CN211055381U - 投放应急救援设备的无人机及其系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种投放应急救援设备的无人机及其系统，将第一视角无人机飞行和基于线路信息的无人机自主驾驶结合，实现了应急救援设备的远程投放，在整个投放过程中，投放人员并不是直接操控无人机，无人机实际上一直在飞控的控制下在自主飞行，实现了远距离的直视抵近现场投放，可以快速、全范围覆盖的投放应急救援设备，并且降低对应急救援设备投放的操作条件。

Description

投放应急救援设备的无人机及其系统

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种投放应急救援设备的无人机、及其系统。

背景技术

生产生活中，紧急事故随时都有可能发生，当发生了紧急事故后，如果不进行快速处理，灾害可能会蔓延，造成更大的经济损失。目前，一般是救援人员通过地面运输将应急救援设备运送至受灾区域，但是此种方式运送速度慢，并且难以抵达受灾严重的区域；还可以通过飞机携带应急救援设备，也就是将应急救援设备放置在飞机的舱体内，待飞行员驾驶飞机飞行至救援区域内后，从飞机的舱体内将应急救援设备抛出，这需要专业的飞行员，条件要求比较高。

因此，如何快速、全范围覆盖的投放应急救援设备，并且降低对应急救援设备投放的操作条件，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提供了一种投放应急救援设备的无人机及其系统，以快速、全范围覆盖的投放应急救援设备，并且降低对应急救援设备投放的操作条件。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种投放应急救援设备的无人机，包括：无人机本体、云台、机载摄像机和应急救援设备投放舱；云台固定安装在无人机本体上，机载摄像机安装于云台上，用于拍摄图片或视频；应急救援设备投放舱固定安装在无人机本体的下方，其内部通过隔板隔出多个独立的空间，并且在应急救援设备投放舱的侧壁或底板上为每个独立的空间开设相应的舱门，每个舱门均设置相应的驱动电机，以通过各自的驱动电机控制舱门开闭。

如上所述的投放应急救援设备的无人机，其中，优选的是，在应急救援设备投放舱的底板上每个独立的空间开设相应的舱门。

如上所述的投放应急救援设备的无人机，其中，优选的是，应急救援设备投放舱的底板上为每个独立的空间开设有投射口，投射口相对的两边均固定连接有舱门滑道，舱门相对的两边与每个投射口的两个舱门滑道插接连接。

如上所述的投放应急救援设备的无人机，其中，优选的是，舱门滑道向内凹有凹槽，每个投射口的两个舱门滑道的凹槽相对设置，舱门的两边插入凹槽内，以与舱门滑道的凹槽插接连接。

如上所述的投放应急救援设备的无人机，其中，优选的是，云台为恒速云台，水平转角0°～350°，机载摄像机安装有低空高清摄像头。

如上所述的投放应急救援设备的无人机，其中，优选的是，应急救援设备投放舱的顶部开设有连接孔，螺栓穿过连接孔将应急救援设备投放舱固定于无人机本体的下方

如上所述的投放应急救援设备的无人机，其中，优选的是，应急救援设备投放舱内部每相邻的两个隔板之间的间距与其他相邻的两个隔板之间的间距不同，以分割出不同大小的空间。

如上所述的投放应急救援设备的无人机，其中，优选的是，驱动电机为直流电机。

一种投放应急救援设备的无人机系统，包括：车载地面站系统和上述任一项所述的投放应急救援设备的无人机，车载地面站系统与投放应急救援设备的无人机通信连接。

如上所述的投放应急救援设备的无人机系统，其中，优选的是，车载地面站系统包括地面站、遥控设备、用于显示图片或视频的主显示屏和用于显示路径的副显示屏，并且地面站主机、遥控设备以及主显示屏和副显示屏均为车载设备，地面站主机与无人机本体通信连接，遥控设备与地面站主机通信连接。

如上所述的投放应急救援设备的无人机系统，其中，优选的是，无人机本机上安装有无线通讯设备，无线通信设备与车载地面站系统通信连接，以接收车载地面站系统发送的信息，或者向车载地面站系统发送信息。

相对上述背景技术，本实用新型提供的投放应急救援设备的无人机及其系统，可以快速、全范围覆盖的投放应急救援设备，并且降低对应急救援设备投放的操作条件，并且车载地面站系统可以跟随无人机本体进行相应的移动，从而可以近距离操纵投放应急救援设备的无人机，避免了操作人员直接抵近现场，提高了操作的安全性；还由于无人机本体与地面站主机通信连接，可以通过无人机本体可以通过地面站主机规划的航线进行飞行，从而降低了操作人员的专业要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的投放应急救援设备的无人机系统的示意图；

