CN115471385A - 一种海上智能搜救系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上智能搜救系统以及方法，包括：信息采集平台；信息监控中心和集控中心，信息采集平台，用于实时采集不同海域环境信息；信息监控中心，用于采集求救信息以及对求救信息进行定位，调用求助信息的海域环境信息、海面视频信息以及监测救助平台实时的控制信息；集控中心，作为搜救信息采集平台和所述信息监控中心的信息中转中心，用于根据信息监控中心和搜救平台收集的信息，生成实时3D虚拟场景，锁定搜救目标和制定最佳搜救方法。本发明可以根据求救信号直接定位海域的位置信息和海域信息，提高了救援效率，并且根据信息构建3D虚拟场景，实现船载端与远程监控平台之间的信息交互，实现可视化实时监控、高效指挥和智能化救助。

Description

一种海上智能搜救系统以及方法

技术领域

本发明涉及海上救援领域，特别是涉及一种海上智能搜救系统以及方法。

背景技术

近些年来，海上的安全事故时有发生，在现有的情况下，落水人员一般都是通过依靠救生衣或者救生圈在水中等待着救援，如果遇到恶劣情况遇上大风大浪甚至还会飘离事故发生点，导致搜救难度大大增加。不仅如此，在水中长期浸泡对人体身体的危害也是不容小觑的。

公开号为CN112446811A的中国专利公开了一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统及搜救方法。该专利基于海域空间数据信息，建立三维场景，并生成模型；接收求救信号，通过数学模型计算出目标区域；获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，生成搜救策略，能够对大范围的海域进行搜救。但其需要对目标区域进行全覆盖搜寻，整体得到结果并将结果进行反馈后才进行施救，所需时间较长，可能会导致某些落水人员错过最佳营救时间。

综上所述可以看出，现有技术中如何快速定位求救信号，开展搜救计划是目前有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种海上智能搜救系统以及方法，解决了现有技术中需要通过数学模型进行计算出目标区域，获取海域信息与位置的差异，导致搜救时间延长的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种海上智能搜救系统以及方法，包括：

信息采集平台，用于实时采集不同海域环境信息；

信息监控中心，用于采集求救信息以及对所述求救信息进行定位，调用求助信息的海域环境信息、海面视频信息以及监测所述救助平台实时的控制信息；

集控中心，作为所述搜救信息采集平台和所述信息监控中心的信息中转中心，用于根据所述信息监控中心和所述搜救平台收集的信息，生成实时3D虚拟场景，锁定搜救目标和制定最佳搜救方法。

