CN110015424B - 一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置及其使用方法，包括降落伞和空投箱，其特征在于：所述空投箱包括下壳体和上盖，所述上盖上设置有锁孔结构，所述下壳体上设置有与锁孔结构相配合用于开闭锁的人脸识别模块，所述上盖上设置有用于传递空投箱状态信号给指挥部的控制系统模块，所述控制系统模块包括报警模块和导航系统模块，所述导航系统模块包括ARM处理器、通信模块、定位模块、电池组模块和开关信号采集模块。本发明通过控制系统模块实现了对于空投箱的定位跟踪，借助多层缓冲装置的作用，实现了平稳着陆，空投箱具备高防盗性能并且可通过定位跟踪快速找回空投箱，实现空投箱的高回收率和利用率。

Description

一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及空投技术领域，具体涉及一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置及其使用方法。

背景技术

在离地面一定高度，用降落伞等形式投放人或物的过程称为空投。在发生自然灾害时，空投生活必需品可以保障受灾地区人民的生存。在战争展开的初期，为争取有利局势，空投武器装备有利于实行空降作战。

随着航空、航天技术的发展，着陆缓冲技术越来越多地应用在各种重要装备的软着陆过程中。空投物资在着陆冲击瞬间，如果不釆用缓冲装置进行吸能缓冲，很容易造成空投的重要仪器设备损坏，这将使得耗资大的空投任务功亏一篑。

另外，现有的空投装置着陆后，空投装置自身的防盗性能较差，所以经常出现物资被盗的情况，尤其是一些重要物资被盗，将带来非常严重的后果。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置及其使用方法，其不但能够确保物资在着陆过程中不会发生损坏，而且能够根据自动定位，使得工作人员能够高效的找到着陆后的空投装置，并且空投装置具备高防盗性能，避免了物资被盗。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置，包括降落伞和空投箱，所述空投箱包括下壳体和上盖，所述上盖上设置有锁孔结构，所述下壳体上设置有与锁孔结构相配合用于开闭锁的人脸识别模块，所述上盖上设置有用于传递空投箱状态信号给指挥部的控制系统模块，所述控制系统模块包括报警模块和导航系统模块，所述导航系统模块包括ARM处理器、通信模块、定位模块、电池组模块和开关信号采集模块，所述ARM处理器通过开关信号采集模块连接着人脸识别模块，所述人脸识别模块包括人机操作模块和开箱检测模块，所述通信模块包括超宽带通信模块和通信卫星模块，所述ARM处理器分别连接着超宽带通信模块、通信卫星模块、定位模块和报警模块。

进一步的，所述锁孔结构包括圆形锁孔和矩形锁孔两部分，所述上盖的底部设置有内嵌入下壳体中的楔形件，所述圆形锁孔和矩形锁孔均设置在楔形件上，空投箱在正常工作状态下，是通过圆形锁孔实现闭锁，一旦空投箱处于非正常工作状态下，矩形锁孔也能够进入锁紧工作状态，提升空投箱的防盗性能。

进一步的，所述控制系统模块嵌入固定在上盖中，所述上盖上设置有若干数据线孔，所述人脸识别模块通过数据线穿过数据线孔和控制系统模块的ARM处理器相连接。

进一步的，所述下壳体的底部设置有第二缓冲层，所述第二缓冲层的底部设置有第一缓冲层，所述第二缓冲层内嵌有若干个对称布置的泡沫填充铝管，所述第二缓冲层为瓦楞纸板，所述第一缓冲层为蜂窝纸板复合结构，第一缓冲层、第二缓冲层和泡沫填充铝管的结合具备不同力学性能的组合减震缓冲功能，确保空投箱实现良好软着陆。

一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置的使用方法，包括如下步骤：

S1：准备空投：

启动电源，启动组合导航系统和通信模块，空投箱在空投前圆形锁孔处于工作状态，矩形锁孔处于不工作状态，确认降落伞和空投箱是否连接稳固，打开降落伞；

S2：空投箱定位跟踪：

空投箱在下落阶段，指挥部根据控制系统模块的定位模块定位跟踪空投箱的空间位置坐标，并且将数据信息传递给指挥部；

S3：空投箱着地，判断空投箱是否处于正常使用状态：

控制系统模块的通信卫星模块和超宽带通信模块启动，通信卫星模块传输信号至指挥部，指挥部通知最近距离的工作人员空投箱的位置坐标，工作人员在超宽带通信模块的帮助下找到空投箱，工作人员通过人脸识别模块正常开箱提取空投箱中物资，开箱检测模块将开箱状态信号通过开关信号采集模块传递给ARM处理器，ARM处理器通过通信卫星模块将开箱状态信号发送给指挥部；

