CN109665074A - 一种激光制导水面救援设备及其救援方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海上救援设备技术领域，尤其涉及一种激光制导水面救援设备，包括：主机箱、盖板、太阳能电池板、无人机飞行浮筒、开关及手持装置；手持装置包括：8倍光学望远镜和第一激光制导模块，根据8倍光学望远镜的观察结果和第一激光制导模块测距和方向的结果，对需救援人员位置进行初定位、规划无人机飞行浮筒飞行轨迹及计算降落坐标的处理器；每一无人机飞行浮筒上均设置有用于实时监控及对路线二次修正的高频摄像头及第二激光制导模块。具有能主动搜寻近海落难人员，然后发起救援行动，更好地保护了人民或者游客的人生安全，减少近海落难事故的发生，还有效降低了使用成本。另，本发明还提供了一种激光制导水面救援设备的救援方法。

Description

一种激光制导水面救援设备及其救援方法

技术领域

本发明涉及海上救援设备技术领域，尤其涉及一种激光制导水面救援设备及其救援方法。

背景技术

如今，对于海岸旅游景区，近海位置，时有游客因溺水伤亡。随着社会的发展，人们的安全意识不断提升，政府的职能或者旅游公司对于游客生命的保护的提升，要求有一种智能化的智能海面救援设备，以便更好保护游客的生命安全。

国际上，主要的海上救援系统，是人工辅助的救援系统和被动救援模式为主。在旅游景区，游客众多，导致人工辅助救援和被动救援都存在的一个共同的缺点就是，救援反应效率低下，容易因为救援时效低下而错过了最佳的救援时间，导致生命逝去。

海上救援，由于海浪的影响，人处于一种动态中，位置随时在变化，给救援造成了较大的困难，利用带激光的望眼镜实时观察海上险情，并且通过激光对救援位置实时定位，然后对位置进行实时矫正，让救援更加精准，可以节省救援时间；

即使目前存在主动携带式的GPS定位救援系统，但是因为该设备昂贵，也是存在如下问题：

1游客游泳/游玩时，自带GPS定位系统，该设备价格昂贵，不适合普通游客购买。

2若是有政府或者旅游景区管理单位承包，给游客配备人手一台GPS系统，也承担不起昂贵的购买和维护费用。

为此，需提供一种激光制导水面救援设备及其救援方法来克服上述缺陷。

发明内容

本发明提供了一种激光制导水面救援设备，具有能主动搜寻近海落难人员，然后发起救援行动，更好地保护了人民或者游客的人生安全，减少近海落难事故的发生，还有效降低了使用成本。

本发明还提供了一种激光制导水面救援设备的救援方法，能主动搜寻近海落难人员，然后发起救援行动，更好地保护了人民或者游客的人生安全，减少近海落难事故的发生，还有效降低了使用成本。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种激光制导水面救援设备，包括：主机箱，盖设在所述主机箱上的盖板，设置在所述盖板上、与所述主机箱连接的太阳能电池板，设置在所述主机箱内的无人机飞行浮筒，设置在所述盖板上的开关，及设置在所述主机箱内、且设置在所述无人机飞行浮筒一侧的手持装置；所述手持装置包括：8倍光学望远镜和第一激光制导模块，及包括根据所述8倍光学望远镜的观察结果和所述第一激光制导模块，对需救援人员位置进行初定位、规划无人机飞行浮筒飞行轨迹及计算降落坐标的处理器；每一所述无人机飞行浮筒上均设置有用于实时监控及对路线二次修正的高频摄像头及第二激光制导模块。

优选地，处理器包括：

初定位模块，根据所述8倍光学望远镜的观察结果和所述第一激光制导模块的测距离和方向结果、对需救援人员位置进行初定位及距离测算；

海拔气压测量模块，与所述第一激光制导模块连接、用于测量所述手持装置的海拔及气压；

电子罗盘模块，与所述第一激光制导模块连接、用于测量上述手持装置与被救援人员之间的方位；及

定位模块，与所述第一激光制导模块连接、用于对所述手持装置定位；

数据传输和处理模块，与所述初定位模块、所述海拔气压测量模块、达到电子罗盘模块连接、将处理的数据，传输给所述无人机飞行浮筒，并且启动所述无人机飞行浮筒，开始实施营救活动。

