CN111530004A - 一种无人机车载指挥系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及消防技术领域，具体是一种无人机车载指挥系统，包括消防员乘员室和车身部，车身部靠近消防员乘员室的上方设置有水炮，车身部靠近水炮处设置有控制箱，车身部顶部的外壁上固定安装有泵房，且泵房的上方设置有控制柜，车身部的尾部设置有器材室，器材室的上方安装有起飞平台，起飞平台的顶部设置有无人机。本发明采用的消防操作系统，可让消防驾驶员在消防员乘员室利用消防操作仪表板实现对无人机、水炮以及泵房等控制，更好的掌握无人机回传的数据以及向无人机发送特定的指令，从而更加精准高效的灭火，指挥系统不够健全，在实战中利用无人机的全覆盖特性，能够切实有效的利用无人机为人们服务，向着更先进化的目的奋进。

Description

一种无人机车载指挥系统
技术领域
本发明涉及消防技术领域，具体是一种无人机车载指挥系统。
背景技术
消防车是目前事故救援最主要的救援设备之一，尤其在火灾、高空等救援现场应用最为广泛，我国的大部分消防部门也会将其应用到其他紧急救援用途，消防车即可以作为交通运输工作运送消防技术人员抵达救援现场，又可以搭载救援任务需要的多种设备工具。现代消防车通常会配备钢梯、水枪、便携式灭火器、自持式呼吸器、防护服、破拆工具、急救工具等装备，部分的还会搭载水箱、水泵、泡沫灭火装置等大型灭火设备。多数地区的消防车外观为阪色，部分特种消防车亦是如此，消防车顶部通常设有警钟警笛、警灯和爆闪灯。常见的消防车种类包括水罐消防车、泡沫消防车、云梯消防车等。
现有的消防车大多为单一的灭火结构，其加装无人机的消防车更是寥寥无几，在现存的载有无人机的消防车中，普遍存在的缺点时指挥系统不够健全，在实战中缺乏对无人机的全覆盖，不能够切实有效的利用无人机为人们服务，中国专利号CN201910503542.3提供自主消防无人机系统及消防方法，包括：地面站和消防无人机；地面站和消防无人机通过地空数传通信链路，实现控制指令和火情图像信息的传输与共享；地面站，用于向消防无人机发送任务指令，实时监控消防无人机的状态，并根据消防无人机回传的火情图像信息与飞行姿态信息进一步掌握火情；消防无人机，用于收集火情图像信息，进行灭火，以及消防任务的实时动态规划以及航迹的动态规划，实现自主完成航迹规划和避障。本发明的无人机在没有指挥中心统一指挥的情况下仍可自主应对火灾。
但是上述专利中不能很好的与现有的消防指挥车与无人机综合利用起来，让现有的消防指挥陈与无人机一起达到最佳的灭火的目的，不利于广泛的推广和普及。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机车载指挥系统，以解决上述背景技术中提出的现有的消防车大多为单一的灭火结构，其加装无人机的消防车更是寥寥无几，在现存的载有无人机的消防车中，普遍存在的缺点时指挥系统不够健全，在实战中缺乏对无人机的全覆盖，不能够切实有效的利用无人机为人们服务问题。
本发明的技术方案是：一种无人机车载指挥系统，包括消防员乘员室和车身部，所述车身部靠近消防员乘员室的上方设置有水炮，所述车身部靠近水炮处设置有控制箱，所述车身部顶部的外壁上固定安装有泵房，且泵房的上方设置有控制柜，所述车身部的尾部设置有器材室，所述器材室的上方安装有起飞平台，所述起飞平台的顶部设置有无人机，所述起飞平台的上方设置有笼罩在无人机外部的机舱罩；
所述消防员乘员室的中控台处设置有消防操作系统，用于连接控制柜和控制箱，从而实现对车身部上方的结构的控制；
所述车身部上设置有报警系统，且报警系统与控制柜形成电性连接，所述报警系统包括摄像头、LED爆闪警灯和喊话器等；
所述无人机上设置有图像处理模块，且消防员乘员室的内部设置有消防控制端，用于实现对无人机的指令发送以及控制，所述车身部上设置有移动式的网络基站，且网络基站上设置有与消防操作系统相连的服务器，所述消防员乘员室的内部还设置有用于接收服务器数据的显示模块；