图2是本申请实施例提供的应急救援设备投放舱的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的应用投放应急救援设备的无人机系统的人在回路的投放方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的投放应急救援设备的无人机系统的示意图；

本申请提供了一种投放应急救援设备的无人机，如图1所示，包括：无人机本体100、云台110、机载摄像机120、应急救援设备投放舱130。

其中，云台110固定安装在无人机本体100上，优选的安装在无人机本体100的前下方，并且云台110优选为恒速云台，水平转角0°～350°。机载摄像机120安装于云台110上，以通过无人机本体100携带其飞行从而对无人机本体100飞行过程中所能观测的方位进行视频图像的拍摄，并且可以通过4G网络、wifi等无线传输的方式将拍摄的视频或图片发送至车载地面站系统200，优选的，机载摄像机120安装有低空高清摄像头。

请参阅图2，图2是本申请实施例提供的应急救援设备投放舱的结构示意图；

应急救援设备投放舱130固定安装在无人机本体100的下方，可以在，应急救援设备投放舱130的顶部开设有连接孔131，螺栓穿过连接孔131，将应急救援设备投放舱130固定于无人机本体100的下方。

具体的，应急救援设备投放舱130的内部通过隔板132隔出多个独立的空间，以在应急救援设备投放舱130的各个空间内分别放置不同的救援设备或物资。并且，在应急救援设备投放舱130的侧壁或底板上为每个独立的空间开设相应的舱门，优选的在应急救援设备投放舱130的底板上每个独立的空间开设相应的舱门，并且为每个舱门均设置相应的驱动电机135，以通过各自的驱动电机135控制舱门开闭，优选的，舱门开闭控制电机140为直流电机。

应急救援设备投放舱130的底板上为每个独立的空间开设有投射口，投射口相对的两边均固定连接有舱门滑道133，舱门134相对的两边与每个投射口的两个舱门滑道133插接连接。具体的，舱门滑道133向内凹有凹槽，每个投射口的两个舱门滑道133的凹槽相对设置，舱门134的两边插入凹槽内，以与舱门滑道133的凹槽插接连接。驱动电机135与舱门134连接，以驱动舱门134相对于舱门滑道133滑动，从而控制舱门134开闭，驱动电机135正转舱门134逐渐打开，驱动电机135反转舱门135逐渐闭合。工作时，将分类携带好的应急救援设备投放舱130挂在在无人机本体100上，开启舱门134投放应急救援设备。由于本申请实施例提供的投放应急救援设备的无人机具有放置不同类别的应急救援设备的应急救援设备投放舱，并且应急救援设备投放舱可以向外投放应急救援设备，从而可以使得无人机携带应急救援设备飞行至需要投放的区域上空，进而保证了应急救援设备投放人员的人身安全，并且还能快速、全范围覆盖的投放应急救援设备，并且降低对应急救援设备投放的操作条件。

优选的，应急救援设备投放舱130内部每相邻的两个隔板之间的间距与其他相邻的两个隔板之间的间距不同，以分割出不同大小的空间，可以根据应急救援设备及物资的大小分别放置在不同大小的空间内。

请继续参阅图1，本申请还提供了一种投放应急救援设备的无人机系统，包括车载地面站系统200和上述投放应急救援设备的无人机，其中车载地面站系统200包括地面站主机210、遥控设备220、用于显示图片或视频的主显示屏230和用于显示路径的副显示屏240。其中，地面站主机210、遥控设备220以及主显示屏230和副显示屏240均为车载设备，可以跟随汽车进行移动；并且地面站主机210与无人机本体100通信连接，遥控设备220与地面站主机210通信连接。另外，主显示屏230和副显示屏240并排设置，以便于同时观测飞行的实时环境和规划的路径，便于根据实际飞行的环境及时调整规划的路径。此外，主显示屏230和副显示屏240均为高清显示器，遥控设备220则为航模遥控器。

具体的，地面站主机210是车载地面站系统200的核心，主要功能是根据遥控设备220的动作，生成路径规划，并将其显示在副显示屏240上。地面站主机210为无人机本体100通信连接，为无人机本体100提供路径信息，以使无人机本体100根据地面站主机210提供的路径信息进行飞行。遥控设备220与地面站主机210通信连接；一方面依据遥控设备220发出的操作命令(添加、修改、删除等命令)，地面站主机210修改路径信息，并且把修改后的路径信息发送给无人机本体100，同时把修改后的路径信息显示在副显示屏240上，其中，遥控设备220发出的操作命令是依据主显示屏230显示的图片、视频和副显示屏240显示的路径信息而发出的；另一方面，依据遥控设备220发出的投放命令，地面站主机210将投放命令发送至无人机本体100，无人机本体100根据投放命令控制驱动电机135转动，以开启或关闭舱门。主显示屏230和副显示屏240均固定于汽车内，其中主显示屏230用于显示机载摄像机120拍摄的图片或视频，副显示屏240用于显示地面站主机210规划好的路径信息。

