基站地理位置坐標、各無線基站信號覆蓋區域的半徑、探險或勘探活動的野外區域最高海拔高度、高度安全系數和安全距離系數。前述的基于智能飛行器的野外求救系統，其特征在于：所述氣壓監測模塊，通過讀取探險或勘探活動的野外區域的最高海拔高度h，計算得智能飛行器適應維持的飛行高度H，根據公式（2）得到，H=α*h???????????（2）其中，α為高度安全系數，α>1，確保智能飛行器在水平飛行過程中安全飛行。基于上述的基于智能飛行器的野外求救系統的野外求救方法，其特征在于：包括安全距離提醒模式和求救模式，所述安全距離提醒模式，包括以下步驟，步驟（A1），智能飛行器判斷是否開啟安全距離提醒，若是則執行步驟（B1），否則結束該模式；步驟（B1），周期性檢測當前地理位置坐標；步驟（C1），計算當前地位位置坐標與已知的各無線基站地理坐標之間的距離；步驟（D1），查找當前地理位置坐標與各無線基站地理坐標最近的距離d；步驟（E1），判斷距離d是否超出安全距離sd，若超出，則執行步驟（F1），否則，返回步驟（B1）繼續周期性檢測；步驟（F1），控制語音處理模塊鳴叫報警；所述求救模式，包括以下步驟，步驟（A2），智能飛行器判斷是否需要錄音描述事故，若是則執行步驟（B2），否則，執行步驟（C2）；步驟（B2），錄取音頻信息；步驟（C2），智能飛行器垂直飛行上升至適應維持的飛行高度H；步驟（D2），采集事故發生地點的圖像視頻信息，若環境過暗，開啟探燈來照明；步驟（E2），獲取事故發生地點的地理位置坐標；步驟（F2），根據已知的無線基站地理位置坐標，計算并查找事故發生地點最近的無線基站；步驟（G2），智能飛行器以飛行高度H向最近的無線基站飛行；步驟（H2），智能飛行器判斷是否檢測到無線信號，若是則執行步驟（I2），否則返回執行步驟（G2）；步驟（I2），智能飛行器向救助中心發送求助信息；步驟（J2），智能飛行器垂直降落至地面。本專利技術的有益效果是：本專利技術的基于智能飛行器的野外求救系統及方法，操作簡單、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于智能飛行器的野外求救系統，其特征在于：包括智能飛行器、無線基站和救助中心，所述無線基站用于給智能飛行器提供網絡環境支撐，實現智能飛行器與救助中心之間的通信連接，所述智能飛行器包括主控模塊，用于控制智能飛行器的正常運行，處理智能飛行器所獲得的信息，實現野外求救的成功進行；電源模塊，由電池組成，用于為智能飛行器提供電力支撐，并向主控模塊提供當前電池所剩余能量，進而計算智能飛行器所能飛行的最遠距離；GPS模塊，用于實時更新探險者的地理位置信息，具有安全距離提醒功能；語音處理模塊，用于探險者所處的地理位置超出了智能飛行器的最大求救范圍時進行語音提醒，或在探險者遇險時采集探險者的音頻信息，供智能飛行器向救助中心上傳求救信息；氣壓監測模塊，實時檢測氣壓值，通過主控模塊控制智能飛行器的飛行海拔高度，確保智能飛行器維持安全的飛行高度；數據存儲模塊，用于存放從救助中心下載或導入的數據信息；無線通信模塊，用于無線信號檢測及信息傳送，在智能飛行器屬于無線基站的無線信號覆蓋區域時，無線通信模塊用于檢測是否有無線信號覆蓋，并在檢測到無線信號時，向救助中心發送求救信息；操作面板，用于啟動智能飛行器、錄入求救信息、控制智能飛行器的工作模式；所述GPS模塊、語音處理模塊、氣壓檢測傳感模塊、數據存儲模塊、無線通信模塊、操作面板分別與主控模塊相連接。...

【技術特征摘要】
1.基于智能飛行器的野外求救系統，其特征在于：包括智能飛
行器、無線基站和救助中心，所述無線基站用于給智能飛行器提供網
絡環境支撐，實現智能飛行器與救助中心之間的通信連接，所述智能
飛行器包括
主控模塊，用于控制智能飛行器的正常運行，處理智能飛行器所
獲得的信息，實現野外求救的成功進行；
電源模塊，由電池組成，用于為智能飛行器提供電力支撐，并向
主控模塊提供當前電池所剩余能量，進而計算智能飛行器所能飛行的
最遠距離；
GPS模塊，用于實時更新探險者的地理位置信息，具有安全距離
提醒功能；
語音處理模塊，用于探險者所處的地理位置超出了智能飛行器的
最大求救范圍時進行語音提醒，或在探險者遇險時采集探險者的音頻
信息，供智能飛行器向救助中心上傳求救信息；
氣壓監測模塊，實時檢測氣壓值，通過主控模塊控制智能飛行器
的飛行海拔高度，確保智能飛行器維持安全的飛行高度；
數據存儲模塊，用于存放從救助中心下載或導入的數據信息；
無線通信模塊，用于無線信號檢測及信息傳送，在智能飛行器屬
于無線基站的無線信號覆蓋區域時，無線通信模塊用于檢測是否有無
線信號覆蓋，并在檢測到無線信號時，向救助中心發送求救信息；
操作面板，用于啟動智能飛行器、錄入求救信息、控制智能飛行

\t器的工作模式；
所述GPS模塊、語音處理模塊、氣壓檢測傳感模塊、數據存儲
模塊、無線通信模塊、操作面板分別與主控模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的基于智能飛行器的野外求救系統，其
特征在于：還包括探燈和攝像頭，所述探燈和攝像頭分別與主控模塊
相連接。
3.根據權利要求1所述的基于智能飛行器的野外求救系統，其
特征在于：所述智能飛行器上對稱設有四組旋轉飛行葉片。
4.根據權利要求1所述的基于智能飛行器的野外求救系統，
其特征在于：所述GPS模塊，若探險者的活動范圍sd超出了智能
飛行器飛行的最遠距離dmax與無線基站覆蓋區域半徑之和時，或
者智能飛行器在飛抵目的地并成功上傳求救信息之前出現電量不
足時，則控制語音處理模塊發出警報，所述探險者的活動范圍sd，
根據公式（1）得到，
sd=(r+dmax)*β?????????（1）
其中，r為無線基站信號覆蓋區域的半徑，β為安全距離系數，
0<β<1；在求救過程中，智能飛行器打開無線通信模塊，檢測
是否有信號覆蓋，其中智能飛行器打開無線通信模塊開始檢測是否
存在無線信號時與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱川，張秀玉，韓光潔，武帥，張賽，
申請(專利權)人：河海大學常州校區，
類型：發明
國別省市：江蘇;32