所述服务器与消防总部的指挥中心通过网络形成数据互传，且服务器通过网络把数据传输至消防指挥中心的数据库中，数据库与指挥中心之间形成数据互通。
进一步地，所述消防操作系统为改装式消防操作仪表板，消防操作系统基于最新的GIS+移动互联网技术+GPS技术+图像数据传输等技术。
进一步地，所述无人机配备当地气象要素采集功能、音视频现场采集功能、图像传输功能等，可选配LTE基站，实时监控掌握警务飞行区域天气变化。
进一步地，所述无人机为多旋翼无人机，所述无人机上设有多旋翼任务载荷，多旋翼任务载荷包括相机、摄像机、红外传感器、机载照明、喊话装置、警示灯和抛投设备，多旋翼任务负荷通过无人机与地面指控站无线连接。
进一步地，所述控制箱通过控制箱与机舱罩形成电性连接，用于控制机舱罩的开启与闭合，从而完成对无人机的起飞与收置，且控制箱通过G网络与无人机形成控制连接，用于控制箱对无人机传输指令以及数据的回传。
进一步地，所述控制柜采用最新的PLC控制柜，所述控制柜通过数据线连接有安装在车身部上的报警系统，所述控制柜通过数据线与泵房和水炮形成电性连接。
进一步地，所述网络依托公网3G、4G以及专网4G LTE等多种无线网络技术实现无人机空中实时视频监控并传送相关画面或视频到消防操作系统，消防操作系统的后台系统根据相关视频或画面进行智能识别和分析，汇总得出相关人员、车辆、现场与周边情况，为指挥人员或相关领导提供警力部署、应急处理提供决策依据和技术保障。
进一步地，所述消防员乘员室和车身部两大部分组成消防车，且消防车采用福田BJ1073VEADA-C2底盘改装而成的新车型，消防员乘员室为原装双排，可乘坐3+3人，所述车身部的布置采用整体框架式结构。
进一步地，所述水炮的回转角度为水平回转360°，最大仰/俯角为俯角≤-15°，仰角≥+45°，流量20-25L/S，射程≥45m。
进一步地，所述车身部上还配备有吸水管、水带、地上消火栓扳手、直流开关水枪、转接头、千斤顶、三角警示牌和随车工具包等部件。
本发明通过改进在此提供一种无人机车载指挥系统，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
(1)本发明采用的消防操作系统，可让消防驾驶员在消防员乘员室利用消防操作仪表板实现对无人机、水炮以及泵房等控制，更好的掌握无人机回传的数据以及向无人机发送特定的指令，从而更加精准高效的灭火，指挥系统不够健全，在实战中利用无人机的全覆盖特性，能够切实有效的利用无人机为人们服务，向着更先进化的目的奋进。
(2)采用的指挥中心、无人机与现场的消防操作系统之间的网络连接，更好的实现数据的传输，便于对整体局面的掌控，做到应急指挥反应快，灭火位置把握准，系统运行平稳，相对于现有的消防指挥车进一步提升了机动性。
(3)采用控制箱和控制柜，分别实现对现有灭火部件和新式无人机结构的分路控制，集地面和空中一体化消防灭火，更加高效的实现对火情的处理，大大降低实战中人们的损失。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的指挥系统流程图；
图3是本发明的数据传输流程图。
附图标记说明：
1消防员乘员室、2车身部、3水炮、4控制箱、5泵房、6控制柜、7器材室、8机舱罩、9起飞平台、10无人机。
具体实施方式
下面将结合附图1至图3对本发明进行详细说明，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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明通过改进在此提供一种无人机车载指挥系统，如图1-图3所示，包括消防员乘员室1和车身部2，车身部2靠近消防员乘员室1的上方设置有水炮3，车身部2靠近水炮3处设置有控制箱4，车身部2顶部的外壁上固定安装有泵房5，且泵房5的上方设置有控制柜6，车身部2的尾部设置有器材室7，器材室7的上方安装有起飞平台9，起飞平台9的顶部设置有无人机10，起飞平台9的上方设置有笼罩在无人机10外部的机舱罩8；