另外，地面站主机210系统还具有RTK-GPS基准站，无人机本体100还具有RTK-GPS移动站，无人机本体100在飞行过程中，无人机本体100的RTK-GPS移动站和地面站系统200的RTK-GPS基准站同步观测GPS卫星，以实时差分解算出无人机本体100的方位信息、位置信息、航向角，以用于调整路径。

由于本申请的投放应急救援设备的无人机系统的地面站系统为车载设备，因此地面站系统可以跟随无人机本体进行相应的移动，从而可以近距离操纵投放应急救援设备的无人机，避免了操作人员直接抵近现场，提高了操作的安全性；还由于无人机本体与地面站主机通信连接，可以通过无人机本体可以通过地面站主机规划的航线进行飞行，从而降低了操作人员的专业要求；另外，还由于主显示屏显示拍摄的图片或视频，副显示屏用于显示地面站主机规划好的航线，因此操作人员可以更加直观的对比航线与实际的飞行环境，有利于操作人员根据实际飞行环境及时进行航线调整，例如：添加、修改、删除路径信息。

在上述基础上，无人机本机100上安装有无线通讯设备，无线通信设备与车载地面站系统200通信连接，以接收车载地面站系统200发送的信息，或者向车载地面站系统200发送信息，优选的无线通讯设备、遥控设备220以及地面站主机210的通信距离均为0米～3000米。例如：可以使用4G网络、5G网络、无线局域网WLAN、wifi、宽带卫星系统等无线通讯方式进行通讯。具体的，无线通讯设备可以分为无线数据发送/接收设备150和无线图像发送/接收设备160。其中，无线数据发送/接收设备150接收车载地面站系统200的遥控设备220发送的控制信息，以及车载地面站系统200的地面站主机210发送的路径信息；无线图像发送/接收设备160则将机载摄影机120拍摄的图片或者视频信息发送至车载地面站系统200，以显示在车载地面站系统200的主显示屏230上。

无人机本体100还具有控制器，控制器与无线通信设备连接，以通过路径信息控制无人机本体100沿着规划好的航线进行飞行，而控制器控制无人机本体100根据规划好的航线进行飞行是无人机领域的现有技术。控制器还与机载摄像机120连接，以将机载摄像机120拍摄的图片或视频发送至地面站系统200，并显示在主显示屏230上。控制器还与驱动电机135连接，以根据控制信息控制驱动电机135正转或反转。

另外，本申请的投放应急救援设备的无人机系统还包括电池组，其中电池组中的安装于无人机本体100上的部分与机载摄像机120、无线通讯设备、控制器、驱动电机135均电连接，以为无人机本体110上安装的各用电器提供电能；电池组中的安装于车载地面站系统200上的部分电池与地面站主机210、遥控设备220、主显示屏230和副显示屏240均电连接，以为车载地面站系统200的各用电器提供电能。

图3是本申请实施例提供的应用投放应急救援设备的无人机系统的人在回路的投放方法的流程图；

本申请还提供了一种人在回路的应急救援设备投放方法，应用上述投放应急救援设备的无人机系统，包括如下步骤：

步骤S310、投放应急救援设备的无人机系统启动后，无人机本体保持悬停；

悬停是指无人机本体在一定高度上保持空间位置基本不变的飞行状态，此时，不存在路径信息，无人机本体的控制器自动控制无人机本体升空并保持悬停，等待接收路径信息。

步骤S320、根据无线通讯设备接收的路径信息，控制无人机本体从悬停状态开始进行飞行；

无人机本体的控制器根据无线通讯设备接收的路径信息，控制无人机本体从悬停状态开始进行自主飞行。

其中，路径信息是指路径规划信息，包括了一系列坐标点构成的一整条航迹。其是车载地面站系统的地面站主机通过无线通信设备发送至无人机本体的控制器的，在自主飞行过程中，控制器接收到路径信息则控制无人机本体通过比较自身的位置、航向角与航迹上的坐标点的距离与方向，根据无人机本体控制器中预先写好的算法，跟踪规划好的航迹行驶。另外，还将该路径信息显示在车载地面站系统的副显示屏，以向操作人员直观的展示无人机本体即将飞行的路径。

