CN109850080A - 一种救生艇的自动巡航方法、系统及救生艇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种救生艇的自动巡航方法、系统及救生艇，所述通过定位模块对目标进行定位、雷达扫描模块对周边环境进行扫描，并将相关信息传输至控制模块进行综合计算，得出最佳路线；后台监控发出出航指令或手动方式按下出航按钮，出航，同时雷达扫描模块实时监测周边环境情况并通过实景摄像头实时采集现场图片，反馈至控制模块和后台监控；到达目的地，待机等候，接收返航信号后返航；所述方法通过救生艇的自动巡航锁定目标和规划救援路线，缩短救援时间，降低了救援活动对救援人员经验的依赖，能够有效避免航行过程中因障碍物出现二次伤害；该救生艇还可以通过太阳能发电对其充电，提高了续航能力，绿色环保。

Description

一种救生艇的自动巡航方法、系统及救生艇

技术领域

本发明涉及救生艇的自动巡航技术领域，特别涉及一种救生艇的自动巡航方法、系统及救生艇。

背景技术

目前，救生艇的救援都是通过人为寻找遇难人员，或有大型船只意外遇险时，也是通过人为寻找生存岛屿，大大延长了救援的时间，而且在海上救援时经常会遇到暗礁之类的环境，人为操作往往很难避免，容易发生意外。

光伏发电作为一种便捷、无排放的发电方式，而且不需要任何机械运转部件，只需要太阳光的照射，不需要其他任何燃料就能产生电能，利用价值高，利用到救生艇中能够提高救生艇的整体续航能力，防止特殊情况导致的电池供电不足。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种救生艇的自动巡航方法、系统及救生艇，旨在降低现有技术中救生艇救援活动对人为操作的依赖，缩短救援时间，提高救援的效率，降低救援过程中产生意外的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种救生艇的自动巡航方法，包括：

通过定位模块对目标进行定位、雷达扫描模块对周边环境进行扫描，并将相关信息传输至控制模块进行综合计算，得出最佳路线；

后台监控发出出航指令或手动方式按下出航按钮，出航，同时雷达扫描模块实时监测周边环境情况并通过实景摄像头实时采集现场图片，反馈至控制模块和后台监控；

到达目的地，待机等候，接收返航信号，返航 。

所述的救生艇的自动巡航方法，还包括所述救生艇白天待机状态下通过太阳能电池板自动充电并将电能存储下来。

所述的救生艇的自动巡航方法，还包括出航过程中出现故障时控制模块发出警报，并向后台监控发出求救信号。

所述的救生艇的自动巡航方法，还包括出航过程中电能不足时，通过太阳能电池板自动充电，并向后台监控发出求救信号。

所述的救生艇的自动巡航方法，还包括出航或返航途中，若雷达扫描模块检测到障碍物，则反馈至控制模块和后台监控，控制模块重新规划营救路线。

一种救生艇的自动巡航系统，采用上述的自动巡航方法，包括：

后台监控平台，用于实时监控救生艇的工作情况并发出指令；

太阳能发电模块，用于将太阳能转化为电能并存储下来为救生艇的各用电模块供电；

GPS定位模块，用于对目标进行精准定位；

雷达扫描模块，用于对周边环境进行扫描，检测周边障碍物；

图像采集模块，用于实时采集救生艇情况，反馈至控制模块和后台监控平台；

控制模块，用于接收后台监控平台的指令，监控太阳能发电模块、GPS定位模块、雷达扫描模块和图像采集模块的工作，处理与分析定位模块与雷达扫描模块的信号；

所述太阳能发电模块分别与GPS定位模块、雷达扫描模块、图像采集模块、控制模块电性连接；所述控制模块分别与后台监控平台、太阳能发电模块、GPS定位模块、雷达扫描模块、图像采集模块电性连接。