在这其中，如果人脸识别模块无法正常识别开箱人员的脸部信息或者出现错误操作多次时，则处于非正常使用状态，此时，报警模块启动，ARM处理器控制启动通信卫星模块，通信卫星模块发送报警信号给指挥部，指挥部通知最近距离工作人员判断是否为工作人员操作并制定应急措施，同时矩形锁孔通过锁紧机构处于锁紧工作状态。如果其他人员通过非正常模式强行打开空投箱，光纤温度传感器会感应到温度参数变化并且传递信号至控制系统模块，控制系统模块向指挥部发送报警信号。

进一步的，所述步骤S1中如果定位模块发生损坏，ARM处理器控制启动通信卫星模块，通信卫星模块发送定位模块损坏报警信号给指挥部。

进一步的，所述步骤S3中当空投箱着地后，空投箱被采用非正常强行打开方式打开时，开箱检测模块能够及时将开箱报警信号通过开关信号采集模块传递给ARM处理器，ARM处理器通过通信卫星模块将开箱报警信号发送给指挥部，非正常强行打开方式可以为机械式切割或者破拆。

有益效果：本发明与现有技术相比，具备如下优点：

1、空投箱的底部多层缓冲结构具备非常好的组合减震缓冲功能，能够使得空投箱能够实现良好软着陆，确保了空投箱内物资不会在着陆过程中发生损坏，物资的完整性得到了有效保障；

2、能够快速准确定位到着陆后的空投箱位置，提高了工作人员提取物资的效率；

3、空投箱在非正常开启状态下，空投箱无法被开启，控制系统模块能够及时告知指挥部，便于工作人员及时找寻物资；

4、空投箱在人脸识别模块与圆形锁孔和矩形锁孔的配合下，具备很好的防盗性能，而且一旦空投箱被强行打开，能够第一时间告知指挥部。

附图说明

图1为空投装置示意图；

图2为空投箱结构示意图；

图3为空投箱结构爆炸图；

图4为空投箱上盖结构示意图；

图5为导航系统模块的结构连接示意图；

图6为空投系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1：

如图1～图4所示，本实施例应用到一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置，包括降落伞9和空投箱10，空投箱10包括下壳体1和上盖2，上盖2的底部设置有内嵌入下壳体1中的楔形件13，楔形件13的侧部设置有圆形锁孔11和两个矩形锁孔12，控制系统模块3嵌入固定在上盖2顶面，用于放置控制系统模块3的凹槽21的槽底设置有两个数据线孔14，下壳体1上设置有人脸识别模块7和四个把手8，四个把手8分别两两位于下壳体1的两个长边侧，人脸识别模块7配置有锁紧结构与圆形锁孔11和矩形锁孔12相配合，人脸识别模块7的数据线通过数据线孔14和控制系统模块3相连，下壳体1的底部设置有第二缓冲层5，第二缓冲层5的底部设置有第一缓冲层6，第二缓冲层5内嵌有四个对称布置的泡沫填充铝管4，第二缓冲层5为瓦楞纸板，第一缓冲层6为蜂窝纸板复合结构，控制系统模块3包括报警模块(图上未显示)和导航系统模块

如图5所示，导航系统模块包括ARM处理器、通信模块、定位模块(本实施例中为GPS定位模块)、电池组模块、开关信号采集模块和惯性测量单元，ARM处理器通过开关信号采集模块连接着人脸识别模块7，人脸识别模块7包括人机操作模块和开箱检测模块(本实施例中为行程开关)，通信模块包括超宽带通信模块和通信卫星模块(本实施例中为北斗1代通信模块)，ARM处理器分别连接着超宽带通信模块、北斗1代通信模块、GPS定位模块、报警模块和惯性测量单元，惯性测量单元包括3轴陀螺和3轴加速度计。