优选地，还包括：

搜救设备，用于根据所述集控中心发出的海域信息以及最佳搜救方式，控制搜救船只进入搜救区域进行搜救。

优选地，所述信息采集平台包括：

海域浮标气球，放置在不同海域中，所述海域浮标气球包括：

传感器，用于实时采集风速、风向、流速、流向和水深海域信息；

全景微光摄像机，用于实时拍摄海域的视频信息；

信息中转站，用于将采集到的海域信息与视频信息传送至所述信息监控中心；

太阳能电池板，用于补给上述设备的电能

优选地，所述信息监控中心包括：

数据收集模块，用于接收求助信息并调用所述求助信息海域环境信息、视频信息以及对所述搜救设备的控制信息进行采集，并将数据上传至所述集控中心；

信息定位模块，用于根据所述求助信息对遇难人员进行定位，以及定位所述搜救设备的位置，并将数据上传至集控中心。

优选地，所述数据收集模块包括：数据采集卡，PLC和传感器。

优选地，所述信息定位模块包括：

北斗定位系统，用于对所述遇难人员和所述搜救设备的位置进行定位；

海事雷达，用于对辨别所述遇难人员的位置以及距离。

优选地，所述集控中心包括：

监控模块，用于根据所述信息采集以及搜救平台和所述信息监控中心采集的信息对搜救海域的海况进行宏观的监测，以及对搜救设备的航线和海域位置进行监测；

虚拟场景模块，用于根据采集的信息实时生成3D虚拟场景；

搜救制定模块，用于根据所述监控模块和所述虚拟场景模块制定搜救方案；

调度模块，根据所述搜救方案发出搜救调度指令，进行搜救。

优选地，所述虚拟场景模块包括：

激光三维重建系统，用于将采集到的海域三维信息数据，生成三维虚拟三维场景，所述激光三维重建系统包括：海事雷达、激光雷达、三维重建算法以及运算网络。

本发明还提供了一种海上智能搜救方法，包括：

实时采集各个海域的海域数据信息以及视频信息；

当接收到求救信号时，定位所述求救信号的位置信息以及距离；

根据所述位置信息，调取所述求救信号的海域数据信息以及视频信息，并构建3D虚拟场景以及搜救方案；

基于所述搜救方案展开搜救行动，并实时监测搜救海域的状况直至搜救结束。

优选地，所述根据所述位置信息，调取所述求救信号的海域数据信息以及视频信息，并构建3D虚拟场景以及搜救方案包括：

利用海事雷达和激光雷达采集三维信息；

将所述三维信息输入三维重建算法中进行处理，生成实时的三维虚拟场景。

本发明所提供的一种海上智能搜救系统以及方法，信息采集平台实时采集各个海域数据信息和视频信息；当接收到求救信号时，定位求救信号的位置，调取求救信号的海域数据信息和视频信息，并上传至集控中心，然后根据上述的信息，构建3D虚拟场景，便可了解现场的环境以及状况，最后根据3D虚拟场景制定搜救计划，搜救团队进行搜救。本发明实时采集各个海域的信息，接收到求救信号时可以立刻锁定该求救信号的位置以及调取求救信号的海域信息，便可直接派出救援团队进行救援，并且根据信息生成3D虚拟场景，模拟现场救援的状况，进行实时监控以及高效指挥。本发明能够高效的锁定救援位置，以及救援位置的海域信息，提高了救援速率。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的海上智能搜救系统的结构框图；

图2为本发明所提供的海上智能搜救方法的一种具体实施例的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种海上智能搜救系统以及方法，通过实时采集不同海域的信息，当接收求救信号时，能够立刻锁定求救位置以及求解位置的海域信息，然后进行救援，并且根据信息生成3D虚拟场景进行实时监控以及高效的指挥，提高了救援速率和救援时间。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。

请参考图1，图1为本发明所提供的海上智能搜救系统的结构框图；具体结构如下：

信息采集平台：用于实时采集不同海域环境信息；

海域浮标气球，放置在不同海域中，所述海域浮标气球包括：

传感器，用于实时采集风速、风向、流速、流向和水深海域信息；

全景微光摄像机，用于实时拍摄海域的视频信息；

信息中转站，用于将采集到的海域信息与视频信息传送至所述信息监控中心；

太阳能电池板，用于补给上述设备的电能。

信息监控中心，用于采集求救信息以及对所述求救信息进行定位，调用求助信息的海域环境信息、海面视频信息以及监测所述救助平台实时的控制信息。

所述信息监控部分包括传感器、数据采集卡、PLC、北斗定位、雷达以及5G信号中转站，其中；所述传感器、数据采集卡以及PLC，接收记录搜救海域的环境信息、视频信息以及控制信息进行采集，如风速、风向、流速、流向、水深等环境信息；船体的航向、航速、发电机组的转速、油温、油压、电压、功率、报警信号等信息，并将数据发送至集控中心；所述的5G信号中转站和通信系统，通过5G网联技术实现大带宽数据传输，可以将搜救现场的数据实时的回传到集控中心，方便执行相应的调度工作。

集控中心，作为所述搜救信息采集平台和所述信息监控中心的信息中转中心，用于根据所述信息监控中心和所述搜救平台收集的信息，生成实时3D虚拟场景，锁定搜救目标和制定最佳搜救方法。

所述集控中心部分包括监测系统、视频监控系统、Unity-3D虚拟场景、激光三维重建系统、定位系统、通信系统以及调度系统，其中：所述的北斗定位和定位系统主要用于对搜救艇和落水人员的位置进行定位，同时将数据发送至集控中心；所述的监测系统用于对搜救海域的海况进行宏观的监测，也包括对搜救艇的航线以及搜救艇在海域空间内的位置信息进行监测，在可在所述的集控中心生成实时的3D虚拟场景；所述激光三维重建系统由海事雷达与激光雷达、计算中心与三维重建算法构成，三维重建算法采用了KinectFusion算法，通过所述激光雷达与海事雷达采集的三维信息数据，在所述集控中心生成虚拟三维场景；所述调度系统作为集控中心对搜救平台的指挥系统，根据集控中心接收的数据信息来对搜救平台执行相应的调度工作，具有可靠性高、实时性强的特点，对搜救过程有极大地帮助。

搜救设备，用于根据所述集控中心发出的海域信息以及最佳搜救方式，控制搜救船只进入搜救区域进行搜救。

搜救设备包括：搜救船只，无人搜救艇、救生筏以及救助装置。

信息监控中心与信息采集平台两部分相互配合，将所采集的环境信息、视频信息以及控制信息传输给集控中心，在所述集控中心生成实时的3D虚拟场景，再通过调度系统对搜救平台执行相应的调度工作。

在本实施例中，首先利用信息采集平台采集各个海域的信息，当接收到求救信号时，根据求救信号的位置调用对应的海域信息，能够及时的派出搜救人员，然后在集控中心生成虚拟三维场景，通过对搜救目标进行实时定位，搜救平台通过场景图、定位以及搜救目标落水信息智能化调度相应的搜救设备进行搜救，实现可视化实时监控、高效指挥和智能化救助。

