CN107284655A - 一种基于无人机的摩天轮保护装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机的摩天轮保护装置，包括无人机、第一连接装置以及箱体，箱体包括控制室以及座舱，控制室包括处理器、驱动装置、定位装置以及轨迹检测装置，定位装置用于锁定座舱当前的位置，轨迹检测装置用于检测箱体的运动轨迹，箱体还包括第一激光测距仪以及警示装置，第一激光测距仪用于测量箱体与地面之间的竖直距离值，警示装置用于发出警示音提醒用户，无人机包括摄像头、第二激光测距仪、亮度传感器以及聚光灯，摄像头用于拍摄无人机前进方向的画面，第二激光测距仪与处用于测量无人机与前方障碍物之间的水平距离值，亮度传感器用于检测无人机周围环境的亮度值并将其发送给处理器，聚光灯用于照亮无人机飞行的方向。

Description

一种基于无人机的摩天轮保护装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及游乐设施领域，特别涉及一种基于无人机的摩天轮保护装置及其工作方法。

背景技术

近年来，在很多国家，随着生活水平的提高，对于游玩的兴趣变得更高，其中游乐园就是一个很好的去处。如今，国内各类游乐性的主题公园增长很快，各地大型游乐设施的数量也在快速增加。这些新型的游乐设施一般以高度、速度和旋转带给人们不同的刺激体验。但是，游乐设施在给人们带来刺激和快乐的同时，安全事故却时有发生，有的甚至造成了重大的游客伤亡和财产损失。

摩天轮作为一个供人们游乐玩耍的乘坐设备，已经成为一个城市或者游乐园的标志性建筑。随着摩天轮越建越高，摩天轮结构的安全性也被设计者更加重视，但是尽管如此，世界各地也时常有关于摩天轮的安全事故发生。

发明内容

发明目的：为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种基于无人机的摩天轮保护装置及其工作方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

技术方案：一种基于无人机的摩天轮保护装置，包括无人机、第一连接装置以及箱体，其特征在于，所述箱体包括控制室以及座舱，所述控制室包括处理器、驱动装置、定位装置以及轨迹检测装置，所述驱动装置与所述处理器连接，所述定位装置与所述处理器连接，用于锁定所述座舱当前的位置，所述轨迹检测装置与所述处理器连接，用于检测所述箱体的运动轨迹与预设轨迹是否吻合，所述箱体还包括第一激光测距仪以及警示装置，所述第一激光测距仪与所述处理器连接，用于测量所述箱体与地面之间的竖直距离值并将其发送给所述处理器，所述警示装置与所述驱动装置连接，用于发出警示音提醒用户，所述无人机包括摄像头、第二激光测距仪、亮度传感器以及聚光灯，所述摄像头与所述处理器连接，用于拍摄所述无人机前进方向的画面并将其发送给所述处理器，所述第二激光测距仪与所述处理器连接，用于测量所述无人机与前方障碍物之间的水平距离值并将其发送给所述处理器，所述亮度传感器与所述处理器连接，用于检测所述无人机周围环境的亮度值并将其发送给所述处理器，所述聚光灯与所述驱动装置连接，用于照亮所述无人机飞行的方向，所述箱体通过第二连接装置与摩天轮连接，所述第二连接装置包括电动开关，所述电动开关与所述驱动装置连接。

作为本发明的一种优选方式，所述第一连接装置上方设置有停机板，摩天轮正常工作时，所述无人机进入休眠模式，停放在所述停机板上。

作为本发明的一种优选方式，所述箱体还包括遮盖装置，所述遮盖装置包括遮盖布以及旋转装置，所述遮盖布与所述旋转装置连接，所述旋转装置与所述驱动装置连接。

作为本发明的一种优选方式，所述箱体还包括避震装置，所述避震装置包括钢板以及弹簧。

作为本发明的一种优选方式，所述箱体还包括压力传感器以及速度传感器，所述压力传感器与所述处理器连接，用于检测用户对所述箱体的压力值并将其发送给所述处理器，所述速度传感器与所述处理器连接，用于检测所述箱体下降的速度并将其发送给所述处理器。