优选地，关闭所述盖板时、所述太阳能电池板则给每一所述无人机飞行浮筒及所述手持装置充电，打开所述盖板时、则自动断开充电状态。

优选地，所述无人飞行筒每间隔5秒起飞。

优选地，快速飞行时，所述无人飞行筒速度达36千米/小时。

本发明的一种激光制导水面救援设备，关闭所述盖板时、所述太阳能电池板对激光制导水面救援设备的整个系统充电，避免了本发明在使用过程中电源不足的缺陷，提高了使用的方便性，设置所述手持装置，实时观察水面情况，及根据观察结果、对需救援人员进行初定位，所述处理器根据接收到的信规划飞行轨迹及计算降落坐标，所述无人机飞行浮筒根据飞行轨迹起飞，并结合二次修正路线实时调整飞行轨迹，本发明具有能主动搜寻近海落难人员，然后发起救援行动，更好地保护了人民或者游客的人生安全，减少近海落难事故的发生，还有效降低了使用成本。

一种激光制导水面救援设备的救援方法，包括如下步骤：

激光制导对被救援人员进行初定位；

启动测量及定位模块、确定被救援人员具体位置；

无人机飞行浮筒起飞并根据计算轨迹飞行；

所述无人机飞行浮筒开启高频摄像头及激光制导模块，实时跟踪被救援人员及险情情况并将监测信息反馈至主机箱；

实时修正飞行路线；

当所述无人机飞行浮筒飞行至被救援者坐标位置上空3m处时，切换到自主控制状态且实时通过激光测算与被救援者坐标位置；

当所述无人机飞行浮筒飞行至被救援者坐标位置上空0.5m处时，关闭螺旋桨自由降落。

优选地，所述步骤“启动测量及定位模块、确定被救援人员具体位置”具体包括如下步骤：

启动测量及定位模块；

通过激光测量被救援人员与激光制导水面救援设备的距离，及测量激光制导水面救援设备的海拔及所在地的气压；

测量激光制导水面救援与被救援人员方位。

优选地，所述步骤“无人机飞行浮筒起飞并根据计算轨迹飞行”中，所述无人机飞行浮筒每间隔5分间隔起飞或者根据救生员输入指令起飞。

本发明的一种激光制导水面救援设备的救援方法，通过激光制导对被救援人员实行初定位、测距，及通过测量模块确定被救援人员与激光制导水面救援设备的方位，所述无人机飞行浮筒起飞并根据计算轨迹飞行，同时开启高频摄像头及激光制导模块，实时跟踪被救援人员及险情情况并将监测信息反馈至主机箱，无人机飞行浮筒根据修正的飞行路线实时调整飞行路线，避免了被救援者因为水流带来的影响，另外，当无人机飞行浮筒飞行至被救援者坐标位置上空3m处时，切换到自主控制状态且实时通过激光测算与被救援者坐标位置；当无人机飞行浮筒飞行至被救援者坐标位置上空0.5m处时，关闭螺旋桨自由降落，进一步提高了无人机飞行浮筒的降落位置的准确性，提高了救援成功度，本发明能主动搜寻近海落难人员，然后发起救援行动，更好地保护了人民或者游客的人生安全，减少近海落难事故的发生，还有效降低了使用成本。

附图说明

图1是本发明的一种激光制导水面救援设备的结构示意图。

图2是本发明的一种激光制导水面救援设备的救援方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图，具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

实施例1：

请参考图1，本发明的一种激光制导水面救援设备，包括：主机箱1，盖设在所述主机箱1上的盖板2，设置在所述盖板2上、与所述主机箱1连接的太阳能电池板3，设置在所述主机箱内的无人机飞行浮筒4，设置在所述盖板2上的开关5，及设置在所述主机箱1内、且设置在所述无人机飞行浮筒4一侧的所述手持装置6。所述无人机飞行浮筒4的个数为4个。

具体地，所述主机箱1内设置有所述无人机飞行浮筒4的充电位、所述手持装置6的充电位。

所述盖板2一侧边与所述主机箱1枢接，所述太阳能电池板3设置在所述盖板2上，关闭所述盖板2时、所述太阳能电池板3则给每一所述无人机飞行浮筒4及所述手持装置6充电，打开所述盖板2时、则自动断开充电状态，同时，关上所述盖板后实时进行各个系统的内部自检，并将各个系统的重要参数通过显示屏标识出来，让使用着者清楚了解整个系统的实时状态。