所述的救生艇的自动巡航系统中，所述太阳能发电模块包括：

太阳能采集模块，用于采集太阳能转化为电能；

能量存储模块，用于存储太阳能采集模块转化的电能；

能量控制模块，用于对整个太阳能发电模块的电路进行保护；

能量转换模块，用于将太阳能采集模块产生的直流电转化为交流电。

一种自动巡航的救生艇，采用上述的自动巡航的方法，包括：船体；设置于船体上的电机组、光伏组件、控制器、雷达障碍物检测器、图像采集组件、GPS导航仪，以及设置于船体后部与电机组配合用于驱动救生艇的螺旋桨；

所述电机组用于驱动螺旋桨；

所述光伏组件用于将太阳能转化为电能并存储下来为救生艇提供电能；

所述控制器用于接收后台监控的指令，监控光伏组件、GPS导航仪、雷达障碍物检测器和图像采集组件工作，处理GPS导航仪与雷达障碍物检测器的信号；

所述雷达障碍物检测器用于对周边环境进行扫描，检测周边障碍物；

所述图像采集组件用于实时采集救生艇情况，反馈至控制模块和后台监控；

所述GPS导航仪用于对目标进行精准定位；

所述控制器分别与电机组、光伏组件、雷达障碍物检测器、图像采集组件、GPS导航仪和螺旋桨电性连接。

所述的自动巡航的救生艇中，所述光伏组件包括：

设置在船体的顶部的太阳能电池板，用于将太阳能转化为电能；

设置在船体内的蓄电池，用于存储太阳能电池板转化的电能；

光伏控制器，用于对整个太阳能发电模块的电路进行保护；

光伏逆变器，用于太阳能电池板产生的直流电转化为交流电，供救生艇所有的用电部件使用。

所述的自动巡航的救生艇中，还包括设置在船体上的救援物资储存柜。

有益效果：

本发明提供了一种救生艇的自动巡航方法、系统及救生艇，所述方法通过定位模块可以自动巡航定位寻找遇难人员，在大型船只遇险时也可以自动巡航寻找最佳岛屿，大大缩短了救援时间；通过雷达扫描模块对周边环境的监控，能够避开暗礁等障碍物，确保获救人员安全，避免二次受伤；而且定位模块配合雷达扫描模块能够规划最短路线，达到快速救援的效果；所述救生艇还能够通过光伏组件将太阳能转化为电能供救生艇使用，提高续航能力，防止特殊情况导致的电池供电不足，绿色环保。

附图说明

图1为所述救生艇的自动巡航系统的结构框图。

图2为所述自动巡航的救生艇的结构示意图。

图3为本发明提供的所述救生艇的自动巡航方法一实施方式的流程图。

图4为所述救生艇的自动巡航方法另一实施方式的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种救生艇的自动巡航方法、系统及救生艇，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-4，本发明提供一种救生艇的自动巡航方法、系统及救生艇，所述方法通过导航模块和雷达扫描模块共同作用，能够精准定位目标，自动规划路线，优选最短路线，达到快速救援的效果，还可以自动避开航行过程中遇到的暗礁等障碍物，避免获救人员产生二次伤害；该救生艇还可以通过太阳能电池板进行发电，提高救生艇的续航能力，绿色环保。

一种救生艇的自动巡航方法，包括：

通过定位模块对目标进行定位、雷达扫描模块对周边环境进行扫描，并将相关信息传输至控制模块进行综合计算，得出最佳路线；自动筛选路径，规划最优路线，减少救援时间，提高救援效率。

路线规划完成后，后台监控发出出航指令或手动方式按下出航按钮，救生艇按照规划路线出航，同时雷达扫描模块实时监测周边环境情况并通过实景摄像头实时采集现场图片，反馈至控制模块和后台监控；

到达目的地，待机等候，救援人员实施救援，图像采集模块采集到救援人员救援结束，返回到救生艇后反馈至控制模块和后台监控，后台监控发出返航指令，控制模块接收返航信号，返航 。