作为本发明的一种优选方式，包括以下工作步骤：

a)在所述轨迹检测装置中设置预设轨迹，即所述摩天轮的运动轨迹，所述预设轨迹包括所述摩天轮的运动方向以及运动速率；

b)当所述摩天轮启动后，所述定位装置获取所述箱体的位置并将其发送给所述处理器；

c)所述处理器将所述箱体的位置导入所述轨迹检测装置，并判断所述箱体的运动轨迹是否与所述摩天轮的运动轨迹吻合；

d)若否，则所述处理器进一步判断所述箱体与所述摩天轮是否保持连接；

e)若是，则向所述驱动装置输出脱离信号，所述驱动装置驱动所述电动开关开闭；

f)所述处理器向所述无人机输出飞信号，所述无人机携带所述箱体飞离。

作为本发明的一种优选方式，步骤d还包括：

所述处理器向所述驱动装置输出遮盖信号，所述驱动装置驱动所述旋转装置旋转预设角度，所述遮盖布将所述箱体遮盖。

作为本发明的一种优选方式，步骤f还包括：

所述亮度传感器检测所述无人机周围环境的亮度值并将其发送给所述处理器；

所述处理器判断所述亮度值是否小于等于预设亮度值；

若是，则向所述驱动装置输出照明信号，所述驱动装置驱动所述聚光灯开启。

作为本发明的一种优选方式，步骤f还包括：

所述第二激光测距仪测量所述无人机与前方障碍物之间的水平距离值并将其发送给所述处理器；

所述处理器判断所述水平距离值是否小于等于预设距离值；

若是，则向所述无人机输出躲避信号，所述无人机向两侧飞行。

作为本发明的一种优选方式，步骤f还包括：

所述压力传感器检测用户对所述箱体的压力值并将其发送给所述处理器，所述处理器根据所述压力值调整所述无人机的输出功率；

所述速度传感器检测所述箱体下降的速度并将其发送给所述处理器，所述处理器根据所述速度值进一步调整所述无人机的输出功率。

本发明实现以下有益效果：本发明能够在摩天轮发生意外之时，通过无人机将载有乘客的箱体带离至安全区域。通过定位装置以及轨迹检测装置实现对所述箱体运动轨迹的监测，在所述运动轨迹出现异常时，启动所述无人机。本发明还具备多项辅助功能，根据所述无人机周围环境亮度的变化自动启动照明设备；根据所述无人机前进方向的画面自动躲避障碍物；调整所述无人机的输出功率使其能够平稳降落；所述箱体底部设置有避震装置，能够减轻用户落地时的震感。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。图1为本发明提供的一种基于无人机的摩天轮保护装置结构示意图；

图2为本发明提供的第二连接装置结构示意图；

图3为本发明提供的无人机降落方法流程图；

图4为本发明提供的遮盖装置结构示意图；

图5为本发明提供的一种基于无人机的摩天轮保护装置的工作方法流程图；

图6为本发明提供的调整无人机降落速度的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

如图1、图2所示，一种基于无人机的摩天轮保护装置，包括无人机1、第一连接装置2以及箱体3，所述箱体3包括控制室4以及座舱5，所述控制室4包括处理器6、驱动装置7、定位装置8以及轨迹检测装置9，所述驱动装置7与所述处理器6连接，所述定位装置8与所述处理器6连接，用于锁定所述座舱5当前的位置，所述轨迹检测装置9与所述处理器6连接，用于检测所述箱体3的运动轨迹与预设轨迹是否吻合，所述箱体3还包括第一激光测距仪10以及警示装置11，所述第一激光测距仪10与所述处理器6连接，用于测量所述箱体3与地面之间的竖直距离值并将其发送给所述处理器6，所述警示装置11与所述驱动装置7连接，用于发出警示音提醒用户，所述无人机1包括摄像头12、第二激光测距仪13、亮度传感器14以及聚光灯15，所述摄像头12与所述处理器6连接，用于拍摄所述无人机1前进方向的画面并将其发送给所述处理器6，所述第二激光测距仪13与所述处理器6连接，用于测量所述无人机1与前方障碍物之间的水平距离值并将其发送给所述处理器6，所述亮度传感器14与所述处理器6连接，用于检测所述无人机1周围环境的亮度值并将其发送给所述处理器6，所述聚光灯15与所述驱动装置7连接，用于照亮所述无人机1飞行的方向，所述箱体3通过第二连接装置16与摩天轮连接，所述第二连接装置16包括电动开关17，所述电动开关17与所述驱动装置7连接。

