CN112478160B - 一种救援无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种救援无人机，包括：机体和控制部；机体包括机身、螺旋桨和储物箱；螺旋桨安装在机身的四角位置处；储物箱安装在机身的底侧，用于盛放救援物资；控制部包括主控模块、储能装置、图像采集模块、以及分别与主控模块电性连接的第一电机、避障模块、场景识别模块、救援方案库、显示器和无线传输模块；其中，图像采集模块与场景识别模块电性连接；储能装置分别为主控模块和第一电机供电；第一电机与螺旋桨位置一一对应，且其驱动端与螺旋桨固定连接，控制端与主控模块电性连接。本发明能够自动识别救援地点待救援人员的伤情，并自动演示与伤情对应的自救视频，自动投递相应的救援物资，具有智能化程度高和救援效率高的特点。

Description

一种救援无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，更具体的说是涉及一种救援无人机。

背景技术

在遭遇突发情况下，尤其在雪灾、地震、野外救援等水陆地交通不通的条件下，仅仅依靠救援人员实施实地救援，往往存在一定危险，且容易造成救援不及时的情况发生。紧急医疗救助在医学认为伤后1小时是挽救生命、减少致残的“黄金时间”。而在发生危险时，由于地势险要，或者通讯延迟，严重影响医生到现场救助的时间，使得现场的救治时间容易发生延误，从而错失救治良机，因此快速的急救反应可以提高抢救成功率。

无人机具有成本低和高度灵活性，能够携带一些重要的设备或救援物资从空中完成紧急救援，且一般不会造成人员伤亡，生存能力强，机动性能好，实用方便，在处理自然灾害、事故灾难以及社会安全事件等方面能发挥出重要作用。

但是，目前的无人机的智能化程度较低，需要工作人员实时远程指挥，效率较低；如果受灾现场受灾人员较多，则需要较多无人机实施救援，那么，则需要较多的工作人员进行控制，否则容易造成救援不及时的情况发生。

因此，如何提供一种智能化、且救援效率高的救援无人机是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种救援无人机，能够自动识别救援地点待救援人员的伤情，并自动演示与伤情对应的自救视频，自动投递相应的救援物资，具有智能化程度高和救援效率高的特点，能够应用于雪灾、地震、沙漠和野外救援。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种救援无人机，包括：机体和控制部；

所述机体包括机身、螺旋桨和储物箱；所述螺旋桨安装在所述机身的四角位置处；所述储物箱安装在所述机身的底侧，用于盛放救援物资；

所述控制部包括主控模块、储能装置、第一电机、避障模块、图像采集模块、场景识别模块、救援方案库、显示器和无线传输模块；

所述储能装置分别为所述主控模块和所述第一电机供电；所述第一电机与所述螺旋桨位置一一对应，且其驱动端与所述螺旋桨固定连接，控制端与所述主控模块电性连接；

所述避障模块用于探测所述机身与故障物的实时位置信息，并将所述位置信息传输至所述控制模块；所述控制模块根据所述位置信息，控制所述机体完成避障动作；

所述图像采集模块用于采集待救援地点的图像信息，并将其传输至所述场景识别模块；

所述场景识别模块用于识别所述图像信息中的待救援人员，并将识别结果传输至所述主控模块；

所述主控模块根据根据识别结果，判断待救援人员的伤情，并调取所述救援方案库中与所述伤情相匹配的自救视频方案，控制所述显示器播放所述自救视频方案；

所述无线传输模块用于将所述避障模块采集的航行信息与所述图像采集模块采集的图像信息实时传输至远程控制终端。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明在无人机飞行过程中，通过实时测量是否存在障碍物，并测量机体与障碍物的位置关系，使机体能够及时躲避障碍物，确保飞行过程流畅，避免因碰撞障碍物造成坠毁的情况发生。

2、本发明通过对救援地点的待救援人员的伤情进行采集和识别，并播放相应的自救视频，使伤员能够及时规范的进行自救，避免因等待时间过长或救援方式不正确导致伤情加重，提高了救援效率。