请参考图2，图2为本发明所提供的海上智能搜救方法的一种具体实施例的流程图。

步骤S201：实时采集各个海域的海域数据信息以及视频信息；

利用海域浮标气球实时采集各个海域的环境信息，风速、风向、流速、流向和水深。

步骤S202：当接收到求救信号时，定位所述求救信号的位置信息以及距离；

步骤S203：根据所述位置信息，调取所述求救信号的海域数据信息以及视频信息，构建3D虚拟场景以及搜救策略；

步骤S204：基于所述搜救策略展开搜救行动。

当岸基指挥中心收到求救信号时，立刻锁定求救信号的位置，立刻派遣无人搜救艇前往事故现场，利用无人搜救艇上的无人机拍摄现场的救援环境，然后将拍摄的信息传送至集控中心，然后集控中心将采集的信息构建3D虚拟场景，便于更好的救助遇难人员，可应付面对更多突发情况，达到更好的救援效果。

通过传感器、数据采集卡以及PLC对搜救无人艇的柴油发动机、舵角液压单元及组合惯导等运动控制状态的数据和搜救海域的环境信息、视频信息以及控制信息进行采集，同时进行相应的分析、处理，并将数据发送至集控中心；通过北斗定位、摄像头、红外光电、雷达以及5G信号中转站，用于识别落水人员和采集落水人员的水上情况和具体方位，并将数据发送至集控中心；通过激光三维重建系统生成搜救海域的虚拟三维场景以及无人机和气球对水上落水人员的情况采集，在集控中心的视频监控系统和Unity-3D平台可以进行实时观测，继而通过基于北斗和5G无线通信技术的调度系统，通过集控中心接收的数据信息来对搜救平台执行相应的调度工作，来控制搜救无人艇自主航行和自主避障及自返航的行动轨迹。

本发明通过实时采集海域信息，当接收到求救信号时，可以马上进行定位，并得到求救信号的海域信息，立刻派遣搜救设备前往救援现场，然后根据采集海域信息以及视频信息，构建3D虚拟场景进行实时监控和指导救援，实现可视化实时监控，高效指挥和智能化救人，提高救援效率以及减少定位救援位置的时间。

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它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或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。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种海上智能搜救系统以及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种海上智能搜救系统，其特征在于，包括：

信息采集平台，用于实时采集不同海域环境信息；

信息监控中心，用于采集求救信息以及对所述求救信息进行定位，调用求助信息的海域环境信息、海面视频信息以及监测所述救助平台实时的控制信息；

集控中心，作为所述搜救信息采集平台和所述信息监控中心的信息中转中心，用于根据所述信息监控中心和所述搜救平台收集的信息，生成实时3D虚拟场景，锁定搜救目标和制定最佳搜救方法。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

搜救设备，用于根据所述集控中心发出的海域信息以及最佳搜救方式，控制搜救船只进入搜救区域进行搜救。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息采集平台包括：

海域浮标气球，放置在不同海域中，所述海域浮标气球包括：

传感器，用于实时采集风速、风向、流速、流向和水深海域信息；

全景微光摄像机，用于实时拍摄海域的视频信息；

信息中转站，用于将采集到的海域信息与视频信息传送至所述信息监控中心；

太阳能电池板，用于补给上述设备的电能。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息监控中心包括：

数据收集模块，用于接收求助信息并调用所述求助信息海域环境信息、视频信息以及对所述搜救设备的控制信息进行采集，并将数据上传至所述集控中心；

信息定位模块，用于根据所述求助信息对遇难人员进行定位，以及定位所述搜救设备的位置，并将数据上传至集控中心。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据收集模块包括：数据采集卡，PLC和传感器。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述信息定位模块包括：

北斗定位系统，用于对所述遇难人员和所述搜救设备的位置进行定位；

海事雷达，用于对辨别所述遇难人员的位置以及距离。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集控中心包括：

监控模块，用于根据所述信息采集以及搜救平台和所述信息监控中心采集的信息对搜救海域的海况进行宏观的监测，以及对搜救设备的航线和海域位置进行监测；

虚拟场景模块，用于根据采集的信息实时生成3D虚拟场景；

搜救制定模块，用于根据所述监控模块和所述虚拟场景模块制定搜救方案；

调度模块，根据所述搜救方案发出搜救调度指令，进行搜救。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述虚拟场景模块包括：

激光三维重建系统，用于将采集到的海域三维信息数据，生成三维虚拟三维场景，所述激光三维重建系统包括：海事雷达、激光雷达、三维重建算法以及运算网络。

9.一种海上智能搜救方法，其特征在于，包括：

实时采集各个海域的海域数据信息以及视频信息；

当接收到求救信号时，定位所述求救信号的位置信息以及距离；

根据所述位置信息，调取所述求救信号的海域数据信息以及视频信息，构建3D虚拟场景以及搜救策略；

基于所述搜救方案展开搜救行动，并实时监测搜救海域的状况直至搜救结束。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置信息，调取所述求救信号的海域数据信息以及视频信息，并构建3D虚拟场景以及搜救方案包括：

利用海事雷达和激光雷达采集三维信息；

将所述三维信息输入三维重建算法中进行处理，生成实时的三维虚拟场景。

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