进一步地，所述方法还包括所述救生艇白天待机状态下通过太阳能电池板自动充电并将电能存储下来。

进一步地，所述方法还包括出航过程中出现故障时控制模块发出警报，一般地，所述控制模块通过蜂鸣器发出警报，引起周边船只的注意，缩短故障处理的时间，并向后台监控发出求救信号，有效地保证求救得到回应。

进一步地，所述方法还包括出航过程中电能不足时，通过太阳能电池板自动充电，并向后台监控发出求救信号，保证阴天或者晚上太阳光线不足的情况也能够解决电能不足的问题。

进一步地，所述方法还包括出航或返航途中，若雷达扫描模块检测到障碍物，则反馈至控制模块和后台监控，控制模块重新规划营救路线，避免给获救人员造成二次伤害。

请参阅图1，一种救生艇的自动巡航系统，采用上述的自动巡航方法，包括：

后台监控平台，用于实时监控救生艇的工作情况并发出指令；

太阳能发电模块，用于将太阳能转化为电能并存储下来为救生艇的各用电模块供电；具体地，所述太阳能发电模块包括：用于采集太阳能转化为电能的太阳能采集模块；用于存储太阳能采集模块转化的电能的能量存储模块；用于对整个太阳能发电模块的电路进行保护的能量控制模块；用于将太阳能采集模块产生的直流电转化为交流电的能量转换模块。所述能量控制模块能够避免出现反接、短路、过流等现象，更好地保护电路。

GPS定位模块，用于对目标（遇难人员或岛屿）进行精准定位；

雷达扫描模块，用于对周边环境进行扫描，检测周边障碍物，避免救生艇在航行过程中与障碍物碰撞，造成意外；

图像采集模块，用于实时采集救生艇情况，反馈至控制模块和后台监控平台，便于控制模块和后台监控能够快速对现场情况作出处理措施；

控制模块，用于接收后台监控平台的指令，监控太阳能发电模块、GPS定位模块、雷达扫描模块和图像采集模块的工作，下达正确指令；处理与分析定位模块与雷达扫描模块的信号，准确快速地规划航行路线以及遇到特殊情况下快速作出补救措施；

所述太阳能发电模块分别与GPS定位模块、雷达扫描模块、图像采集模块、控制模块电性连接，为所述模块提供电能；所述控制模块分别与后台监控平台、太阳能发电模块、GPS定位模块、雷达扫描模块、图像采集模块电性连接。

请参阅图2，一种自动巡航的救生艇，采用上述的自动巡航的方法，包括：船体1；设置于船体1上的电机组（图中未示出）、光伏组件2、控制器3、雷达障碍物检测器4、图像采集组件5、GPS导航仪6，以及设置于船体1后部与电机组配合用于驱动救生艇的螺旋桨(图中未示出)；

所述电机组设置在船体的船身内部，不会对人员的活动造成影响，也保证了其密封性，避免了与水接触、漏电等可能性，用于驱动螺旋桨。

所述光伏组件2包括设置在船体的顶部的太阳能电池板21，用于将太阳能转化为电能；设置在船体内的蓄电池（图中未示出），用于存储太阳能电池板转化的电能；设置在船体的支柱上的光伏控制器22和光伏逆变器23，所述光伏控制器用于对整个太阳能发电模块的电路进行保护；具体地，所述光伏逆变器为光伏离网逆变器，用于太阳能电池板产生的直流电转化为交流电，供救生艇所有的用电部件使用。

所述控制器设置在船体的船舱的中间，用于接收后台监控的指令，监控光伏组件、GPS导航仪、雷达障碍物检测器和图像采集组件工作，处理GPS导航仪与雷达的信号；所述控制器对整艘救生艇进行监控，接收后台监控的指令，并发出指令至相应的部件中，通过处理GPS导航仪与雷达障碍物检测器的信号能够快速地规划航行路线，通过在航行过程中避开障碍物，保证航行的安全性。优选地，所述控制器还包括蜂鸣器，用于发生故障时发出警报，引起周边船只的注意，缩短故障处理时间。

