CN109323694A - 一种基于无人机的室内定位以及搜救系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，包括地面站和无人机两部分，所述地面站包括控制计算机、模型生成界面、控制界面、UWBLOC基站和数据传输模块，所述无人机包括无人机本体、飞行控制系统、信号传输器、室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块，通过设置火情采集模块来判断火情大小和空间分布以及变化趋势，同时设置生命探测模块探测活着的生命体，再设置气体检测装置来判断有害气体的浓度，并且将这些探测结果在模型生成界面显示出来供消防员参考，本发明能够对火灾现场进行有效且全面的信息收集，供消防员参考，帮助消防员制定救援策略，减少救援的难度和危险性。
Description
技术领域
本发明涉及消防搜索救援领域，具体涉及一种基于无人机的室内定位以及搜救系统。
背景技术
目前城市里的高楼大厦很多，建筑密度非常高，相对的人员也十分密集，尤其像小区、学校、商场、写字楼之类的地方，一旦出现意外发生火灾，则消防员救援时会伴随着极大的困难和危险，因此采用无人机或机器人之类的机械来代替消防员进行搜索十分必要。
中国专利申请号：201720629838.6公开了一种消防救援侦查无人机，包括无人机组和设置于消防控制中心的控制无人机组的遥控单元，所述的无人机组中的无人机上均设置有监控及拍摄单元，导航单元，烟物感应单元和语音报警和提示单元，无线传输模块，所述的无人机组包括救援设备无人机，侦查设备无人机，空中电桩无人机，所述的空中电桩无人机位于救援设备无人机、侦查设备无人机组之间且通过线缆彼此电线连接，救援设备无人机、侦查设备无人机组与空中电桩无人机之间通过无线传输模块信息互通，遥控单元的控制器通过感应触感单元的触感信息控制救援设备无人机的救援设备的输出，救援及时，保证消防救援的效率。但该发明仅靠拍摄单元来观测火情和被困人员，在烟雾和火光中难以起到明显效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，通过设置火情采集模块采用热成像技术来判断火情大小和空间分布以及变化趋势，同时设置生命探测模块采用雷达超宽频技术探测活着的生命体，再设置气体检测装置来判断有害气体的浓度，并且将这些探测结果在模型生成界面显示出来供消防员参考，本发明能够对火灾现场进行有效且全面的信息收集，供消防员参考，帮助消防员制定救援策略，减少救援的难度和危险性。
一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，包括地面站和无人机两部分，所述地面站包括控制计算机、模型生成界面、控制界面、UWBLOC基站和数据传输模块，所述控制计算机用于控制无人机和建立火灾模型，所述模型生成界面用于显示火灾模型，所述控制界面为工作人员控制无人机的操作平台，所述UWBLOC基站用于给无人机定位，所述数据传输模块用于和无人机进行数据交互；
所述无人机包括无人机本体、飞行控制系统、信号传输器、室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块，所述信号传输器、室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块位于无人机本体上，所述信号传输器用于传输信号与地面站进行数据交互，所述室内定位模块用于和UWBLOC基站配合给无人机进行定位，所述气体检测模块用于检测有害气体浓度信息并传给数据处理模块，所述摄像头用于拍摄现场室内画面并传给数据处理模块，所述火情采集模块用于采集火势信息并传给数据处理模块，所述生命探测模块用于检测生命体特征信息并传给数据处理模块，所述数据处理模块用于处理有害气体浓度信息、室内画面、火势信息和生命体特征信息并通过信号传输器传给地面站。
优选的，所述火灾模型包括火情大小和空间分布以及变化趋势、生命体位置分布及其运动轨迹、有害气体浓度。
优选的，所述火情采集模块采用热成像技术判断火情大小和空间分布以及变化趋势。
优选的，所述生命探测模块采用雷达超宽频技术来探测生命体分布及其运动轨迹。
优选的，所述室内定位模块和UWBLOC基站采用UWBLOC技术提供无人机飞行过程中位置坐标。
优选的，所述控制计算机能够通过飞行控制系统控制无人机本体飞行，且能够开启和关闭室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块。
本发明的优点在于：通过设置火情采集模块采用热成像技术来判断火情大小和空间分布以及变化趋势，同时设置生命探测模块采用雷达超宽频技术探测活着的生命体，再设置气体检测装置来判断有害气体的浓度，并且将这些探测结果在模型生成界面显示出来供消防员参考，本发明能够对火灾现场进行有效且全面的信息收集，供消防员参考，帮助消防员制定救援策略，减少救援的难度和危险性。
附图说明
图1为本发明的系统原理图；
图2为本发明的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例一：
如图1至图2所示，一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，包括地面站和无人机两部分，所述地面站包括控制计算机、模型生成界面、控制界面、UWBLOC基站和数据传输模块，所述控制计算机用于控制无人机和建立火灾模型，所述模型生成界面用于显示火灾模型，所述控制界面为工作人员控制无人机的操作平台，所述UWBLOC基站用于给无人机定位，所述数据传输模块用于和无人机进行数据交互；
所述无人机包括无人机本体、飞行控制系统、信号传输器、室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块，所述信号传输器、室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块位于无人机本体上，所述信号传输器用于传输信号与地面站进行数据交互，所述室内定位模块用于和UWBLOC基站配合给无人机进行定位，所述气体检测模块用于检测有害气体浓度信息并传给数据处理模块，所述摄像头用于拍摄现场室内画面并传给数据处理模块，所述火情采集模块用于采集火势信息并传给数据处理模块，所述生命探测模块用于检测生命体特征信息并传给数据处理模块，所述数据处理模块用于处理有害气体浓度信息、室内画面、火势信息和生命体特征信息并通过信号传输器传给地面站。室内定位模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块能够对火灾现场进行有效且全面的信息收集。
