CN103646519A - 应急通信装置和应急通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应急通信装置，包括具有内腔的透光球体，所述透光球体表面上设有一平面支撑部；所述透光球体内腔中，在所述平面支撑部的中心位置上固定有重力部件；所述透光球体内腔还设置有电源、用于采集环境信息的信息采集单元和用于输出所述环境信息的控制及传输单元，所述电源和所述信息采集单元分别和所述控制及传输单元连接。本发明还提供一种应急通信系统，包括所述应急通信装置，还包括接收端监控系统，与所述控制及传输单元无线连接，包括：无线模块，解压解码模块，处理显示模块和指令模块。本发明具有体积小、成本低、移动灵活等优点。

Description

应急通信装置和应急通信系统

技术领域

本发明涉及应急通信技术领域，特别是涉及一种应急通信装置，以及一种应急通信系统。

背景技术

当前，人类社会要面对诸多由于自然灾害或人为因素所导致的突发性事件，比如面临火灾情况解救被困人员、遇到地震灾情进行现场救援、发生矿难进行井下救援、执行解救人质任务遭遇绑匪的攻击等。针对诸如此类的特殊情况，由于无法了解现场的具体情况，对于进入这些存在大量未知因素的危险区域进行现场救援，会给现场救援人员造成极大的生命安全威胁。

目前出现了许多进行突发性事件应急侦测的系统，最典型的有无人侦察机和移动机器人等，其应用也日益广泛。然而这些系统造价高昂、体积较大、移动方式受限，特别是在具有空间限制的特殊场景其功能将受到很大局限，不能很好地满足大部分实际应急应用的需求。比如发生火灾的高层住宅，无人机根本无法进入现场，移动机器人也会因为火灾现场的凌乱而无法前进；而一般发生突发事件，救援人员最为关注的是应急现场的实际情况，如何快速地获知具体情况也是亟待解决的问题。

发明内容

基于此，本发明提供一种应急通信装置和应急通信系统，具有体积小、成本低、移动灵活等优点。

一种应急通信装置，包括具有内腔的透光球体，所述透光球体表面上设有一平面支撑部；所述透光球体内腔中，在所述平面支撑部的中心位置上固定有重力部件；所述透光球体内腔还设置有电源、用于采集环境信息的信息采集单元和用于输出所述环境信息的控制及传输单元，所述电源和所述信息采集单元分别和所述控制及传输单元连接。

一种应急通信系统，包括所述应急通信装置，还包括接收端监控系统，与所述控制及传输单元无线连接，所述接收端监控系统包括：

无线接收模块，用于接收所述控制及传输单元发送的环境信息；

解压解码模块，用于对所述环境信息进行解压解码；

处理显示模块，用于对解压解码后的环境信息进行处理或显示；

指令模块，用于发出控制指令至所述控制及传输单元，通过所述控制及传输单元控制所述信息采集单元、转动装置和照明设备。

上述应急通信装置，透光球体表面上设有一平面支撑部，其中心位置上固定有重力部件，使球体的中心稳定靠近球体的平面支撑部，球体在滚动后静止时由于重力作用，平面支撑部能朝下贴紧地面，使应急通信装置静止稳固，透光球体内部的信息采集单元能稳定地采集环境信息；在透光球体的内腔中还设有控制及传输单元，本发明装置可由专业人员抛入需监控区域，能深入应急现场，信息采集单元根据需要采集现场的信息，比如可拍摄现场情况照片、采集语音数据和其他环境数据等，然后通过控制及传输单元输出上述采集的环境信息至接收端监控系统；接收端监控系统接收所述环境信息，提取其中的图像，运用图像合成处理技术合成全景图像，能及时确定应急现场的具体情况。

本发明体积小、成本低、操作简单，能应用于情况不明、高度危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施检测的区域；透光球体能代替专业人员进入事故发生环境，减少了人员受意外伤害的可能性；透光球体具有移动灵活的特点，方便适用于多种特殊场景，具有广泛用途；透光球体内设计的各个单元具有高度集成性，可以根据需要集成多种类型的信息采集单元，能一次性完成多种信息数据的采集。

