TWI652651B - 人員落水偵測警報系統 - Google Patents

Abstract

一種人員落水偵測警報系統，用以解決無法在人員落水的第一時間進行救援的問題。係包含：一救生輔具，以一定位元件產生一位置座標，並以一傳輸元件傳送該位置座標；一偵測模組，沿著一船舶之船側內緣鄰近設置，並用以產生一警戒訊號；一處理元件，耦接該傳輸元件及該偵測模組，計算產生一虛擬警戒線，且該虛擬警戒線係沿著該船側外緣鄰近設置，當該處理元件接收到該警戒訊號時，分析該位置座標是否超出該虛擬警戒線的範圍，若分析結果為是，則控制一警報元件發出一救援通知。

Description

人員落水偵測警報系統

本發明係關於一種人員落水偵測警報系統，尤其是一種能夠立即發現人員落水位置座標，可立即救援該落水人員的船舶用人員落水偵測警報系統。

一種習知的海上救生系統，具有一個人設備、一訊號發射設備、一訊號接收設備及一搜索設備。該個人設備可以供船上人員穿著，該個人設備配戴有一GPS定位標籤，用以產生一經緯度位置。該訊號發射裝備設置於船上，且耦接該GPS定位標籤，該訊號發射裝置用以發出一求救訊號及該經緯度位置。該訊號接收設備耦接該訊號發射裝置，當該訊號接收設備接收到該求救訊號時，能夠通知救援中心的人員派遣救援船至該經緯度位置，並以該搜索設備進行搜索救援。當該GPS定位標籤落於該搜索設備的訊號範圍內時，則該個人設備上的一發光元件能夠發出一光源，以使救援人員能夠發現該落水人員。類似於該習知的海上救生系統已揭露於中國公告第101723064號「GPS海上救生系統」專利案當中。

上述習知的海上救生系統，由於必須在發現人員落水後，才會去操作該訊號發射裝置發出該求救訊號，導致無法在人員落水的第一時間進行救援。

有鑑於此，習知的海上救生系統確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種人員落水偵測警報系統，能夠立即發現有人員落水，進而即時救援該落水人員，以提升落水人員存活率者。

本發明的人員落水偵測警報系統，係包含：一救生輔具，以一定位元件產生一位置座標，並以一傳輸元件傳送該位置座標，該傳輸元件電性連接該定位元件；一警報元件；一偵測模組，沿著一船舶之船側內緣鄰近設置，並用以產生一警戒訊號；一處理元件，耦接該傳輸元件、該警報元件及該偵測模組，該處理器計算產生一虛擬警戒線，且該虛擬警戒線係沿著該船側外緣鄰近設置，當該處理元件接收到該警戒訊號時，分析該位置座標是否超出該虛擬警戒線的範圍，若分析結果為是，則控制該警報元件發出一救援通知。

據此，本發明的人員落水偵測警報系統，係能夠透過分析該偵測模組是否被觸發、該救生輔具之位置座標是否超出該虛擬警戒線，以在第一時間內判斷是否有人員落水。藉此，能夠立即性地發現有人員落水，進而可以即時救援該落水人員，以提升落水人員存活率的功效。

其中，該救生輔具以一感測元件感測取得一加速度值，該感測元件電性連接該傳輸元件，該傳輸元件將該加速度值傳送至該處理元件，該處理元件一併分析該加速度值是否大於一門檻值。如此，能夠一併判斷人員是否具有一自由落體運動，以排除人員僅係相對於該船舶徑向位移而超出該虛擬警戒線的情況，係具有避免系統誤判的功效。

其中，該感測元件係為一重力感測器。如此，由於該重力感測器價格相對低廉，係具有降低系統整體設備成本的功效。

其中，該虛擬警戒線的位置座標計算公式係如下式所示： 其中， 係表示為該虛擬警戒線的X座標， 係表示為該虛擬警戒線的Y座標，L係表示為該船舶S的長度，W係表示為該船舶S的寬度， 係表示為該船舶S中央的經度， 係表示為該船舶S中央的緯度，且n=1,2,3,…,N。如此，該系統能夠隨著該船舶的航行持續更新該虛擬警戒線的邊界範圍，使該處理元件在分析時能夠取得正確的虛擬警戒線的數據，係具有降低系統誤判率的功效。

其中，該處理元件將該虛擬警戒線分成數個區域，並依照該位置座標判斷取得是位於該數個區域的其中一區域。如此，救難人員能夠得知人員落水後係位於該船舶的其中一側，並朝該側方向進行搜索救援，係具有縮短救援時間的功效。