实施例二：
如图1至图2所示，一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，包括地面站和无人机两部分，所述地面站包括控制计算机、模型生成界面、控制界面、UWBLOC基站和数据传输模块，所述控制计算机用于控制无人机和建立火灾模型，所述模型生成界面用于显示火灾模型，所述控制界面为工作人员控制无人机的操作平台，所述UWBLOC基站用于给无人机定位，所述数据传输模块用于和无人机进行数据交互；
所述无人机包括无人机本体、飞行控制系统、信号传输器、室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块，所述信号传输器、室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块位于无人机本体上，所述信号传输器用于传输信号与地面站进行数据交互，所述室内定位模块用于和UWBLOC基站配合给无人机进行定位，所述气体检测模块用于检测有害气体浓度信息并传给数据处理模块，所述摄像头用于拍摄现场室内画面并传给数据处理模块，所述火情采集模块用于采集火势信息并传给数据处理模块，所述生命探测模块用于检测生命体特征信息并传给数据处理模块，所述数据处理模块用于处理有害气体浓度信息、室内画面、火势信息和生命体特征信息并通过信号传输器传给地面站。
所述火灾模型包括火情大小和空间分布以及变化趋势、生命体位置分布及其运动轨迹、有害气体浓度。基本囊括火灾中最重要的信息，对消防员消防救援提供帮助。
所述火情采集模块采用热成像技术判断火情大小和空间分布以及变化趋势。能够确保信息的准确性。
所述生命探测模块所述生命探测模块采用雷达超宽频技术来探测生命体分布及其运动轨迹。采用雷达超宽频技术，避免了其他因素的干扰，且搜索生命体快速又准确。
所述室内定位模块和UWBLOC基站采用UWBLOC技术提供无人机飞行过程中位置坐标。对无人机进行精准定位有助于判断火灾现场内各个地方的火情，对整个火灾中各个信息的空间定位提供坐标。
所述控制计算机能够通过飞行控制系统控制无人机本体飞行，且能够开启和关闭室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块。本发明还能够应用在火灾搜索救援以外的地方。
具体实施方式及原理：
启动无人机操纵无人机飞入到火灾现场，无人机上摄像头观测火灾内部情况，如果火光、烟雾或各种障碍物阻碍摄像头视线，则开启火情采集模块和生命探测模块，火情采集模块通过热成像技术，判断火情大小和空间分布以及变化趋势，并用颜色的深浅来表示火情大小，并根据无人机的室内定位模块给无人机定位从而判断火情的空间分布，火情采集模块实时采集信息来总结出火情的变化趋势，生命探测模块则在时刻的搜索被困人员，一旦搜索到则依靠无人机自身的定位来判断该被困人员的大致位置，同时气体检测装置则始终检测无人机飞行路径上的有害气体浓度，而这些信息经过数据处理模块处理后一直实时的通过信号传输器传输给地面站，并在模型生成界面显示出来，消防员则根据这些信息制定有效的救援策略，减少救援难度和风险。
基于上述，本发明操作便捷，通过设置火情采集模块采用热成像技术来判断火情大小和空间分布以及变化趋势，同时设置生命探测模块采用雷达超宽频技术探测活着的生命体，再设置气体检测装置来判断有害气体的浓度，并且将这些探测结果在模型生成界面显示出来供消防员参考，本发明能够对火灾现场进行有效且全面的信息收集，供消防员参考，帮助消防员制定救援策略，减少救援的难度和危险性。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (6)
1.一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，其特征在于，包括地面站和无人机两部分，所述地面站包括控制计算机、模型生成界面、控制界面、UWBLOC基站和数据传输模块，所述控制计算机用于控制无人机和建立火灾模型，所述模型生成界面用于显示火灾模型，所述控制界面为工作人员控制无人机的操作平台，所述UWBLOC基站用于给无人机定位，所述数据传输模块用于和无人机进行数据交互；
所述无人机包括无人机本体、飞行控制系统、信号传输器、室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块，所述信号传输器、室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块位于无人机本体上，所述信号传输器用于传输信号与地面站进行数据交互，所述室内定位模块用于和UWBLOC基站配合给无人机进行定位，所述气体检测模块用于检测有害气体浓度信息并传给数据处理模块，所述摄像头用于拍摄现场室内画面并传给数据处理模块，所述火情采集模块用于采集火势信息并传给数据处理模块，所述生命探测模块用于检测生命体特征信息并传给数据处理模块，所述数据处理模块用于处理有害气体浓度信息、室内画面、火势信息和生命体特征信息并通过信号传输器传给地面站。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，其特征在于：所述火灾模型包括火情大小和空间分布以及变化趋势、生命体位置分布及其运动轨迹、有害气体浓度。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，其特征在于：所述火情采集模块采用热成像技术判断火情大小和空间分布以及变化趋势。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，其特征在于：所述生命探测模块采用雷达超宽频技术来探测生命体分布及其运动轨迹。
5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，其特征在于：所述室内定位模块和UWBLOC基站采用UWBLOC技术提供无人机飞行过程中位置坐标。
6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的室内定位以及搜救系统，其特征在于：所述控制计算机能够通过飞行控制系统控制无人机本体飞行，且能够开启和关闭室内定位模块、数据处理模块、气体检测模块、摄像头、火情采集模块和生命探测模块。
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