如图6所示，本实施例中将上述空投装置用于空投紧急物资，紧急物资外部包有厚度为0.1mm的重型气泡薄膜，具有抗冲击作用，其具体的空投过程如下：

S1：准备空投：

启动电源，启动组合导航系统和通信模块，空投箱在空投前圆形锁孔11处于工作状态，矩形锁孔12处于不工作状态，确认降落伞9和空投箱10是否连接稳固，打开降落伞9，将装有物资的空投箱10进行空投。

S2：空投箱定位跟踪：

空投箱10在下落阶段，指挥部根据控制系统模块3的GPS定位模块定位跟踪空投箱10的空间位置坐标，惯性测量单元获取到空投箱10的实时下落速度和角度信息，并且通过北斗1代通信模块将各项数据信息传递给指挥部。

S3：空投箱10着地后，控制系统模块3的北斗1代通信模块和超宽带通信模块启动，北斗1代通信模块传输信号至指挥部，指挥部通知最近距离的工作人员空投箱10的位置坐标，工作人员在超宽带通信模块的帮助下找到空投箱10，工作人员通过人脸识别模块7正常识别后，将圆形锁孔11切换至开锁状态，工作人员正常开箱提取空投箱10中物资，开箱检测模块将开箱状态信号通过开关信号采集模块传递给ARM处理器，ARM处理器通过北斗1代通信模块将开箱状态信号发送给指挥部，指挥部获知物资已经成功正常领取。

实施例2：

如图1～图4所示，本实施例应用到一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置，包括降落伞9和空投箱10，空投箱10包括下壳体1和上盖2，上盖2的底部设置有内嵌入下壳体1中的楔形件13，楔形件13的侧部设置有圆形锁孔11和两个矩形锁孔12，控制系统模块3嵌入固定在上盖2顶面，用于放置控制系统模块3的凹槽21的槽底设置有两个数据线孔14，下壳体1上设置有人脸识别模块7和四个把手8，四个把手8分别两两位于下壳体1的两个长边侧，人脸识别模块7配置有锁紧结构与圆形锁孔11和矩形锁孔12相配合，人脸识别模块7的数据线通过数据线孔14和控制系统模块3的ARM处理器相连，下壳体1的底部设置有第二缓冲层5，第二缓冲层5的底部设置有第一缓冲层6，第二缓冲层5内嵌有四个对称布置的泡沫填充铝管4，第二缓冲层5为瓦楞纸板，第一缓冲层6为蜂窝纸板复合结构。

如图5所示，导航系统模块包括ARM处理器、通信模块、定位模块(本实施例中为GPS定位模块)、电池组模块、开关信号采集模块和惯性测量单元，ARM处理器通过开关信号采集模块连接着人脸识别模块7，人脸识别模块7包括人机操作模块和开箱检测模块(本实施例中为行程开关)，通信模块包括超宽带通信模块和通信卫星模块(本实施例中为北斗1代通信模块)，ARM处理器分别连接着超宽带通信模块、北斗1代通信模块、GPS定位模块、报警模块和惯性测量单元，惯性测量单元包括3轴陀螺和3轴加速度计。

如图6所示，本实施例中将上述空投装置用于空投紧急物资，紧急物资外部包有厚度为0.1mm的重型气泡薄膜，具有抗冲击作用，其具体的空投过程如下：

S1：准备空投：

启动电源，启动组合导航系统和通信模块，空投箱在空投前圆形锁孔11处于工作状态，矩形锁孔12处于不工作状态，确认降落伞9和空投箱10是否连接稳固，打开降落伞9，将装有物资的空投箱10进行空投。

S2：空投箱定位跟踪：

空投箱10在下落阶段，指挥部根据控制系统模块3的GPS定位模块定位跟踪空投箱10的空间位置坐标，惯性测量单元获取到空投箱10的实时下落速度和角度信息，并且通过北斗1代通信模块将各项数据信息传递给指挥部。

S3：空投箱10着地后，控制系统模块3的北斗1代通信模块和超宽带通信模块启动，北斗1代通信模块传输信号至指挥部，指挥部通知最近距离的工作人员空投箱10的位置坐标，在工作人员到达空投箱10地点之前，路人A发现了空投箱10，路人A通过人脸识别模块7进行识别，人脸识别模块7无法正常识别路人A脸部信息，此时，空投箱10处于非正常工作状态，控制系统模块3的报警模块启动，矩形锁孔12通过锁紧机构处于锁紧工作状态，控制系统模块3通过北斗1代通信模块传输报警信号至指挥部，指挥部通过询问最近距离人员判断出有非工作人员正在试图打开空投箱10，工作人员立刻抓紧时间赶往目的地，另外一旦路人A将整个空投箱10搬移至其他地点，工作人员可通过指挥部获取到空投箱10的实时定位信息，从而快速追回空投箱10。