消防员乘员室1的中控台处设置有消防操作系统，用于连接控制柜6和控制箱4，从而实现对车身部2上方的结构的控制；
车身部2上设置有报警系统，且报警系统与控制柜6形成电性连接，报警系统包括摄像头、LED爆闪警灯和喊话器等；
无人机10上设置有图像处理模块，且消防员乘员室1的内部设置有消防控制端，用于实现对无人机10的指令发送以及控制，车身部2上设置有移动式的网络基站，且网络基站上设置有与消防操作系统相连的服务器，消防员乘员室1的内部还设置有用于接收服务器数据的显示模块；
服务器与消防总部的指挥中心通过网络形成数据互传，且服务器通过网络把数据传输至消防指挥中心的数据库中，数据库与指挥中心之间形成数据互通。
进一步地，消防操作系统为改装式消防操作仪表板，消防操作系统基于最新的GIS+移动互联网技术+GPS技术+图像数据传输等技术。
进一步地，无人机10配备当地气象要素采集功能、音视频现场采集功能、图像传输功能等，可选配LTE基站，实时监控掌握警务飞行区域天气变化。
进一步地，无人机10为多旋翼无人机，无人机上设有多旋翼任务载荷，多旋翼任务载荷包括相机、摄像机、红外传感器、机载照明、喊话装置、警示灯和抛投设备，多旋翼任务负荷通过无人机与地面指控站无线连接。
进一步地，控制箱4通过控制箱与机舱罩8形成电性连接，用于控制机舱罩8的开启与闭合，从而完成对无人机的起飞与收置，且控制箱4通过4G网络与无人机10形成控制连接，用于控制箱4对无人机传输指令以及数据的回传。
进一步地，控制柜6采用最新的PLC控制柜，控制柜6通过数据线连接有安装在车身部2上的报警系统，控制柜6通过数据线与泵房5和水炮3形成电性连接，利用控制柜6实现对泵房5和水炮3的控制，以达到地面对火情的处理效果。
进一步地，网络依托公网3G、4G以及专网4G LTE等多种无线网络技术实现无人机10空中实时视频监控并传送相关画面或视频到消防操作系统，消防操作系统的后台系统根据相关视频或画面进行智能识别和分析，汇总得出相关人员、车辆、现场与周边情况，为指挥人员或相关领导提供警力部署、应急处理提供决策依据和技术保障。
进一步地，消防员乘员室1和车身部2两大部分组成消防车，且消防车采用福田BJ1073VEADA-C2底盘改装而成的新车型，消防员乘员室1为原装双排，可乘坐3+3人，车身部2的布置采用整体框架式结构，机动灵活、操控性好、维修简便，可广泛应用于公安消防队、厂矿企业及社区、码头等场所，扑救一般物质火灾。
进一步地，水炮3的回转角度为水平回转360°，最大仰/俯角为俯角≤-15°，仰角≥+45°，流量20L/S，射程≥45m，调节灵活，水量、水压充足，从地面更佳的实现对火情的处理。
进一步地，车身部2上还配备有吸水管、水带、地上消火栓扳手、直流开关水枪、转接头、千斤顶、三角警示牌和随车工具包等部件，工具齐全，提高灭火的效率。
本发明的工作原理为：消防员驾驶消防指挥车到达火情的指定位置，然后启动消防操作系统，利用消防员乘员室1内部的消防操作仪表板实现整体的控制，通过控制箱4打开机舱罩8，为无人机10的起飞做好准备工作，利用消防员乘员室1内部的消防控制端实现对无人机10在空中的控制，利用无人机10准确判断火情，并通过网络实现采集数据的回传，把采集到的数据分别传输到地面的消防指挥车和指挥中心处，由指挥中心和地面上的消防指挥车内部统一部署，并下达命令，利用地面现有的灭火部件以及控制无人机实现地空一体化灭火的目的，更加高效的实现对火情的处理。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种无人机车载指挥系统，其特征在于：包括消防员乘员室(1)和车身部(2)，所述车身部(2)靠近消防员乘员室(1)的上方设置有水炮(3)，所述车身部(2)靠近水炮(3)处设置有控制箱(4)，所述车身部(2)顶部的外壁上固定安装有泵房(5)，且泵房(5)的上方设置有控制柜(6)，所述车身部(2)的尾部设置有器材室(7)，所述器材室(7)的上方安装有起飞平台(9)，所述起飞平台(9)的顶部设置有无人机(10)，所述起飞平台(9)的上方设置有笼罩在无人机(10)外部的机舱罩(8)；