3、本发明通过远程控制终端实时观察救援地点的待救援人员的情况，便于根据具体情况采取相应急救措施。

优选的，在上述一种救援无人机中，所述储物箱为一端开口的长方体结构，其内部设置有多个与所述储物箱的内壁相抵接的横隔板和纵隔板；所述横隔板和所述纵隔板纵横交错布置，将所述储物箱分隔成多个呈矩阵排布的格子空间；每层所述格子空间用于盛放不同的救援物资；每个所述格子空间的开口端均安装有与其铰接的箱门；每个所述箱门和与其对应的格子空间边缘接触的位置均安装有电子锁；每个所述电子锁均与所述主控模块电性连接；所述主控模块根据待救援人员的伤情控制相应的所述电子锁开启。

本发明通过设置多个格子空间，并针对可能出现的伤情盛放不同的救援物资，当确定待救援人员伤情后，控制盛放相应救援物资的格子空间的电子锁打开，使伤员获取最合适的救援物资。除此之外，多个格子空间的设置，还能够避免在飞行过程中救援物资因晃动混合在一起发生污染。

优选的，在上述一种救援无人机中，所述储物箱与其开口端相对的一侧为封闭端；所述储物箱的封闭端与每个所述格子空间对应的位置处均安装有投递装置；所述投递装置包括第二电机和推板；所述第二电机的控制端分别与所述主控模块和所述储能装置电性连接；所述第二电机的驱动端与所述推板固定连接，用于推动所述推板朝所述格子空间的开口端往复移动。

本发明通过第二电机带动推板前后移动，推动救援物资移出格子空间，完成投递动作，便于伤员拿取救援物资。

优选的，在上述一种救援无人机中，所述显示器嵌入所述储物箱的外侧壁内。

本发明显示器嵌入储物箱的外侧壁上，不仅固定牢靠、且一体化程度高。

优选的，在上述一种救援无人机中，所述避障模块包括AHRS模块、定位传感器、雷达传感器和双目视觉传感器；所述AHRS模块、所述定位传感器、所述雷达传感器和所述双目视觉传感器分别与所述主控模块电性连接；

所述AHES模块用于采集所述机体的飞行姿态和航行信息；所述定位传感器用于采集所述机体的实时位置信息，并实现所述机体的定点悬停；所述雷达传感器用于采集障碍物到所述机体的距离信息；所述双目视觉传感器用于测量障碍物的大小及形状。

优选的，在上述一种救援无人机中，所述雷达传感器和所述双目视觉传感器分别设置有4个，且分别安装在所述机身的前、后、左、右四个面上。

本发明通过在机身的前后左右四个面上设置雷达传感器和双目视觉传感器，能够全方位地检测故障物信息，确保飞行过程的流畅性。

优选的，在上述一种救援无人机中，所述机体还包括保护壳、连接杆和支架；所述保护壳安装在所述机身的四角位置处，并与所述螺旋桨的位置一一对应；所述第一电机位于所述保护壳内部的中心位置，且其驱动端朝向所述机身的顶端设置；所述连接杆等角度设置有多个，且其一端与所述第一电机固定连接，另一端与所述保护壳的内环壁固定连接；所述支架一端与所述第一电机固定连接，另一端朝向所述机身的底端设置。

本发明中保护壳的设置不仅能够稳固第一电机，还能够保护第一电机和螺旋桨不会发生损坏；支架对无人机起到支撑作用，便于无人机的停放。

优选的，在上述一种救援无人机中，所述控制部还包括照明灯，所述照明灯安装在所述保护壳的外环壁上，并与所述主控模块电性连接。照明灯的设置，便于在光线不足或夜间条件下开展救援工作。

优选的，在上述一种救援无人机中，所述控制部还包括红外探测器，所述红外探测器安装在所述机身的前端面，并与所述主控模块电性连接。红外探测器可以对图像采集模块无法识别的区域或目标进行搜索、探寻。