所述雷达障碍物检测器设在船舱内，用于对周边环境进行扫描，检测周边障碍物；当在航行过程中检测到暗礁或船只等障碍物时，及时反馈至控制器中，重新规划路线，避开障碍物，避免产生危险，所述雷达障碍物检测器能够精准地检测周边200米范围内的静态和动态的目标。在实际应用中所述雷达障碍物检测器还可以对周边环境具有探测功能的红外探测仪，利用其红外信号发射二极管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检测方向遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收，通过接收的信号进行障碍物远近的检测，识别环境的变化。其检测距离长于所述救生艇在最大行驶速度下接收到障碍物信息后的反应时间，一般在红外信号发射方向5千米的范围内。

所述图像采集组件用于实时采集救生艇情况，反馈至控制模块和后台监控，便于对救生艇实时情况的控制，及时作出各种指令。一种实施方式中，所述图像采集组件为实景摄像头，设置于船体的前立柱的上部，被船体的顶棚遮盖，避免雨水破坏，其安装方向正对船舱，并且可以360度转动，无死角地采集救生艇周边的环境信息。

所述GPS导航仪用于对目标（遇难人员或岛屿）进行精准定位；

所述控制器分别与电机组、光伏组件、雷达障碍物检测器、图像采集组件、GPS导航仪和螺旋桨电性连接。

优选地，所述救生艇还包括设置在船体上的救援物资储存柜7，一种实施方式中，所述救援物资储存柜设置在船体的尾部，用于存放水、食物、衣物、药物等救援物品。

优选地，所述救生艇还包括方向盘，在自动巡航出现问题的时候可以手动操控救生艇的航行方向。

在实际应用中，所述救生艇待机过程分为停靠岸边或者装附在大型船只侧面或内部。

如图3所示，一种实施方式中，救生艇停靠在岸边，白天光线充足时通过太阳能电池板进行充电，确保救生艇的电量充足。当接收到求救信号时，通过GPS导航仪进行快速定位，结合雷达障碍物检测器对周边环境的扫描，将信息传输至控制器，经过控制器的分析与运算，快速选择最短营救路线，同时发出警报。后台监控平台可以发出出航指令或手动按下救生艇出航按钮，救生艇出航营救，同时开启雷达障碍物检测器和实景摄像头，对现场实时监控，避免在行驶过程中遇到障碍物。到达信号点后待机等候，当遇难人员安全上救生艇后，可以通过后台监控平台或按下救生艇返航按钮，使救生艇安全返航。在海上行驶过程中若出现故障或电能不足等情况，救生艇停止行驶，并通过太阳能电池板进行充电，同时蜂鸣器发出警报，引起周围船只的注意，并且向后台监控发出求救信号。

如图4所示，另一种实施方式中，所述救生艇装附在大型船只的侧面或内部，当大型船只不幸遇险时，开启救生艇，船上的人员登上救生艇，同时救生艇中的GPS导航仪对周边岛屿进行快速精准的定位，或者船员手动输入岛屿位置，再通过GPS导航仪对该岛屿位置进行精准定位，结合雷达障碍物检测器对周围环境进行扫描分析，将信息一同传输至控制器中进行综合计算，选择最佳岛屿，然后快速规划最短行驶路线。大型船只可将救生艇放下或放出至海面上等待指令，当后台监控平台给出出航指令或船员手动按下救生艇出航按钮后，救生艇出航。行驶过程中开启雷达障碍物检测器对周边环境进行扫描，使救生艇在行驶过程中避免暗礁等障碍物造成的损失。救生艇安全到达岛屿岸边，停靠待机，通过太阳能电池板充电，及时补充电量。在海上行驶过程中出现故障或电能不足等情况，救生艇停止行驶，通过太阳能电池板进行充电，同时发出求救信号。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种救生艇的自动巡航方法，其特征在于，包括：