所述消防员乘员室(1)的中控台处设置有消防操作系统，用于连接控制柜(6)和控制箱(4)，从而实现对车身部(2)上方的结构的控制；
所述车身部(2)上设置有报警系统，且报警系统与控制柜(6)形成电性连接，所述报警系统包括摄像头、LED爆闪警灯和喊话器等；
所述无人机(10)上设置有图像处理模块，且消防员乘员室(1)的内部设置有消防控制端，用于实现对无人机(10)的指令发送以及控制，所述车身部(2)上设置有移动式的网络基站，且网络基站上设置有与消防操作系统相连的服务器，所述消防员乘员室(1)的内部还设置有用于接收服务器数据的显示模块；
所述服务器与消防总部的指挥中心通过网络形成数据互传，且服务器通过网络把数据传输至消防指挥中心的数据库中，数据库与指挥中心之间形成数据互通。
2.根据权利要求1所述的一种无人机车载指挥系统，其特征在于：所述消防操作系统为改装式消防操作仪表板，消防操作系统基于最新的GIS+移动互联网技术+GPS技术+图像数据传输等技术。
3.根据权利要求1所述的一种无人机车载指挥系统，其特征在于：所述无人机(10)配备当地气象要素采集功能、音视频现场采集功能、图像传输功能等，可选配LTE基站，实时监控掌握警务飞行区域天气变化。
4.根据权利要求1所述的一种无人机车载指挥系统，其特征在于：所述无人机(10)为多旋翼无人机，所述无人机上设有多旋翼任务载荷，多旋翼任务载荷包括相机、摄像机、红外传感器、机载照明、喊话装置、警示灯和抛投设备，多旋翼任务负荷通过无人机与地面指控站无线连接。
5.根据权利要求1所述的一种无人机车载指挥系统，其特征在于：所述控制箱(4)通过控制箱与机舱罩(8)形成电性连接，用于控制机舱罩(8)的开启与闭合，从而完成对无人机的起飞与收置，且控制箱(4)通过4G网络与无人机(10)形成控制连接，用于控制箱(4)对无人机传输指令以及数据的回传。
6.根据权利要求1所述的一种无人机车载指挥系统，其特征在于：所述控制柜(6)采用最新的PLC控制柜，所述控制柜(6)通过数据线连接有安装在车身部(2)上的报警系统，所述控制柜(6)通过数据线与泵房(5)和水炮(3)形成电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种无人机车载指挥系统，其特征在于：所述网络依托公网3G、4G以及专网4G LTE等多种无线网络技术实现无人机(10)空中实时视频监控并传送相关画面或视频到消防操作系统，消防操作系统的后台系统根据相关视频或画面进行智能识别和分析，汇总得出相关人员、车辆、现场与周边情况，为指挥人员或相关领导提供警力部署、应急处理提供决策依据和技术保障。
8.根据权利要求1所述的一种无人机车载指挥系统，其特征在于：所述消防员乘员室(1)和车身部(2)两大部分组成消防车，且消防车采用福田BJ1073VEADA-C2底盘改装而成的新车型，消防员乘员室(1)为原装双排，可乘坐3+3人，所述车身部(2)的布置采用整体框架式结构。
9.根据权利要求1所述的一种无人机车载指挥系统，其特征在于：所述水炮(3)的回转角度为水平回转360°，最大仰/俯角为俯角≤-15°，仰角≥+45°，流量20-25L/S，射程≥45m。
10.根据权利要求1所述的一种无人机车载指挥系统，其特征在于：所述车身部(2)上还配备有吸水管、水带、地上消火栓扳手、直流开关水枪、转接头、千斤顶、三角警示牌和随车工具包等部件。
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谢辉: "《无人机应用基础》", 28 February 2018, 西北工业大学出版社 *

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