所述手持装置6包括：8倍光学望远镜、第一激光制导模块及处理器。具体地，所述8倍光学望远镜用以供救生员实时观察海面情况，当观察到险情时发送指令指示所述第一激光制导模块工作，所述第一激光制导模块接收到所述8倍光学望远镜的指令后、发送激光至需救援人员位置对其进行初定位及测距，同时，所述处理器测量待救员人员位置与所述手持装置6的方位，及测量所述手持装置6所在地的海拔及气压。处理器包括：初定位模块、海拔气压测量模块、电子罗盘模块、定位模块及数据传输和处理模块，所述初定位模块根据所述8倍光学望远镜的观察结果和所述第一激光制导模块的测距离和方向结果、对需救援人员位置进行初定位及距离测算，所述海拔气压测量模块与所述第一激光制导模块连接、用于测量所述手持装置的海拔及气压，所述电子罗盘模块与所述第一激光制导模块连接、用于测量上述手持装置与被救援人员之间的方位，所述定位模块与所述第一激光制导模块连接、用于对所述手持装置定位，所述数据传输和处理模块与所述初定位模块、所述海拔气压测量模块、达到电子罗盘模块连接、将处理的数据，传输给所述无人机飞行浮筒，并且启动所述无人机飞行浮筒，开始实施营救活动。更进一步地，每一所述无人机飞行浮筒4包括：飞行浮筒，间隔均匀地设置在所述飞行浮筒上的4个螺旋桨，及间隔均匀地开设在所述飞行浮筒周侧的过孔，所述过孔的个数不少于4个，所述无人机飞行浮筒的结构设置便于溺水者的救援使用。

所述无人机飞行浮筒4包括：用于实时监控及对路线二次修正的高频摄像头及第二激光制导模块。具体地，所述无人机飞行浮筒4在救生员按下开关5时启动待命状态，所述无人机飞行浮筒4的螺旋桨开始加速到一定的速度，当救生员按下所述手持装置6的锁定按键时，所述无人机飞行浮筒4垂直起飞至海拔6m，同时打开高频摄像头及实时第二激光制导模块，所述高频摄像头实时获取险情情况并反馈至处理器，所述第二激光制导模块对需救援人员位置进行二次修正，所述无人机飞行浮筒4根据修正后路线快速飞行至需救援人员的位置海拔3m处悬停，此时，所述无人机飞行浮筒4的飞行系统会马上切换到自主控制状态，在下降的同时，利用自身所携带的激光制导控制系统控制所述无人机飞行浮筒4，下降到救生员实时利用所述手持装置6发射出来的激光束所指定位置，当所述无人机飞行浮筒4下降到海拔0.5米高度时，关闭螺旋桨，以自由落体方式下降到溺水者的身边，0.5米的范围内，可以让溺水者抓到所述无人机飞行浮筒4。更具体地，所述无人机飞行浮筒4快速飞行的飞行速度达到36千米/小时，进一步地，所述无人机飞行浮筒4的整个救援时间，控制在200米的距离在40秒，300米的距离控制在50秒内。每一所述无人机飞行浮筒4每间隔5秒起飞，所述无人机飞行浮筒4也可根据救生员输入的指令起飞，将所述无人机浮筒4设置为间隔5秒起飞避免了第一次救援不成功时可立马执行二次救援，提高了救援的成功性，进一步地，救生员还可根据水面险情的实际情况，通过所述手持装置6的按键指示每一所述无人机飞行浮筒4发射至对应的溺水者位置，从而实现同时救援多名溺水者的功能。需要说明的是，所述手持装置6用随身带着用于瞭望,也可使用三脚架固定在瞭望台上，在发生险情时能快速了解险情并准确锁定救援对象的位置。当发现溺水者需要救援时，将目镜中的定位装置对准救援对象，按下测距按钮，手持设备将所得的测量数据发送回所述主机箱1。按下锁定键后，所述手持装置6中的激光发射器将长时保持发射激光光束，由救生员控制激光束照射在被救援对象位置，引导救生器材准确降落。