通过定位模块对目标进行定位、雷达扫描模块对周边环境进行扫描，并将相关信息传输至控制模块进行综合计算，得出最佳路线；

后台监控发出出航指令或手动方式按下出航按钮，出航，同时雷达扫描模块实时监测周边环境情况并通过实景摄像头实时采集现场图片，反馈至控制模块和后台监控；

到达目的地，待机等候，接收返航信号，返航 。

2.根据权利要求1所述的救生艇的自动巡航方法，其特征在于，还包括所述救生艇白天待机状态下通过太阳能电池板自动充电并将电能存储下来。

3.根据权利要求1所述的救生艇的自动巡航方法，其特征在于，还包括出航过程中出现故障时控制模块发出警报，并向后台监控发出求救信号。

4.根据权利要求1所述的救生艇的自动巡航方法，其特征在于，还包括出航过程中电能不足时，通过太阳能电池板自动充电，并向后台监控发出求救信号。

5.根据权利要求1所述的救生艇的自动巡航方法，其特征在于，还包括出航或返航途中，若雷达扫描模块检测到障碍物，则反馈至控制模块和后台监控，控制模块重新规划营救路线。

6.一种救生艇的自动巡航系统，其特征在于，采用如权利要求1-5中任一项所述的自动巡航方法，包括：

后台监控平台，用于实时监控救生艇的工作情况并发出指令；

太阳能发电模块，用于将太阳能转化为电能并存储下来为救生艇的各用电模块供电；

GPS定位模块，用于对目标进行精准定位；

雷达扫描模块，用于对周边环境进行扫描，检测周边障碍物；

图像采集模块，用于实时采集救生艇情况，反馈至控制模块和后台监控平台；

控制模块，用于接收后台监控平台的指令，监控太阳能发电模块、GPS定位模块、雷达扫描模块和图像采集模块的工作，处理与分析定位模块与雷达扫描模块的信号；

所述太阳能发电模块分别与GPS定位模块、雷达扫描模块、图像采集模块、控制模块电性连接；所述控制模块分别与后台监控平台、太阳能发电模块、GPS定位模块、雷达扫描模块、图像采集模块电性连接。

7.根据权利要求6所述的救生艇的自动巡航系统，其特征在于，所述太阳能发电模块包括：

太阳能采集模块，用于采集太阳能转化为电能；

能量存储模块，用于存储太阳能采集模块转化的电能；

能量控制模块，用于对整个太阳能发电模块的电路进行保护；

能量转换模块，用于将太阳能采集模块产生的直流电转化为交流电。

8.一种自动巡航的救生艇，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的自动巡航的方法，包括：船体；设置于船体上的电机组、光伏组件、控制器、雷达障碍物检测器、图像采集组件、GPS导航仪，以及设置于船体后部与电机组配合用于驱动救生艇的螺旋桨；

所述电机组用于驱动螺旋桨；

所述光伏组件用于将太阳能转化为电能并存储下来为救生艇提供电能；

所述控制器用于接收后台监控的指令，监控光伏组件、GPS导航仪、雷达障碍物检测器和图像采集组件工作，处理GPS导航仪与雷达障碍物检测器的信号；

所述雷达障碍物检测器用于对周边环境进行扫描，检测周边障碍物；

所述图像采集组件用于实时采集救生艇情况，反馈至控制模块和后台监控；

所述GPS导航仪用于对目标进行精准定位；

所述控制器分别与电机组、光伏组件、雷达障碍物检测器、图像采集组件、GPS导航仪和螺旋桨电性连接。

9.根据权利要求8所述的自动巡航的救生艇，其特征在于，所述光伏组件包括：

设置在船体的顶部的太阳能电池板，用于将太阳能转化为电能；

设置在船体内的蓄电池，用于存储太阳能电池板转化的电能；

光伏控制器，用于对整个太阳能发电模块的电路进行保护；

光伏逆变器，用于太阳能电池板产生的直流电转化为交流电，供救生艇所有的用电部件使用。

10.根据权利要求8所述的自动巡航的救生艇，其特征在于，所述救生艇还包括设置在船体上的救援物资储存柜。