附图说明

图1为本发明应急通信装置在一实施例中的结构示意图。

图2为本发明应急通信装置在另一实施例中的结构示意图。

图3为本发明接收端监控系统在一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，示出了其中一种应急通信装置的结构示意图，包括具有内腔101的透光球体10，所述透光球体10表面上设有一平面支撑部102；所述透光球体内腔10中，在所述平面支撑部102的中心位置上固定有重力部件103；如图2所示，示出了应急通信装置的另一个结构示意图，所述透光球体10内腔101还设置有电源23、用于采集环境信息的信息采集单元21和用于处理及输出所述环境信息的控制及传输单元22，所述电源23和所述信息采集单元21分别和所述控制及传输单元22连接；

上述应急通信装置的透光球体结构，具有体积小成本低即抛即用的优点，在应对情况不明、高度危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施监测的紧急事故时，根据实际情况将一个或多个环境侦测装置抛掷到无法接近或存在安全隐患的环境中；透光球体10表面上设有一平面支撑部102，其中心位置上固定有重力部件103，使球体的中心稳定靠近球体的平面支撑部，球体在滚动后静止时由于重力作用，平面支撑部能朝下贴紧地面，使应急通信装置静止稳固，所述电源23、所述信息采集单元21和所述控制及传输单元22都可固定在平面支撑部上，信息采集单元能稳定地采集环境信息，采集的环境信息由控制及传输单元进行编码压缩处理，对部分环境数据进行打包压缩，对图像等大数据进行编码压缩，处理后通过无线网络输出。

在一较佳实施例中，所述信息采集单元包括一摄像头，所述摄像头竖直安装在所述平面支撑部上；一般发生突发事件，救援人员最为关注的是应急现场的实际情况；在本实施例中，信息采集单元可采用摄像头，根据透光球体的设置的平面支撑部结构，摄像头可竖直安装在所述平面支撑部上，当透光球体静止稳定时摄像头与平面支撑部垂直，可保证摄像头能定位在最佳的角度拍摄现场图像；

进一步地，在所述透光球体内腔中还设置有转动装置，分别与所述摄像头和所述控制及传输单元连接，在所述控制及传输单元的控制下，所述转动装置驱动所述摄像头按任意角度转动；在本实施例中，通过设置一转动装置驱动摄像头按任意角度转动，使其能捕获各个角度的图像数据；因此透光球体内腔中只需设置一摄像头即可全方位地拍摄，获得现场的全景图像，进一步降低装置的成本和体积。其中，所述转动装置可采用可远程无线控制的电机装置，具有驱动精度高等优点。

在一较佳实施例中，所述信息采集单元还可包括多个音频传感器和/或环境信息采集传感器，分别固定在所述平面支撑部上，所述音频传感器、环境信息采集传感器都与所述控制及传输单元连接；其中，所述环境信息采集传感器包括以下一种或多种传感器：温度传感器、湿度传感器、有害物质传感器、辐射传感器；可采集现场的音频数据、温度、湿度、有害物质含量、放射性物质含量等信息，通过控制及传输单元进行压缩处理后输出，进一步增加本装置的功能。

在一较佳实施例中，所述透光球体的内腔中还设置有照明设备，与所述控制及传输单元连接，用于在监控区域光线不足或黑暗环境下进行照明。

透光球体中内腔中还可设置电源模块，为上述摄像头、各类传感器、照明设备提供电能，可由锂电池组成。

在一较佳实施例中，所述重力部件可为金属块，金属块的密度大，将金属块设置在平面支撑部上，将透光球体的重心拉低，偏向平面支撑部上；其中，重力部件也可采用石块等其他密度较大的物体代替。