优选的，在上述一种救援无人机中，所述控制部还包括语音识别模块和语音播放器，所述语音识别模块和所述语音播放器分别与所述主控模块电性连接；所述语音识别模块用于识别待救援人员发出的求救信息，并通过所述无线传输模块将所述求救信息传输至所述远程控制终端；所述远程控制终端根据求救信息发送语音救援指导信息，并通过所述无线传输模块将所述救援指导信息发送至所述语音播放器进行播报。

本发明通过设置语音识别模块和语音播报器，当救援方案库中无法获取与当前伤情相匹配的自救视频方案时，通过远程控制终端的工作人员进行远程语音指导伤员自救，避免因抢救不及时发生伤情延误的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图；

图2附图为本发明提供的另一种状态的结构示意图；

图3附图为本发明提供的原理框图；

图4附图为本发明提供的避障模块的结构示意图；

图5附图为本发明提供的储物箱内部的结构示意图；

图6附图为本发明提供的格子空间的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

本发明实施例公开了一种救援无人机，包括：机体和控制部；

机体包括机身101、螺旋桨102和储物箱103；螺旋桨102安装在机身101的四角位置处；储物箱103安装在机身101的底侧，用于盛放救援物资；

控制部包括主控模块201、储能装置202、第一电机203、避障模块204、图像采集模块205、场景识别模块206、救援方案库207、显示器208和无线传输模块209；

储能装置202分别为主控模块201和第一电机203供电；第一电机203与螺旋桨102位置一一对应，且其驱动端与螺旋桨102固定连接，控制端与主控模块201电性连接；为了增加无人机的续航能力，将储能装置202设置为蓄电池组；

避障模块204用于探测机身101与故障物的实时位置信息，并将位置信息传输至控制模块201；控制模块201根据位置信息，控制机体完成避障动作；

图像采集模块205用于采集待救援地点的图像信息，并将其传输至场景识别模块206；

场景识别模块206用于识别图像信息中的待救援人员，并将识别结果传输至主控模块201；

主控模块201根据根据识别结果，判断待救援人员的伤情，并调取救援方案库207中与伤情相匹配的自救视频方案，控制显示器208播放自救视频方案；

无线传输模块209用于避障模块204采集的航行信息与图像采集模块205采集的图像信息实时传输至远程控制终端。

本发明实施例的救援无人机开展救援行动时，通过储物箱103携带救援物资至待救援地点。飞行过程中，避障模块204实时测量是否存在障碍物，并测量机体与障碍物的位置关系，使机体能够及时躲避障碍物，确保飞行过程流畅，避免因碰撞障碍物造成坠毁的情况发生。到达救援地点后，无人机悬停，主控模块201控制图像采集模块205对救援地点的图像信息进行采集，并控制场景识别模块206识别图像中的伤员，调取救援方案库207中与伤情相匹配的自救视频方案，最后控制显示器208播放相应的自救视频，使伤员能够及时规范的进行自救，避免因等待时间过长或救援方式不正确导致伤情加重，提高了救援效率。远程控制终端能够远程实时观察救援地点的具体情况，便于掌握灾情和伤情，针对意外情况及时采取应急措施。

具体的，避障模块204包括AHRS模块2041、定位传感器2042、雷达传感器2043和双目视觉传感器2044；AHRS模块2041、定位传感器2042、雷达传感器2043和双目视觉传感器2044分别与主控模块201电性连接；

AHES模块2041用于采集机体的飞行姿态和航行信息；定位传感器2042用于采集机体的实时位置信息，并实现机体的定点悬停；雷达传感器2043用于采集障碍物到机体的距离信息；双目视觉传感器2044用于测量障碍物的大小及形状。雷达传感器2043和双目视觉传感器2044分别设置有4个，且分别安装在机身101的前、后、左、右四个面上。