所述第一连接装置2上方设置有停机板18，摩天轮正常工作时，所述无人机1进入休眠模式，停放在所述停机板18上。

所述箱体3还包括遮盖装置19，所述遮盖装置19包括遮盖布20以及旋转装置21，所述遮盖布20与所述旋转装置21连接，所述旋转装置21与所述驱动装置7连接。

所述箱体3还包括避震装置22，所述避震装置22包括钢板23以及弹簧24。

具体地，所述无人机1通过所述第一连接装置2与所述箱体3连接，所述无人机1位于所述箱体3上方位置，所述第一连接装置2上方设置有停机板18，在摩天轮正常工作时，所述无人机1进入休眠模式，停放在所述停机板18上，以节约能源的消耗。所述箱体3内部设置有控制室4以及座舱5，所述控制室4位于所述箱体3顶部，所述座舱5位于所述控制室4下方，所述箱体3下方设置有第一激光测距仪10，用于测量所述箱体3到地面之间的距离值并将其发送给所述处理器6，所述箱体3内部设置有警示装置11，所述警示装置11中预存有警示音，当所述摩天轮发生事故时，所述警示装置11播放预存的警示音，提醒用户保持镇定，本发明将会带领他们安全撤离。所述处理器6与游乐场内的远程终端建立连接，其中，所述处理器6与所述箱体3建立一一对应的关系，当所述摩天轮发生意外时，所述处理器6向所述远程终端发送报警信号，并实时向所述远程终端发送与所述处理器6对应的所述箱体3的具体位置，当所述箱体3安全着陆后，所述处理器6向所述远程终端发送接触危险信号。所述轨迹检测装置9中预先存储所述摩天轮的运动轨迹，若是所述摩天轮的工作情况发生变化时，例如摩天轮的转速更改时，在所述摩天轮工作之前，所述远程终端向所述处理器6发送所述摩天轮的新的运动轨迹，所述处理器6在所述轨迹检测装置9中覆盖新的运动轨迹。

如图3所示，所述第二激光测距仪13位于所述无人机1前方，用于测量所述无人机1与前方障碍物之间的水平距离值并将其发送给所述处理器6，所述无人机1可以包括多个摄像头12，所述摄像头12拍摄所述无人机1前进方向的画面并将其发送给所述处理器6，所述处理器6根据所述画面判断所述无人机1前进方向是否有障碍物，若有，则所述处理器6进一步判断所述水平距离值是否小于等于预设距离值，若是，则向所述无人机1输出躲避信号，所述无人机1向较为宽敞的一侧飞行。在所述无人机1飞行的过程中，所述处理器6根据所述画面判断所述箱体3下方区域是否适合降落，若是，则所述处理器6进一步判断所述竖直距离值是否小于等于预设距离值，若是，则向所述无人机1输出降落信号，所述无人机1携带所述箱体3着陆。

夜间发生事故时，往往会造成更大的财产损失，因为在夜间光线不明，事故发生的征兆不易被察觉以及事故发生后营救行动不易展开，所述无人机1配备有照明系统，包括亮度传感器14与聚光灯15，所述亮度传感器14检测所述无人机1周围环境的亮度值并将其发送给所述处理器6，所述处理器6判断所述亮度值是否小于等于预设亮度值，若是，则向所述驱动装置7输出照明信号，所述驱动装置7驱动所述聚光灯15开启。