本发明还提供一种应急通信系统，包括上述应急通信装置，还包括接收端监控系统30，与所述控制及传输单元无线连接，包括：

无线模块31，用于接收所述控制及传输单元发送的环境信息；

解压解码模块32，用于对所述环境信息进行解压解码；

处理显示模块33，用于对解压解码后的环境信息进行处理或显示；

指令模块34，用于发出控制指令至所述控制及传输单元，通过所述控制及传输单元控制所述信息采集单元、转动装置和照明设备。

接收端监控系统主要是对应急通信装置中控制及传输单元传输的数据进行接收、处理、显示、分析等；无线接收模块接收应急通信装置的信号，解压解码模块对数据进行解压解码处理，处理显示模块将解压解码的数据进一步处理后进行显示，处理显示模块可分析摄像头传输的图像和视频数据的具体参数，如清晰度、动态调整、焦距等参数，监控人员可通过各个参数，通过指令模块，进行控制指令的触发，生成的控制指令由指令模块通过无线模块发射出去，无线传输方法可以是GSM/GPRS、CDMA、3G、wifi和COFDM等方式的一种或多种，应急通信装置的控制及传输模块可以接收到该指令，并能做出相应处理，从而完成控制指令的发射、接收及处理，如可控制所述摄像头、音频传感器、环境信息采集传感器的采集周期，或者控制所述照明设备的开合。为了避免控制发射无线单元的无线发射频率与球体发射端发射模块的无线频率的互相干扰，二者频率差应大于200MHz，控制发射无线单元的无线发射频率可以选择在300～900MHz之间选择。

在一较佳实施例中，所述接收端监控系统还可包括合成模块，用于：获取解压解码后得到的环境信息中的图像；对所述图像滤除噪声；将滤除噪声后的所述图像转换为二值图像，根据二值图像中的像素值分布，删除无效图像；在剩余图像中，将在预设时间阈值内拍摄的图像进行分组，获得各个图像集合；对每个图像集合内的图像提取边缘特征，根据边缘特征对多张图像进行拼接，得到全景图像；

在本实施例中，首先获取环境信息中的图像，对所有图像进行降噪，滤除噪声，提高图像的质量；

接着对有遮挡或角度不对或采集数据不正确的图像数据直接删除抛弃，具体做法是将所有图像转换为二值图像，读取二值图像中各个像素点的像素值，根据图像中像素点的分布情况，删除无效图像；例如，若某个摄像头被墙壁遮挡，则拍摄到的图像大部分区域为墙壁，转换为二值图像后，该区域的像素值都为0，因此可预设像素点判断阈值，当同个像素值的像素点分布大小或个数超过阈值，可则删除该图像；

在自动筛选完图像后，可对剩余的图像开始进行合成处理；球体内的视频传感器会设置采集周期，球体内设置了多个摄像头，各个摄像头拍摄到不同方位角度的图像，在合成全景图像时，进行合成的多张图像必须是同个时间段拍摄的；因此，获取每张图像的参数，读取其中的拍摄时间，根据预设的时间阈值将各张图像进行分组，将同个时间或一个时间间隔内拍摄到的图像分为一组，得到多个图像集合；

对于同个集合内的多张图像，则可提取边缘特征，根据图像的拍摄角度、视场方向等拍摄参数对图像进行旋转、平移变换，最后根据边缘特征对多张图像进行合成，得到全景图像；

通过本模块对图像的合成处理，能自动将多张有关联的图像合成处理为一张全景图像，快速还原拍摄现场的具体情况，提高监控人员的监控效率。

上述应急通信装置，透光球体表面上设有一平面支撑部，其中心位置上固定有重力部件，使球体的中心稳定靠近球体的平面支撑部，球体在滚动后静止时由于重力作用，平面支撑部能朝下贴紧地面，使应急通信装置静止稳固，透光球体内部的信息采集单元能稳定地采集环境信息；在透光球体的内腔中还设有控制及传输单元，本发明装置可由专业人员抛入需监控区域，能深入应急现场，信息采集单元根据需要采集现场的信息，比如可拍摄现场情况照片、采集语音数据和其他环境数据等，然后通过控制及传输单元输出上述采集的环境信息至接收端监控系统；接收端监控系统接收所述环境信息，提取其中的图像，运用图像合成处理技术合成全景图像，能及时确定应急现场的具体情况，做出救援决策和控制措施。接收端监控系统也可以将所接收到的图像、声音和环境等各种信息转发到指挥控制中心，供指挥控制中心了解事故现场的具体情况。