步骤S330、在无人机本体飞行过程中，无人机本体上固定安装的机载摄像机拍摄图片或视频；

由于无人机本体携带机载摄像机飞行，因此机载摄像机可以对无人机本体飞行过程中所能观测的方位进行图片或视频的拍摄。

步骤S340、将拍摄的图片或视频通过无线通讯设备发送至车载地面站系统，并显示在车载地面站系统的主显示屏上；

主显示屏显示接收到的图片或者视频，并且实时进行显示，以便于操作人员实时观测到无人机本体飞行的环境，根据实时飞行环境可以及时调整规划好的飞行路径，并且将调整好的路径信息继续显示在地面站系统的副显示屏上。

步骤S350、根据无线通讯设备接收的调整后的路径信息，控制无人机本体从继续飞行，其中，调整后的路径信息是根据之前的路径信息和拍摄的图片或视频进行的调整；

操作人员根据主显示屏上的图片、视频，和副显示屏上的当前规划好的路径信息，以及地图等信息，使用遥控设备发出操作命令(添加、修改、删除等命令)，地面站主机根据遥控设备的操作命令更改当前路径信息，并把更改后的路径信息显示在副显示屏上，同时将更改后的路径信息发送给无人机本体的控制器。无人机本体的控制器根据路径信息，控制无人机本体沿着规划好的路径飞行。

步骤S360、根据调整后的路径信息飞行过程中，待到达目标位置后控制无人机本体下方固定安装的应急救援设备投放舱的舱门开启，以投放应急救援设备；

在根据调整后的路径信息飞行过程中，无人机本体待达到目标位置后，操作人员使用遥控设备发出投放命令，地面站主机将投放命令发送给无人机本体的控制器，控制器控制驱动机正转或反转，开启应急救援设备投放舱的舱门，以投放放置于应急救援设备投放舱内的应急救援设备。

步骤S370、待完成飞行任务后，控制无人机本体悬停或返回。

本申请中，投放应急救援设备的无人机系统处于工作状态时，避免直接对无人机本体进行控制，操作人员可以根据显示的图片或视频改变无人机本体的路径规划控制无人机本体自主飞行；并且操作人员可以根据遥控设备接收的环境信息，控制无人机本体投放应急救援设备，远距离实现救援设备投放，较大程度节约了人力、财力、物力，降低救援成本；同时其响应速度快，对专业操纵人员需求低，上手快，提高了救援效率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种投放应急救援设备的无人机，其特征在于，包括：无人机本体、云台、机载摄像机和应急救援设备投放舱；

云台固定安装在无人机本体上，机载摄像机安装于云台上，用于拍摄图片或视频；

应急救援设备投放舱固定安装在无人机本体的下方，其内部通过隔板隔出多个独立的空间，并且在应急救援设备投放舱的侧壁或底板上为每个独立的空间开设相应的舱门，每个舱门均设置相应的驱动电机，以通过各自的驱动电机控制舱门开闭。

2.根据权利要求1所述的投放应急救援设备的无人机，其特征在于，在应急救援设备投放舱的底板上每个独立的空间开设相应的舱门。

3.根据权利要求2所述的投放应急救援设备的无人机，其特征在于，应急救援设备投放舱的底板上为每个独立的空间开设有投射口，投射口相对的两边均固定连接有舱门滑道，舱门相对的两边与每个投射口的两个舱门滑道插接连接。

4.根据权利要求3所述的投放应急救援设备的无人机，其特征在于，舱门滑道向内凹有凹槽，每个投射口的两个舱门滑道的凹槽相对设置，舱门的两边插入凹槽内，以与舱门滑道的凹槽插接连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的投放应急救援设备的无人机，其特征在于，云台为恒速云台，水平转角0°～350°，机载摄像机安装有低空高清摄像头。

6.根据权利要求1-4任一项所述的投放应急救援设备的无人机，其特征在于，应急救援设备投放舱的顶部开设有连接孔，螺栓穿过连接孔将应急救援设备投放舱固定于无人机本体的下方。

7.根据权利要求1-4任一项所述的投放应急救援设备的无人机，其特征在于，应急救援设备投放舱内部每相邻的两个隔板之间的间距与其他相邻的两个隔板之间的间距不同，以分割出不同大小的空间。

8.根据权利要求1-4任一项所述的投放应急救援设备的无人机，其特征在于，驱动电机为直流电机。

9.一种投放应急救援设备的无人机系统，其特征在于，包括：车载地面站系统和权利要求1-8任一项所述的投放应急救援设备的无人机，车载地面站系统与投放应急救援设备的无人机通信连接。

10.根据权利要求9所述的投放应急救援设备的无人机系统，其特征在于，车载地面站系统包括地面站主机、遥控设备、用于显示图片或视频的主显示屏和用于显示路径的副显示屏，并且地面站主机、遥控设备以及主显示屏和副显示屏均为车载设备，地面站主机与无人机本体通信连接，遥控设备与地面站主机通信连接。

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