如图4所示，在所述摩天轮发生事故时，乘坐的用户往往会惊慌失措，为了稳定用户的情绪，本发明除了提供警示装置11外还提供了遮盖装置19，所述遮盖装置19包括遮盖布20以及旋转装置21，所述遮盖装置19安装于所述箱体3透明的一侧，当所述旋转装置21启动时，所述遮盖布20下方将所述透明的一侧遮起来。

在所述箱体3落地时，会对其内的用户产生一个冲击力，可能会对用户产生伤害，所述箱体3下方设置有避震装置22，所述避震装置22包括钢板23以及弹簧24，所述弹簧24连接所述钢板23与所述箱体3，当所述箱体3接触到地面时，所述弹簧24会卸载掉大部分垂直载荷。

实施例二

如图5所示，一种基于无人机的摩天轮保护装置的工作方法，包括以下工作步骤：

a)在所述轨迹检测装置9中设置预设轨迹，即所述摩天轮的运动轨迹，所述预设轨迹包括所述摩天轮的运动方向以及运动速率；

b)当所述摩天轮启动后，所述定位装置8获取所述箱体3的位置并将其发送给所述处理器6；

c)所述处理器6将所述箱体3的位置导入所述轨迹检测装置9，并判断所述箱体3的运动轨迹是否与所述摩天轮的运动轨迹吻合；

d)若否，则所述处理器6进一步判断所述箱体3与所述摩天轮是否保持连接；

e)若是，则向所述驱动装置7输出脱离信号，所述驱动装置7驱动所述电动开关17开闭；

f)所述处理器6向所述无人机1输出飞信号，所述无人机1携带所述箱体3飞离。

步骤d还包括：

所述处理器6向所述驱动装置7输出遮盖信号，所述驱动装置7驱动所述旋转装置21旋转预设角度，所述遮盖布20将所述箱体3遮盖。

步骤f还包括：

所述亮度传感器14检测所述无人机1周围环境的亮度值并将其发送给所述处理器6；

所述处理器6判断所述亮度值是否小于等于预设亮度值；

若是，则向所述驱动装置7输出照明信号，所述驱动装置7驱动所述聚光灯15开启。

步骤f还包括：

所述第二激光测距仪13测量所述无人机1与前方障碍物之间的水平距离值并将其发送给所述处理器6；

所述处理器6判断所述水平距离值是否小于等于预设距离值；

若是，则向所述无人机1输出躲避信号，所述无人机1向两侧飞行。

具体地，在所述轨迹检测装置9中设置预设轨迹，所述预设轨迹即所述摩天轮的运动轨迹，所述预设轨迹包括所述摩天轮的运动方向以及运动速率，当所述摩天轮启动后，所述定位装置8获取所述箱体3的位置并将其实时发送给所述处理器6，所述处理器6将所述箱体3的位置导入所述轨迹检测装置9，所述处理器6根据所述箱体3位置的变化计算所述箱体3的运动轨迹，并将所述箱体3的运动轨迹与所述摩天轮的运动轨迹是否吻合，在所述摩天轮正常工作时，所述箱体3的运动轨迹应与所述摩天轮的运动轨迹相同，即在任意时刻两者的运动方向相同，运动速度相同，若是所述摩天轮非正常工作时，例如所述摩天轮停止运转、所述箱体3脱离所述摩天轮等情况，所述箱体3的运动轨迹与所述摩天轮的运动轨迹发生偏离，所述无人机1需要将所述箱体3带离所述摩天轮，所述处理器6进一步判断所述箱体3与所述摩天轮是否保持连接，若仍保持连接，则需要先断开连接，所述处理器6向所述驱动装置7输出脱离信号，所述驱动装置7驱动所述电动开关17开闭，所述摩天轮正常工作时，所述电动开关17呈开启状态，所述箱体3与所述摩天轮保持连接，若关闭所述电动开关17，所述箱体3与所述摩天轮断开连接，所述处理器6向所述无人机1输出飞信号，所述无人机1携带所述箱体3飞离。

实施例三

如图6所示，所述箱体3还包括压力传感器25以及速度传感器26，所述压力传感器25与所述处理器6连接，用于检测用户对所述箱体3的压力值并将其发送给所述处理器6，所述速度传感器26与所述处理器6连接，用于检测所述箱体3下降的速度并将其发送给所述处理器6。