本发明体积小、成本低、操作简单，能应用于情况不明、高度危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施检测的区域；应急通信装置能代替专业人员进入事故发生环境，减少了人员受意外伤害的可能性；应急通信装置具有移动灵活的特点，方便适用于多种特殊场景，具有广泛用途；应急通信装置具有高度集成性，可以根据需要集成多种类型的信息采集单元，能一次性完成多种信息数据的采集。

应急通信装置中通过一组大冗余、低成本的简单传感器协同工作，以更直接、更精确的方式对环境信息进行全面检测，进而实现对复杂环境或复杂事件的精确感知。应急通信装置具有高可靠性、高抗毁性、随需而设、即抛即用等特点，尤其适合人员无法直接进入的突发安全事故场合，比如地震、核辐射泄露、化学品泄漏、河流污染、火灾、矿难等需要快速、灵活部署的突发性灾难事件等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应急通信装置，其特征在于，包括具有内腔的透光球体，所述透光球体表面上设有一平面支撑部；所述透光球体内腔中，在所述平面支撑部的中心位置上固定有重力部件；所述透光球体内腔还设置有电源、用于采集环境信息的信息采集单元和用于处理及输出所述环境信息的控制及传输单元，所述电源和所述信息采集单元分别和所述控制及传输单元连接。

2.根据权利要求1所述的应急通信装置，其特征在于，所述信息采集单元包括一摄像头，所述摄像头竖直安装在所述平面支撑部上。

3.根据权利要求2所述的应急通信装置，其特征在于，在所述透光球体内腔中还设置有转动装置，分别与所述摄像头和所述控制及传输单元连接，在所述控制及传输单元的控制下，所述转动装置驱动所述摄像头按任意角度转动。

4.根据权利要求3所述的应急通信装置，其特征在于，所述转动装置为电机。

5.根据权利要求1所述的应急通信装置，其特征在于，所述信息采集单元包括多个音频传感器和/或环境信息采集传感器，分别固定在所述平面支撑部上，所述音频传感器、环境信息采集传感器都与所述控制及传输单元连接。

6.根据权利要求5所述的应急通信装置，其特征在于，所述环境信息采集传感器包括以下一种或多种传感器：温度传感器、湿度传感器、有害物质传感器、辐射传感器。

7.根据权利要求1所述的应急通信装置，其特征在于，所述透光球体的内腔中还设置有照明设备，与所述控制及传输单元连接。

8.根据权利要求1所述的应急通信装置，其特征在于，所述重力部件为金属块。

9.一种应急通信系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的应急通信装置，还包括接收端监控系统，与所述控制及传输单元无线连接，所述接收端监控系统包括：

无线模块，用于接收所述控制及传输单元发送的环境信息；

解压解码模块，用于对所述环境信息进行解压解码；

处理显示模块，用于对解压解码后的环境信息进行处理或显示；

指令模块，用于发出控制指令至所述控制及传输单元，通过所述控制及传输单元控制所述信息采集单元、转动装置和照明设备。

10.根据权利要求9所述的应急通信系统，其特征在于，所述接收端监控系统还包括合成模块，用于：获取解压解码后得到的环境信息中的图像；对所述图像滤除噪声；将滤除噪声后的所述图像转换为二值图像，根据二值图像中的像素值分布，删除无效图像；在剩余图像中，将在预设时间阈值内拍摄的图像进行分组，获得各个图像集合；对每个图像集合内的图像提取边缘特征，根据边缘特征对多张图像进行拼接，得到全景图像。

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