CN108873921A - 一种搜救无人机的安全控制系统及方法 - Google Patents

一种搜救无人机的安全控制系统及方法 Download PDF

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    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Abstract

本发明公开了一种搜救无人机的安全控制系统及方法。该安全控制系统包括：无人机、地面基站、终端；地面基站接收终端分配的任务，并与无人机无线连接，控制无人机执行任务；无人机顶端分别设置有麦克风、摄像头和扬声器，摄像头收集搜救区的周围环境信息，并通过麦克风和扬声器喊话通知被救援人员无人机已到达；无人机内设有GPS模块、无线通讯模块、任务分配模块、报警模块、矫正模块、飞行姿态控制器、MCU和电机，无人机的四个侧面、机底以及机顶都设有障碍物传感器，矫正模块用于对无人机进行位置矫正；飞行姿态控制器将矫正信息转化为电信号控制所述电机的输出，控制无人机飞行状态。该发明能自行避开障碍物，并及时将物资送达灾区，搜救效率高。

Description

一种搜救无人机的安全控制系统及方法
技术领域
本发明涉及搜救无人机技术领域，特别是一种搜救无人机的安全控制系统及方法。
背景技术
近年来，在处置森林火灾、地震、洪水、泥石流、海啸等自然灾害事故及其他包括落水、因灾害困在山上、化学危险品泄漏等使人身财产处于险境中的突发事件时，因救援人员无法靠近或进入到灾害事故现场，救援物资不能最快送达等问题，一定程度上影响了救援工作，使救援人员面临着严峻的考验；尤其是无人机在搜救过程中，如果操作不好很容易撞到高大的树木或者飞行中的鸟类，造成机毁，会严重影响到搜救工作的进行。
发明内容
本发明的目的是提供了一种搜救无人机的安全控制系统及方法，能自行避开障碍物，并及时将物资送达灾区，搜救效率高。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种搜救无人机的安全控制系统，包括：无人机、地面基站、终端；所述终端与所述地面基站无线连接，所述地面基站接收终端分配的任务，并与所述无人机无线连接，控制所述无人机执行任务；
所述无人机顶端分别设置有麦克风、摄像头和扬声器，所述摄像头收集搜救区的周围环境信息，并通过麦克风和扬声器喊话通知被救援人员无人机已到达；所述无人机内设有GPS模块、无线通讯模块、任务分配模块、报警模块、矫正模块、飞行姿态控制器、MCU以及电机，所述GPS模块、所述无线通讯模块、所述任务分配模块、所述报警模块、所述矫正模块均与所述MCU电连接，所述MCU与所述飞行姿态控制器电连接，所述飞行姿态控制器与所述电机电连接，所述无人机的四个侧面、机底以及机顶都设有障碍物传感器，所述障碍物传感器与所述MCU电连接；所述麦克风、所述摄像头和所述扬声器均通过所述无线通讯模块与地面基站连接；所述GPS模块用于实时定位所述无人机所在的位置；所述报警模块，用于在检测到所述无人机周围有障碍物时进行报警；所述矫正模块用于对无人机进行位置矫正；所述飞行姿态控制器将所述矫正信息转化为电信号控制所述电机的输出，控制无人机飞行状态；所述任务分配模块用于终端输入任务命令并通过无线通讯模块发送至对应的无人机。
一种搜救无人机的安全控制方法，包括：
无人机开机通电，障碍物传感器检测无人机周围的障碍物信息；
所述障碍物传感器将障碍物信息发送给所述终端；
所述终端根据接收到的障碍物信息判断是否存在障碍物，若否，则按照原有路线飞行；若是，则启动报警模块进行报警，并将所述障碍物信息传输给所述MCU；
所述MCU将所述障碍物信息发送给所述矫正模块；
所述矫正模块根据所述障碍物信息对无人机进行位置矫正，并将矫正信息发送到所述飞行姿态控制器中；
所述飞行姿态控制器将所述矫正信息转化为电信号控制所述电机的输出，控制无人机飞行状态；
可选的，所述无人机通过摄像头收集搜救区的周围环境信息，并将搜救区的周围环境信息通过地面基站传送到所述终端；通过麦克风和扬声器向被救援人员喊话，通知被救援人员无人机已到达；所述终端根据接收到的环境信息向搜救区投放相应物资。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种搜救无人机的安全控制系统及方法，通过GPS模块实时定位，并通过摄像头查看救援现场情况，向被困人员投放物资；通过设置于无人机周围的障碍物传感器实时监测无人机周围的障碍物信息，通过矫正模块与飞行姿态控制器驱动无人机改变飞行状态，使无人机能避开障碍物继续飞行，提高了搜救无人机的搜救效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种搜救无人机的安全控制系统的整体结构图；
图2为本发明实施例一种搜救无人机的安全控制系统的内部结构图；
其中，图中标号为：无人机101、地面基站102、终端103、麦克风104、摄像头105、扬声器106、障碍物传感器107、GPS模块201、无线通讯模块202、任务分配模块203、报警模块204、矫正模块205、飞行姿态控制器207、MCU206以及电机208。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供了一种搜救无人机的安全控制系统及方法，能自行避开障碍物，并及时将物资送达灾区，搜救效率高。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例图1为本发明实施例一种搜救无人机的安全控制系统的整体结构图；图2为本发明实施例一种搜救无人机的安全控制系统的内部结构图。