本发明实施例通过在机身101的前、后、左、右四个面上设置雷达传感器2043和双目视觉传感器2044，能够全方位地检测故障物信息，确保飞行过程的流畅性。

在一个实施例中，储物箱103为一端开口的长方体结构，其内部设置有多个与储物箱103的内壁相抵接的横隔板1031和纵隔板1032；横隔板1031和纵隔板1032纵横交错布置，将储物箱103分隔成多个呈矩阵排布的格子空间1033；每层格子空间1033用于盛放不同的救援物资；每个格子空间1033的开口端均安装有与其铰接的箱门1034；每个箱门1034和与其对应的格子空间1033边缘接触的位置均安装有电子锁1035；每个电子锁1035均与主控模块201电性连接；主控模块201根据待救援人员的伤情控制相应的电子锁1035开启。本实施例中格子空间的大小可以设置成不一致，根据救援物资的体积大小存放至相应大小的格子空间内。

储物箱103与其开口端相对的一侧为封闭端；储物箱103的封闭端与每个格子空间1033对应的位置处均安装有投递装置104；投递装置104包括第二电机1041和推板1042；第二电机1041的控制端分别与主控模块201和储能装置202电性连接；第二电机1041的驱动端与推板1042固定连接，用于推动推板1042朝格子空间1033的开口端往复移动。

本发明实施例通过设置多个格子空间1033，针对可能出现的伤情盛放不同的救援物资，当确定待救援人员伤情后，控制盛放相应救援物资的格子空间1033的电子锁1035打开，并在投递装置104的推动下，将救援物资进行投递，使伤员获取最合适的救援物资。除此之外，多个格子空间1033的设置，还能够避免在飞行过程中救援物资因晃动混合在一起发生污染。

在另一个实施例中，显示器208嵌入储物箱103的外侧壁内。显示器208嵌入储物箱103的外侧壁上，不仅固定牢靠，且一体化程度较高。

更有利的，机体还包括保护壳105、连接杆106和支架107；保护壳105安装在机身101的四角位置处，并与螺旋桨102的位置一一对应；第一电机203位于保护壳105内部的中心位置，且其驱动端朝向机身101的顶端设置；连接杆106等角度设置有多个，且其一端与第一电机203的控制端外壳固定连接，另一端与保护壳105的内环壁固定连接；支架107一端与第一电机203的控制端外壳固定连接，另一端朝向机身101的底端设置。保护壳105的设置不仅能够稳固第一电机203，还能够保护第一电机203和螺旋桨102不会发生损坏；支架107对无人机起到支撑作用，便于无人机的停放。

在其他实施例中，控制部还包括照明灯210，照明灯210安装在保护壳105的外环壁上，并与主控模块201电性连接。照明灯210的设置，便于在光线不足或夜间条件下开展救援工作；同时，照明灯210安装在位于机身101四周的保护壳上，使光源均匀，照明条件优良。

控制部还包括红外探测器211，红外探测器211安装在机身101的前端面，并与主控模块201电性连接。红外探测器211可以对图像采集模块205无法识别的区域或目标进行搜索、探寻。

控制部还包括语音识别模块212和语音播放器213，语音识别模块212和语音播放器213分别与主控模块201电性连接；语音识别模块212用于识别待救援人员发出的求救信息，并通过无线传输模块209将求救信息传输至远程控制终端；远程控制终端根据求救信息发送语音救援指导信息，并通过无线传输模块209将救援指导信息发送至语音播放器213进行播报。当救援方案库207中无法获取与当前伤情相匹配的自救视频方案时，语音识别模块212可以识别伤员发出的求救语音，通远程控制终端的工作人员根据伤员的自身情况和求救语音，远程语音指导伤员自救，避免因抢救不及时发生伤情延误的情况发生。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

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 (9)