其中，該救生輔具以一發光元件發出光源。如此，當船舶人員於夜間落水後，啟動該發光元件發出光源，以吸引救難人員的注意，係具有降低夜間搜索難易度的功效。

本發明的人員落水偵測警報系統，還可以另包含一顯示元件，該顯示元件電性連接該處理元件，並用以顯示該位置座標。如此，救難人員能夠透過察看該顯示元件得知人員落水後的方位，並即時予以救援，係具有提升救援工作之判斷與進行的功效。

其中，該偵測模組係為一紅外線式電子圍籬。如此，僅須透過將紅外線發射器與紅外線接收器面對面設置，即可完成該紅外線式電子圍籬的安裝，且該紅外線式電子圍籬價格相對低廉、耗能相對較少，係具有降低系統整體設備成本、低功耗及安裝容易等功效。

其中，該傳輸元件係為一LoRa無線傳輸元件。如此，該處理元件能夠依需求調整該LoRa無線傳輸元件之傳輸率，並以IEEE754編碼進行傳輸，係具有高傳輸距離及低功耗等功效。

其中，該定位元件係為一GPS定位器。如此，係具有高定位精度的功效。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1圖所示，其係本發明人員落水偵測警報系統的一較佳實施例，係包含一救生輔具1、一警報元件2、一偵測模組3及一處理元件4，該救生輔具1供船舶人員配帶，該警報元件2、該偵測模組3及該處理元件4設置於一船舶S，該處理元件4耦接該救生輔具1、該警報元件2及該偵測模組3。

該救生輔具1可以配給給該船舶S上之人員配戴，該救生輔具1的態樣在本發明中不加以限制，在本實施例中可以為一救生衣。該救生輔具1能夠以一定位元件11產生一位置座標。該救生輔具1能夠以一傳輸元件12電性連接該定位元件11，並用以傳送該位置座標至該處理元件4。其中，該定位元件11可以為一GPS定位器，該傳輸元件12可以為WiFi、ZigBee、LoRa等無線傳輸元件。

其中，該救生輔具1還能夠以一感測元件13電性連接該傳輸元件12，該感測元件13用以感測配戴該救生輔具1的船舶人員的加速度以產生一加速度值，並藉由該傳輸元件12將該加速度值傳送至處理元件4。該加速度值係可以提供本發明系統進一步判斷該船舶人員是否落水。其中，該感測元件13可以為一三軸運動感測器或一重力感測器，在本實施例中，該感測元件13較佳係為該重力感測器，價格上相較於三軸運動感測器較為低廉。再且，該救生輔具1還能夠以一發光元件14發出光源，以使救援人員能夠儘速發現落水的船舶人員。

該警報元件2可以設置於該船舶S，並用以發出一救援通知。例如但不限制地，該警報元件2可以為一蜂鳴器。

該偵測模組3可以沿著該船舶S之船側內緣鄰近設置，並用以產生一警戒訊號。舉例而言，該偵測模組3可以為一紅外線式電子圍籬、一影像分析式電子圍籬或一越線偵測式電子圍籬，在本實施例中，該偵測模組3較佳係為該紅外線式電子圍籬。該偵測模組3的結構係本發明相關技術領域中具有通常知識者可以理解，容在此不多加贅述。

該處理元件4可以設置於該船舶S，且耦接該傳輸元件12、該警報元件2及該偵測模組3。該處理元件4可以為任何具有資料處理、訊號產生及控制等功能之電子元件，例如可以為一微控制單元、一微處理器、一數位訊號處理器、一特殊應用積體電路（ASIC）或一邏輯電路，惟不以此為限。該處理元件4能夠計算產生一虛擬警戒線，該虛擬警戒線係可以沿著該船側外緣鄰近設置。其中，該虛擬警戒線的位置座標之計算公式可以如下式所示： 其中， 係表示為該虛擬警戒線的X座標， 係表示為該虛擬警戒線的Y座標，L係表示為該船舶S的長度，W係表示為該船舶S的寬度， 係表示為該船舶S中央的經度， 係表示為該船舶S中央的緯度，且n=1,2,3,…,N。