实施例3：

如图1～图4所示，本实施例应用到一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置，包括降落伞9和空投箱10，空投箱10包括下壳体1和上盖2，上盖2的底部设置有内嵌入下壳体1中的楔形件13，楔形件13的侧部设置有圆形锁孔11和两个矩形锁孔12，控制系统模块3嵌入固定在上盖2顶面，用于放置控制系统模块3的凹槽21的槽底设置有两个数据线孔14，下壳体1上设置有人脸识别模块7和四个把手8，四个把手8分别两两位于下壳体1的两个长边侧，人脸识别模块7配置有锁紧结构与圆形锁孔11和矩形锁孔12相配合，人脸识别模块7的数据线通过数据线孔14和控制系统模块3的ARM处理器相连，下壳体1的底部设置有第二缓冲层5，第二缓冲层5的底部设置有第一缓冲层6，第二缓冲层5内嵌有四个对称布置的泡沫填充铝管4，第二缓冲层5为瓦楞纸板，第一缓冲层6为蜂窝纸板复合结构。

如图5所示，导航系统模块包括ARM处理器、通信模块、定位模块(本实施例中为GPS定位模块)、电池组模块、开关信号采集模块和惯性测量单元，ARM处理器通过开关信号采集模块连接着人脸识别模块7，人脸识别模块7包括人机操作模块和开箱检测模块(本实施例中为行程开关)，通信模块包括超宽带通信模块和通信卫星模块(本实施例中为北斗1代通信模块)，ARM处理器分别连接着超宽带通信模块、北斗1代通信模块、GPS定位模块、报警模块和惯性测量单元，惯性测量单元包括3轴陀螺和3轴加速度计。

如图6所示，本实施例中将上述空投装置用于空投紧急物资，紧急物资外部包有厚度为0.1mm的重型气泡薄膜，具有抗冲击作用，其具体的空投过程如下：

S1：准备空投：

启动电源，启动组合导航系统和通信模块，空投箱在空投前圆形锁孔11处于工作状态，矩形锁孔12处于不工作状态，确认降落伞9和空投箱10是否连接稳固，打开降落伞9，将装有物资的空投箱10进行空投。

S2：空投箱定位跟踪：

空投箱10在下落阶段，指挥部根据控制系统模块3的GPS定位模块定位跟踪空投箱10的空间位置坐标，惯性测量单元获取到空投箱10的实时下落速度和角度信息，并且通过北斗1代通信模块将各项数据信息传递给指挥部。

S3：空投箱10着地后，控制系统模块3的北斗1代通信模块和超宽带通信模块启动，北斗1代通信模块传输信号至指挥部，指挥部通知最近距离的工作人员空投箱10的位置坐标，在工作人员到达空投箱10地点之前，路人B发现了空投箱10，路人B通过机械式切割方式试图切割打开空投箱10，一旦触发到行程开关，报警模块启动，控制系统模块3通过北斗1代通信模块传输强制打开报警信号至指挥部，指挥部接收到信号立刻通知最近工作人员快速赶往空投箱10地点，当工作人员赶到空投箱10地点处时，路人B还没完成切割，工作人员及时的阻止了路人B继续切割，避免了物资被盗以及受到损坏。

实施例4：

如图1～图4所示，本实施例应用到一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置，包括降落伞9和空投箱10，空投箱10包括下壳体1和上盖2，上盖2的底部设置有内嵌入下壳体1中的楔形件13，楔形件13的侧部设置有圆形锁孔11和两个矩形锁孔12，控制系统模块3嵌入固定在上盖2顶面，用于放置控制系统模块3的凹槽21的槽底设置有两个数据线孔14，下壳体1上设置有人脸识别模块7和四个把手8，四个把手8分别两两位于下壳体1的两个长边侧，人脸识别模块7配置有锁紧结构与圆形锁孔11和矩形锁孔12相配合，人脸识别模块7的数据线通过数据线孔14和控制系统模块3的ARM处理器相连，下壳体1的底部设置有第二缓冲层5，第二缓冲层5的底部设置有第一缓冲层6，第二缓冲层5内嵌有四个对称布置的泡沫填充铝管4，第二缓冲层5为瓦楞纸板，第一缓冲层6为蜂窝纸板复合结构。