1.一种救援无人机，其特征在于，包括：机体和控制部；

所述机体包括机身、螺旋桨和储物箱；所述螺旋桨安装在所述机身的四角位置处；所述储物箱安装在所述机身的底侧，用于盛放救援物资；

所述控制部包括主控模块、储能装置、第一电机、避障模块、图像采集模块、场景识别模块、救援方案库、显示器和无线传输模块；

所述储能装置分别为所述主控模块和所述第一电机供电；所述第一电机与所述螺旋桨位置一一对应，且其驱动端与所述螺旋桨固定连接，控制端与所述主控模块电性连接；

所述避障模块用于探测所述机身与故障物的实时位置信息，并将所述位置信息传输至所述主控模块；所述主控模块根据所述位置信息，控制所述机体完成避障动作；

所述图像采集模块用于采集待救援地点的图像信息，并将其传输至所述场景识别模块；

所述场景识别模块用于识别所述图像信息中的待救援人员，并将识别结果传输至所述主控模块；

所述主控模块根据所述识别结果，判断待救援人员的伤情，并调取所述救援方案库中与所述伤情相匹配的自救视频方案，控制所述显示器播放所述自救视频方案；

所述无线传输模块用于将所述避障模块采集的航行信息与所述图像采集模块采集的图像信息实时传输至远程控制终端；

所述储物箱为一端开口的长方体结构，其内部设置有多个与所述储物箱的内壁相抵接的横隔板和纵隔板；所述横隔板和所述纵隔板纵横交错布置，将所述储物箱分隔成多个呈矩阵排布的格子空间；每层所述格子空间用于盛放不同的救援物资；每个所述格子空间的开口端均安装有与其铰接的箱门；每个所述箱门和与其对应的格子空间边缘接触的位置均安装有电子锁；每个所述电子锁均与所述主控模块电性连接；所述主控模块根据待救援人员的伤情控制相应的所述电子锁开启。

2.根据权利要求1所述的一种救援无人机，其特征在于，所述储物箱与其开口端相对的一侧为封闭端；所述储物箱的封闭端与每个所述格子空间对应的位置处均安装有投递装置；所述投递装置包括第二电机和推板；所述第二电机的控制端分别与所述主控模块和所述储能装置电性连接；所述第二电机的驱动端与所述推板固定连接，用于推动所述推板朝所述格子空间的开口端往复移动。

3.根据权利要求1所述的一种救援无人机，其特征在于，所述显示器嵌入所述储物箱的外侧壁内。

4.根据权利要求1所述的一种救援无人机，其特征在于，所述避障模块包括AHRS模块、定位传感器、雷达传感器和双目视觉传感器；所述AHRS模块、所述定位传感器、所述雷达传感器和所述双目视觉传感器分别与所述主控模块电性连接；

所述AHRS模块用于采集所述机体的飞行姿态和航行信息；所述定位传感器用于采集所述机体的实时位置信息，并实现所述机体的定点悬停；所述雷达传感器用于采集障碍物到所述机体的距离信息；所述双目视觉传感器用于测量障碍物的大小及形状。

5.根据权利要求4所述的一种救援无人机，其特征在于，所述雷达传感器和所述双目视觉传感器分别设置有4个，且分别安装在所述机身的前、后、左、右四个面上。

6.根据权利要求1所述的一种救援无人机，其特征在于，所述机体还包括保护壳、连接杆和支架；所述保护壳安装在所述机身的四角位置处，并与所述螺旋桨的位置一一对应；所述第一电机位于所述保护壳内部的中心位置，且其驱动端朝向所述机身的顶端设置；所述连接杆等角度设置有多个，且其一端与所述第一电机固定连接，另一端与所述保护壳的内环壁固定连接；所述支架一端与所述第一电机固定连接，另一端朝向所述机身的底端设置。

7.根据权利要求6所述的一种救援无人机，其特征在于，所述控制部还包括照明灯，所述照明灯安装在所述保护壳的外环壁上，并与所述主控模块电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种救援无人机，其特征在于，所述控制部还包括红外探测器，所述红外探测器安装在所述机身的前端面，并与所述主控模块电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种救援无人机，其特征在于，所述控制部还包括语音识别模块和语音播放器，所述语音识别模块和所述语音播放器分别与所述主控模块电性连接；所述语音识别模块用于识别待救援人员发出的求救信息，并通过所述无线传输模块将所述求救信息传输至所述远程控制终端；所述远程控制终端根据求救信息发送语音救援指导信息，并通过所述无线传输模块将所述救援指导信息发送至所述语音播放器进行播报。

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