當該處理元件4接收到該警戒訊號時，分析該救生輔具1的位置座標是否超出該虛擬警戒線的範圍，且較佳地還可以一併分析該加速度值是否大於一門檻值，若分析結果為是，即表示配戴該救生輔具1的船舶人員可能落水，則該處理元件4控制該警報元件2發出一救援通知。再且，該處理元件4可以將該虛擬警戒線分為數個區域，並依據該救生輔具1的位置座標判斷該船舶人員是位於該數個區域的其中一區域。

本發明的人員落水偵測警報系統，還可以另包含一顯示元件5，該顯示元件電性連接該處理元件54，並用以顯示該位置座標。

請參照第2圖所示，據由前述系統架構，該處理元件4能夠沿著該船舶S船側外緣設置一虛擬警戒線L。再且，當設置於該船舶S上的紅外線式電子圍籬受到遮斷時，該處理元件4可以接受到一警戒訊號，並藉此去分析穿戴於該人員身上的救生輔具1之位置座標是否超出該虛擬警戒線L，及分析該救生輔具1之重力感測器的加速度值，以判斷該人員是否有一自由落體運動，當分析結果為是，即表示確實有人員落水。該處理元件4將該救生輔具1之位置座標與該虛擬警戒線L進行比對，以判斷該人員相對於該船舶S的落水方向，再透過控制該警報元件2發出一落水通知，以通知該船舶S上人員進行救援。

綜上所述，本發明的人員落水偵測警報系統，能夠透過分析該偵測模組是否被觸發、該救生輔具之位置座標是否超出該虛擬警戒線，以及該救生輔具之加速度值是否大於該門檻值等條件，以在第一時間內判斷是否有人員落水。藉此，能夠立即發現有人員落水，進而可以即時救援該落水人員，以提升落水人員存活率的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

﹝本發明﹞

1‧‧‧救生輔具

11‧‧‧定位元件

12‧‧‧傳輸元件

13‧‧‧感測元件

14‧‧‧發光元件

2‧‧‧警報元件

3‧‧‧偵測模組

4‧‧‧處理元件

5‧‧‧顯示元件

L‧‧‧虛擬警戒線

S‧‧‧船舶

［第1圖］ 本發明一較佳實施例的系統方塊圖。 ［第2圖］ 本發明一較佳實施例的系統架構示意圖。

Claims (10)

1. 一種人員落水偵測警報系統，係包含： 一救生輔具，以一定位元件產生一位置座標，並以一傳輸元件傳送該位置座標，該傳輸元件電性連接該定位元件； 一警報元件； 一偵測模組，沿著一船舶之船側內緣鄰近設置，並用以產生一警戒訊號； 一處理元件，耦接該傳輸元件、該警報元件及該偵測模組，該處理器計算產生一虛擬警戒線，且該虛擬警戒線係沿著該船側外緣鄰近設置，當該處理元件接收到該警戒訊號時，分析該位置座標是否超出該虛擬警戒線的範圍，若分析結果為是，則控制該警報元件發出一救援通知。
2. 如申請專利範圍第1項所述之人員落水偵測警報系統，其中，該救生輔具以一感測元件感測取得一加速度值，該感測元件電性連接該傳輸元件，該傳輸元件將該加速度值傳送至該處理元件，該處理元件一併分析該加速度值是否大於一門檻值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之人員落水偵測警報系統，其中，該感測元件係為一重力感測器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之人員落水偵測警報系統，其中，該虛擬警戒線的位置座標計算公式係如下式所示： 其中， 係表示為該虛擬警戒線的X座標， 係表示為該虛擬警戒線的Y座標，L係表示為該船舶S的長度，W係表示為該船舶S的寬度， 係表示為該船舶S中央的經度， 係表示為該船舶S中央的緯度，且n=1,2,3,…,N。
5. 如申請專利範圍第1項所述之人員落水偵測警報系統，其中，該處理元件將該虛擬警戒線分成數個區域，並依照該位置座標判斷取得是位於該數個區域的其中一區域。
6. 如申請專利範圍第1項所述之人員落水偵測警報系統，其中，該救生輔具以一發光元件發出光源。
7. 如申請專利範圍第1項所述之人員落水偵測警報系統，另包含一顯示元件，該顯示元件電性連接該處理元件，並用以顯示該位置座標。
8. 如申請專利範圍第1項所述之人員落水偵測警報系統，其中，該偵測模組係為一紅外線式電子圍籬。
9. 如申請專利範圍第1項所述之人員落水偵測警報系統，其中，該傳輸元件係為一LoRa無線傳輸元件。
10. 如申請專利範圍第1項所述之人員落水偵測警報系統，其中，該定位元件係為一GPS定位器。