如图5所示，导航系统模块包括ARM处理器、通信模块、定位模块(本实施例中为GPS定位模块)、电池组模块、开关信号采集模块和惯性测量单元，ARM处理器通过开关信号采集模块连接着人脸识别模块7，人脸识别模块7包括人机操作模块和开箱检测模块，通信模块包括超宽带通信模块和通信卫星模块(本实施例中为北斗1代通信模块)，ARM处理器分别连接着超宽带通信模块、北斗1代通信模块、GPS定位模块、报警模块和惯性测量单元，惯性测量单元包括3轴陀螺和3轴加速度计。

如图6所示，本实施例中空投装置10在准备进行空投之前，启动导航系统，发现GPS定位模块发生损坏，此时，报警模块启动，北斗1代通信模块向指挥部发送定位模块损坏信号，指挥部收到信号后立刻通知空投人员停止继续操作，空投人员取出物资，将物资转移到另外一个空投装置进行空投。

Claims (3)

1.一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置的使用方法，其特征在于，该空投装置包括降落伞和空投箱，所述空投箱包括下壳体和上盖，所述上盖上设置有锁孔结构，所述下壳体上设置有与锁孔结构相配合用于开闭锁的人脸识别模块，所述上盖上设置有用于传递空投箱状态信号给指挥部的控制系统模块，所述控制系统模块包括报警模块和导航系统模块，所述导航系统模块包括ARM处理器、通信模块、定位模块、电池组模块和开关信号采集模块，所述ARM处理器通过开关信号采集模块连接着人脸识别模块，所述人脸识别模块包括人机操作模块和开箱检测模块，所述通信模块包括超宽带通信模块和通信卫星模块，所述ARM处理器分别连接着超宽带通信模块、通信卫星模块、定位模块和报警模块；

所述锁孔结构包括圆形锁孔和矩形锁孔两部分，所述上盖的底部设置有内嵌入下壳体中的楔形件，所述圆形锁孔和矩形锁孔均设置在楔形件上；

该空投装置的使用方法包括如下步骤：

S1：准备空投：

启动电源，启动组合导航系统和通信模块，空投箱在空投前圆形锁孔处于工作状态，矩形锁孔处于不工作状态，确认降落伞和空投箱是否连接稳固，打开降落伞；

S2：空投箱定位跟踪：

空投箱在下落阶段，指挥部根据控制系统模块的定位模块定位跟踪空投箱的空间位置坐标，并且将数据信息传递给指挥部；

S3：空投箱着地，判断空投箱是否处于正常使用状态：

控制系统模块的通信卫星模块和超宽带通信模块启动，通信卫星模块传输信号至指挥部，指挥部通知最近距离的工作人员空投箱的位置坐标，工作人员在超宽带通信模块的帮助下找到空投箱，工作人员通过人脸识别模块正常开箱提取空投箱中物资，开箱检测模块将开箱状态信号通过开关信号采集模块传递给ARM处理器，ARM处理器通过通信卫星模块将开箱状态信号发送给指挥部；

在这其中，如果人脸识别模块无法正常识别开箱人员的脸部信息或者出现错误操作多次时，则处于非正常使用状态，此时，报警模块启动，ARM处理器控制启动通信卫星模块，通信卫星模块发送报警信号给指挥部，指挥部通知最近距离工作人员判断是否为工作人员操作并制定应急措施，同时矩形锁孔通过锁紧机构处于锁紧工作状态，如果其他人员通过非正常模式强行打开空投箱，光纤温度传感器会感应到温度参数变化并且传递信号至控制系统模块，控制系统模块向指挥部发送报警信号。

2.根据权利要求1所述的一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置的使用方法，其特征在于：所述步骤S1中如果定位模块发生损坏，ARM处理器控制启动通信卫星模块，通信卫星模块发送定位模块损坏报警信号给指挥部。

3.根据权利要求1所述的一种具备定位跟踪及识别功能的空投装置的使用方法，其特征在于：所述步骤S3中当空投箱着地后，空投箱被采用非正常强行打开方式打开时，开箱检测模块能够及时将开箱报警信号通过开关信号采集模块传递给ARM处理器，ARM处理器通过通信卫星模块将开箱报警信号发送给指挥部。

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