本发明的工作原理是：救援员打开所述盖板2上的开关5，所述主机箱1被打开，每一所述无人机飞行浮筒4启动待命状态，螺旋桨开始加速到一定的旋转速度，救生员通过所述8倍光学望远镜观察水面情况，当观察到险情时，所述处理器发送激光对需救援人员进行初定位、规划救援路线及对所述手持装置6所在地海拔及气压进行测量，当救生员按下所述手持装置6中的锁定按键时，所述无人机飞行浮筒4会马上垂直起飞，飞达海拔6米的位置，并在上升过程中接收所述主机箱1通过信号系统传输过来的飞行控制指令，快速飞行(飞行速度达到36千米/小时)到所述主机箱1传输过来被救援者在救生员按下锁定键时所在的GPS坐标点上空3米的位置悬停，这时，飞行系统会马上切换到自主控制状态，在下降的同时，利用自身所携带的激光制导控制系统控制所述无人机飞行浮筒4，下降到救生员实时利用所述手持装置6发射出来的激光束所指定位置，当所述无人机飞行浮筒4下降到海拔0.5米高度时，关闭螺旋桨，以自由落体方式下降到溺水者的身边，0.5米的范围内，可以让溺水者抓到浮筒。使得本发明具有能主动搜寻近海落难人员，然后发起救援行动，更好地保护了人民或者游客的人生安全，减少近海落难事故的发生，还有效降低了使用成本。

实施例2：

请参考图2，本发明的一种激光制导水面救援设备的救援方法。包括如下步骤：

01，激光制导对被救援人员进行初定位。具体地，救生员通过8倍光学望远镜实时观察水面，当检测到险情时，通过激光制导系统对溺水者进行初定位。

02，启动测量及定位模块。具体地，启动测量模块及定位模块。

03，通过激光测量被救援人员与激光制导水面救援设备的距离，及测量激光制导水面救援设备的海拔及所在地的气压。具体地，激光制导水面救援设备通过激光测量溺水者的距离，及测量激光制导水面救援设备的海拔及所在地的气压。

04，测量激光制导水面救援与被救援人员方位。具体地，激光制导水面救援设备通过罗盘模块测量激光制导水面救援设备的与溺水者直接的方位关系。

05，无人机飞行浮筒起飞并根据计算轨迹飞行。具体地，救生员按下激光制导救援设备的锁定按键，无人机飞行浮筒没间隔5分起飞，并根据主机传输的指令按计算轨迹飞行。需要说明的是，每一无人机飞行浮筒也通过按键控制彼此间起飞间隔，在救生员每一次按下按键时才起飞。需要说明的是，所述无人机飞行浮筒没间隔5分起飞使得救援失败能及时发出第二架无人机飞行浮筒，更进一步地提高了救援成功系数，结合所述8倍光学望远镜的使用，还可通过所述手持装置控制未起飞的无人机飞行浮筒发射到不同的溺水者位置处，使得本发明具有救援成功系数更高的同时，还具有可同时救援多名溺水者的特点。

06，无人机飞行浮筒开启高频摄像头及激光制导模块，实时跟踪被救援人员及险情情况并将监测信息反馈至主机箱。具体地，所述无人机飞行浮筒起飞后开启设置在自身上的高频摄像头及激光制导模块，所述高频摄像头实时获取险情情况并将获取结果传输至所述主机箱，激光制导模块发射激光至被溺水者位置。

07，实时修正飞行路线。具体地，激光制导模块通过激光实时修正溺水者的位置，所述无人机飞行浮筒根据修正路线飞行，避免了水流流动造成溺水者位置偏移进而影响救援效果。

08，当无人机飞行浮筒飞行至被救援者坐标位置上空3m处时，切换到自主控制状态且实时通过激光测算与被救援者坐标位置。具体地，所述无人机飞行浮筒在救生员按下锁定按键时马上垂直起飞，飞达海拔6米的位置，并在上升过程中接收主机通过信号系统传输过来的飞行控制指令，快速飞行(飞行速度达到36千米/小时)到主机传输过来被救援者在救生员按下锁定键时所在的GPS坐标点上空3米的位置悬停，这时，飞行系统会马上切换到自主控制状态，在下降的同时，利用自身所携带的激光制导控制系统控制所述无人机飞行浮筒，下降到救生员实时利用手持监测设备发射出来的激光束所指定位置。

09，当无人机飞行浮筒飞行至被救援者坐标位置上空0.5m处时，关闭螺旋桨自由降落。具体地，当所述无人机飞行浮筒下降到海拔0.5米高度时，关闭螺旋桨，以自由落体方式下降到溺水者的身边，0.5米的范围内，可以让溺水者抓到浮筒。更具体地，所述无人机飞行浮筒的整个救援时间，控制在200米的距离在40秒，300米的距离控制在50秒内。