如图1和图2所示，一种搜救无人机的安全控制系统，包括：无人机101、地面基站102、终端103；所述终端103与所述地面基站102无线连接，所述地面基站102接收终端103分配的任务，并与所述无人机101无线连接，控制所述无人机101执行任务；
所述无人机101顶端分别设置有麦克风104、摄像头105和扬声器106，所述摄像头105收集搜救区的周围环境信息，并通过麦克风104和扬声器106喊话通知被救援人员无人机101已到达；所述无人机101内设有GPS模块201、无线通讯模块202、任务分配模块203、报警模块204、矫正模块205、飞行姿态控制器207、微控制单元206以及电机208，所述GPS模块201、所述无线通讯模块202、所述任务分配模块203、所述报警模块204、所述矫正模块205均与所述微控制单元206电连接，所述微控制单元206与所述飞行姿态控制器207电连接，所述飞行姿态控制器207与所述电机208电连接，所述无人机101的四个侧面、机底以及机顶都设有障碍物传感器107，所述障碍物传感器107与所述微控制单元206电连接；所述麦克风104、所述摄像头105和所述扬声器106均通过所述无线通讯模块202与地面基站102连接；所述GPS模块201用于实时定位所述无人机101所在的位置；所述报警模块204，用于在检测到所述无人机101周围有障碍物时进行报警；所述矫正模块205用于对无人机101进行位置矫正；所述飞行姿态控制器207将所述矫正信息转化为电信号控制所述电机208的输出，控制无人机101飞行状态；所述任务分配模块203用于终端103输入任务命令并通过无线通讯模块202发送至对应的无人机101。
一种搜救无人机的安全控制方法，包括：
无人机101开机通电，障碍物传感器107检测无人机101周围的障碍物信息；
所述障碍物传感器107将障碍物信息发送给所述终端103；
所述终端103根据接收到的障碍物信息判断是否存在障碍物，若否，则按照原有路线飞行；若是，则启动报警模块204进行报警，并将所述障碍物信息传输给所述微控制单元206；
所述微控制单元206将所述障碍物信息发送给所述矫正模块205；
所述矫正模块205根据所述障碍物信息对无人机101进行位置矫正，并将矫正信息发送到所述飞行姿态控制器207中；
所述飞行姿态控制器207将所述矫正信息转化为电信号控制所述电机208的输出，控制无人机101飞行状态；
所述无人机101通过摄像头105收集搜救区的周围环境信息，并将搜救区的周围环境信息通过地面基站102传送到所述终端103；通过麦克风104和扬声器106向被救援人员喊话，通知被救援人员无人机101已到达；所述终端103根据接收到的环境信息向搜救区投放相应物资。
本发明提供了一种搜救无人机的安全控制系统及方法，通过GPS模块实时定位，并通过摄像头查看救援现场情况，向被困人员投放物资；通过设置于无人机周围的障碍物传感器实时监测无人机周围的障碍物信息，通过矫正模块与飞行姿态控制器驱动无人机改变飞行状态，使无人机能避开障碍物继续飞行，提高了搜救无人机的搜救效率。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种搜救无人机的安全控制系统，其特征在于，包括：无人机、地面基站、终端；所述终端与所述地面基站无线连接，所述地面基站接收终端分配的任务，并与所述无人机无线连接，控制所述无人机执行任务；
所述无人机顶端分别设置有麦克风、摄像头和扬声器，所述摄像头收集搜救区的周围环境信息，并通过麦克风和扬声器喊话通知被救援人员无人机已到达；所述无人机内设有GPS模块、无线通讯模块、任务分配模块、报警模块、矫正模块、飞行姿态控制器、MCU以及电机，所述GPS模块、所述无线通讯模块、所述任务分配模块、所述报警模块、所述矫正模块均与所述MCU电连接，所述MCU与所述飞行姿态控制器电连接，所述飞行姿态控制器与所述电机电连接，所述无人机的四个侧面、机底以及机顶都设有障碍物传感器，所述障碍物传感器与所述MCU电连接；所述麦克风、所述摄像头和所述扬声器均通过所述无线通讯模块与地面基站连接；所述GPS模块用于实时定位所述无人机所在的位置；所述报警模块，用于在检测到所述无人机周围有障碍物时进行报警；所述矫正模块用于对无人机进行位置矫正；任务分配模块用于终端输入任务命令并通过无线通讯模块发送至对应的无人机；所述飞行姿态控制器将所述矫正信息转化为电信号控制所述电机的输出，控制无人机飞行状态。
2.一种搜救无人机的安全控制方法，包括：
无人机开机通电，障碍物传感器检测无人机周围的障碍物信息；
所述障碍物传感器将障碍物信息发送给所述终端；
所述终端根据接收到的障碍物信息判断是否存在障碍物，若否，则按照原有路线飞行；若是，则启动报警模块进行报警，并将所述障碍物信息传输给所述MCU；
所述MCU将所述障碍物信息发送给所述矫正模块；
所述矫正模块根据所述障碍物信息对无人机进行位置矫正，并将矫正信息发送到所述飞行姿态控制器中；
所述飞行姿态控制器将所述矫正信息转化为电信号控制所述电机的输出，控制无人机飞行状态。
3.根据权利要求2所述的一种搜救无人机的安全控制方法，其特征在于，所述无人机通过摄像头收集搜救区的周围环境信息，并将搜救区的周围环境信息通过地面基站传送到所述终端；通过麦克风和扬声器向被救援人员喊话，通知被救援人员无人机已到达；所述终端根据接收到的环境信息向搜救区投放相应物资。
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