步骤f还包括：

所述压力传感器25检测用户对所述箱体3的压力值并将其发送给所述处理器6，所述处理器6根据所述压力值调整所述无人机1的输出功率；

所述速度传感器26检测所述箱体3下降的速度并将其发送给所述处理器6，所述处理器6根据所述速度值进一步调整所述无人机1的输出功率。

具体地，所述座舱5底部设置有压力传感器25，所述眼里传感器能够检测用户对所述箱体3的压力值。若是所述摩天轮发生事故，所述无人机1携带所述箱体3下落时，应尽量使得所述箱体3保持平稳，缓慢下降。所述处理器6中预存压力值与所述无人机1输出功率的关系表，具体关系如下表所示：

压力值/N	A	B	C	D
					输出功率/kw	W	X	Y	Z

所述处理器6向所述无人机1输出飞信号，所述无人机1携带所述箱体3飞离,所述压力传感器25检测用户对所述箱体3的压力值并将其发送给所述处理器6，所述处理器6根据所述压力值提取出对应的输出功率并控制所述无人机1以该输出功率飞行，例如，所述压力传感器25检测用户对所述箱体3的压力值为AN，所述处理器6控制所述无人机1以Wkw的功率飞行；所述压力传感器25检测用户对所述箱体3的压力值为BN，所述处理器6控制所述无人机1以Xkw的功率飞行；所述压力传感器25检测用户对所述箱体3的压力值为CN，所述处理器6控制所述无人机1以Ykw的功率飞行；所述压力传感器25检测用户对所述箱体3的压力值为DN，所述处理器6控制所述无人机1以Zkw的功率飞行。但由于空气阻力的存在，以及类似刮风等自然因素的影响，会对所述无人机1以及箱体3的稳定性造成一定干扰，因此，所述箱体3还配备有速度传感器26，在所述无人机1以某一功率飞行时，所述速度传感器26检测所述箱体3下降的速度并将其发送给所述处理器6，所述处理器6根据所述速度值的变化向所述无人机1输出调整信号，使得所述速度值稳定在某一个中间值附近，例如，若所述处理器6判断所述速度值不断增大，则提高所述无人机1的输出功率；若所述处理器6判断所述速度值不断减小，则减小所述无人机1的输出功率。

该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于无人机的摩天轮保护装置，包括无人机（1）、第一连接装置（2）以及箱体（3），其特征在于，所述箱体（3）包括控制室（4）以及座舱（5），所述控制室（4）包括处理器（6）、驱动装置（7）、定位装置（8）以及轨迹检测装置（9），所述驱动装置（7）与所述处理器（6）连接，所述定位装置（8）与所述处理器（6）连接，用于锁定所述座舱（5）当前的位置，所述轨迹检测装置（9）与所述处理器（6）连接，用于检测所述箱体（3）的运动轨迹与预设轨迹是否吻合，所述箱体（3）还包括第一激光测距仪（10）以及警示装置（11），所述第一激光测距仪（10）与所述处理器（6）连接，用于测量所述箱体（3）与地面之间的竖直距离值并将其发送给所述处理器（6），所述警示装置（11）与所述驱动装置（7）连接，用于发出警示音提醒用户，所述无人机（1）包括摄像头（12）、第二激光测距仪（13）、亮度传感器（14）以及聚光灯（15），所述摄像头（12）与所述处理器（6）连接，用于拍摄所述无人机（1）前进方向的画面并将其发送给所述处理器（6），所述第二激光测距仪（13）与所述处理器（6）连接，用于测量所述无人机（1）与前方障碍物之间的水平距离值并将其发送给所述处理器（6），所述亮度传感器（14）与所述处理器（6）连接，用于检测所述无人机（1）周围环境的亮度值并将其发送给所述处理器（6），所述聚光灯（15）与所述驱动装置（7）连接，用于照亮所述无人机（1）飞行的方向，所述箱体（3）通过第二连接装置（16）与摩天轮连接，所述第二连接装置（16）包括电动开关（17），所述电动开关（17）与所述驱动装置（7）连接。