本发明的工作原理是：救援员打开激光制导水面救援设备盖板上的电控开关，主机箱被打开，每一所述无人机飞行浮筒启动待命状态，螺旋桨开始加速到一定的旋转速度，救生员通过8倍光学望远镜观察水面情况，当观察到险情时，所述手持装置发送激光对需救援人员进行初定位、规划救援路线及对所述手持装置所在地海拔及气压进行测量，当救生员按下所述手持装置中的锁定按键时，所述无人机飞行浮筒会马上垂直起飞，飞达海拔6米的位置，并在上升过程中接收主机通过信号系统传输过来的飞行控制指令，快速飞行(飞行速度达到36千米/小时)到主机传输过来被救援者在救生员按下锁定键时所在的GPS坐标点上空3米的位置悬停，这时，飞行系统会马上切换到自主控制状态，在下降的同时，利用自身所携带的激光制导控制系统控制所述无人机飞行浮筒，下降到救生员实时利用所述手持装置发射出来的激光束所指定位置，当所述无人机飞行浮筒下降到海拔0.5米高度时，关闭螺旋桨，以自由落体方式下降到溺水者的身边，0.5米的范围内，可以让溺水者抓到浮筒。使得本发明具有能主动搜寻近海落难人员，然后发起救援行动，更好地保护了人民或者游客的人生安全，减少近海落难事故的发生，还有效降低了使用成本。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种激光制导水面救援设备，其特征在于，包括：主机箱，盖设在所述主机箱上的盖板，设置在所述盖板上、与所述主机箱连接的太阳能电池板，设置在所述主机箱内的无人机飞行浮筒，设置在所述盖板上的开关，及设置在所述主机箱内、且设置在所述无人机飞行浮筒一侧的手持装置；所述手持装置包括：8倍光学望远镜和第一激光制导模块，及包括根据所述8倍光学望远镜的观察结果和所述第一激光制导模块的测距离和方向结果、对需救援人员位置进行初定位、规划所述无人机飞行浮筒飞行轨迹及计算降落坐标的处理器；每一所述无人机飞行浮筒上均设置有用于实时监控及对路线二次修正的高频摄像头及第二激光制导模块。

2.如权利要求1的激光制导水面救援设备，其特征在于，处理器包括：

初定位模块，根据所述8倍光学望远镜的观察结果和所述第一激光制导模块的测距离和方向结果、对需救援人员位置进行初定位及距离测算；

海拔气压测量模块，与所述第一激光制导模块连接、用于测量所述手持装置的海拔及气压；

电子罗盘模块，与所述第一激光制导模块连接、用于测量上述手持装置与被救援人员之间的方位；及

定位模块，与所述第一激光制导模块连接、用于对所述手持装置定位；

数据传输和处理模块，与所述初定位模块、所述海拔气压测量模块、达到电子罗盘模块连接、将处理的数据，传输给所述无人机飞行浮筒，并且启动所述无人机飞行浮筒，开始实施营救活动。

3.如权利要求1的激光制导水面救援设备，其特征在于，关闭所述盖板时、所述太阳能电池板则给每一所述无人机飞行浮筒及所述手持装置充电，打开所述盖板时、则自动断开充电状态。

4.如权利要求1的激光制导水面救援设备，其特征在于，所述无人飞行筒每间隔5秒起飞。

5.如权利要求1或5的激光制导水面救援设备，其特征在于，快速飞行时，所述无人飞行筒速度达36千米/小时。

6.一种激光制导水面救援设备的救援方法，其特征在于，包括如下步骤：

激光制导对被救援人员进行初定位；

启动测量及定位模块、确定被救援人员具体位置；

无人机飞行浮筒起飞并根据计算轨迹飞行；

所述无人机飞行浮筒开启高频摄像头及激光制导模块，实时跟踪被救援人员及险情情况并将监测信息反馈至主机箱；

实时修正飞行路线；

当所述无人机飞行浮筒飞行至被救援者坐标位置上空3m处时，切换到自主控制状态且实时通过激光测算与被救援者坐标位置；

当所述无人机飞行浮筒飞行至被救援者坐标位置上空0.5m处时，关闭螺旋桨自由降落。

7.如权利要求6的激光制导水面救援设备的救援方法，其特征在于，所述步骤“启动测量及定位模块、确定被救援人员具体位置”具体包括如下步骤：

启动测量及定位模块；

通过激光测量被救援人员与激光制导水面救援设备的距离，及测量激光制导水面救援设备的海拔及所在地的气压；

测量激光制导水面救援与被救援人员方位。

8.如权利要求6的激光制导水面救援设备的救援方法，其特征在于，所述步骤“无人机飞行浮筒起飞并根据计算轨迹飞行”中，所述无人机飞行浮筒每间隔5分间隔起飞或者根据救生员输入指令起飞。