2.根据权利1所示的一种基于无人机的摩天轮保护装置，其特征在于：所述第一连接装置（2）上方设置有停机板（18），摩天轮正常工作时，所述无人机（1）进入休眠模式，停放在所述停机板（18）上。

3.根据权利1所示的一种基于无人机的摩天轮保护装置，其特征在于：所述箱体（3）还包括遮盖装置（19），所述遮盖装置（19）包括遮盖布（20）以及旋转装置（21），所述遮盖布（20）与所述旋转装置（21）连接，所述旋转装置（21）与所述驱动装置（7）连接。

4.根据权利1所示的一种基于无人机的摩天轮保护装置，其特征在于：所述箱体（3）还包括避震装置（22），所述避震装置（22）包括钢板（23）以及弹簧（24）。

5.根据权利1所示的一种基于无人机的摩天轮保护装置，其特征在于：所述箱体（3）还包括压力传感器（25）以及速度传感器（26），所述压力传感器（25）与所述处理器（6）连接，用于检测用户对所述箱体（3）的压力值并将其发送给所述处理器（6），所述速度传感器（26）与所述处理器（6）连接，用于检测所述箱体（3）下降的速度并将其发送给所述处理器（6）。

6.根据权利1-5任一项所述的一种基于无人机的摩天轮保护装置的工作方法，其特征在于：包括以下工作步骤：

a)在所述轨迹检测装置（9）中设置预设轨迹，即所述摩天轮的运动轨迹，所述预设轨迹包括所述摩天轮的运动方向以及运动速率；

b)当所述摩天轮启动后，所述定位装置（8）获取所述箱体（3）的位置并将其发送给所述处理器（6）；

c)所述处理器（6）将所述箱体（3）的位置导入所述轨迹检测装置（9），并判断所述箱体（3）的运动轨迹是否与所述摩天轮的运动轨迹吻合；

d)若否，则所述处理器（6）进一步判断所述箱体（3）与所述摩天轮是否保持连接；

e)若是，则向所述驱动装置（7）输出脱离信号，所述驱动装置（7）驱动所述电动开关（17）开闭；

f)所述处理器（6）向所述无人机（1）输出飞信号，所述无人机（1）携带所述箱体（3）飞离。

7.根据权利6所述的一种基于无人机的摩天轮保护装置的工作方法，其特征在于：步骤d还包括：

所述处理器（6）向所述驱动装置（7）输出遮盖信号，所述驱动装置（7）驱动所述旋转装置（21）旋转预设角度，所述遮盖布（20）将所述箱体（3）遮盖。

8.根据权利6所述的一种基于无人机的摩天轮保护装置的工作方法，其特征在于：步骤f还包括：

所述亮度传感器（14）检测所述无人机（1）周围环境的亮度值并将其发送给所述处理器（6）；

所述处理器（6）判断所述亮度值是否小于等于预设亮度值；

若是，则向所述驱动装置（7）输出照明信号，所述驱动装置（7）驱动所述聚光灯（15）开启。

9.根据权利6所述的一种基于无人机的摩天轮保护装置的工作方法，其特征在于：步骤f还包括：

所述第二激光测距仪（13）测量所述无人机（1）与前方障碍物之间的水平距离值并将其发送给所述处理器（6）；

所述处理器（6）判断所述水平距离值是否小于等于预设距离值；

若是，则向所述无人机（1）输出躲避信号，所述无人机（1）向两侧飞行。

10.根据权利6所述的一种基于无人机的摩天轮保护装置的工作方法，其特征在于：步骤f还包括：

所述压力传感器（25）检测用户对所述箱体（3）的压力值并将其发送给所述处理器（6），所述处理器（6）根据所述压力值调整所述无人机（1）的输出功率；

所述速度传感器（26）检测所述箱体（3）下降的速度并将其发送给所述处理器（6），所述处理器（6）根据所述速度值进一步调整所述无人机（1）的输出功率。