一种基于北斗导航的溺水检测和智能水下救援系统

文档序号:37258758发布日期:2024-03-12 20:35阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于北斗导航的溺水检测和智能水下救援系统,其特征在于:包括用户远程监控端、空中实时监测无人机和水下溺水自动救援机器人,用户远程监控端和空中实时监测无人机均与水下溺水自动救援机器人无线连接,用户远程监控端与空中实时监测无人机无线连接,空中实时监测无人机用于实时监测湖里、河里或者海里的是否出现溺水人员,当检测到有人溺水时,通知再水里的水下溺水自动救援机器人到达相应地点对溺水人员进行自动救援,并现场发出警报通知附近人员对溺水者进行救援,同时将有人溺水信息通知用户远程监控端和自动报告相关救援单位,水下溺水自动救援机器人用于在湖里、河里或者海里进行实时巡逻,当发现有溺水人员时进行对溺水人员救援,用户远程监控端用于对水下溺水自动救援机器人进行实时控制和查看水下信息,同时实时对空中实时监测无人机进行控制和查看水面的图像信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航的溺水检测和智能水下救援系统,其特征在于:还包括中枢传输装置,中枢传输装置包括水上无线传输模块和若干个水下无线传输模块,水上无线传输模块与若干个水下无线传输模块通过电缆连接,水上无线传输模块设置在水面的上空,若干个水下无线传输模块间隔设置在水域内部,水上无线传输模块分别与用户远程监控端和空中实时监测无人机无线连接,若干个水下无线传输模块与水下溺水自动救援机器人无线连接,当用户远程监控端或者空中实时监测无人机无法与水下溺水自动救援机器人通信时,通过与水上无线传输模块连接后,再通过水下无线传输模块与水下溺水自动救援机器人连接,避免因为水深无法与水下溺水自动救援机器人无法连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于北斗导航的溺水检测和智能水下救援系统,其特征在于:空中实时监测无人机包括无人机壳体与无人机系统,无人机系统设置在无人机壳体上,无人机系统包括图像识别采集摄像头、多模态传感器、北斗定位模块、无线收发模块、无人机控制器模块、语音喇叭、自动报警模块和激光位置指示装置,图像识别采集摄像头、多模态传感器、北斗定位模块、无线收发模块、语音喇叭、动报警模块和激光位置指示装置均与无人机控制器模块连接,图像识别采集摄像头用于实时检测水面上的视频信息,并将视频信息传给无人机控制器模块,无人机控制器模块对视频信息进行识别判定水面上是否有溺水人员,多模态传感器识别水里游泳者是否出现溺水,北斗定位模块用于实时定位无人机的位置,在发生有人溺水时,通过动报警模块进行报给救援部门,并发送精准的位置信息,同时报告给用户远程监控端,无线收发模块用于与水下溺水自动救援机器人和用户远程监控端连接,语音喇叭用于发出语音,当发现水域上有人溺水时,语音喇叭发出大声求救信号,吸引溺水者附近人员过来救援,自动报警模块将溺水者信息和位置上报给医院和溺水救援中心,激光位置指示装置发射一束激光对溺水人员的位置进行照射,为救援提供精准的位置提示,使得救援效率更高。

4.根据权利要求3所述的一种基于北斗导航的溺水检测和智能水下救援系统,其特征在于:水下溺水自动救援机器人包括机器人壳体和机器人控制系统,机器人控制系统设置在机器人壳体内部,机器人控制系统包括水下摄像头、人体红外识别模块、激光光束识别模块、姿态控制装置、弹射装置、气囊收放装置、气体产生装置、水下机器人无线模块和水下机器人控制器模块,水下摄像头、人体红外识别模块、激光光束识别模块、姿态控制装置、弹射装置、气囊收放装置、气体产生装置和水下机器人无线模块均与水下机器人控制器模块连接,水下摄像头用于实时采集水下的视频数据并传给水下机器人控制器模块,水下机器人控制器模块通过对数据识别处理后经过水下机器人无线模块传给用户远程监控端或者空中实时监测无人机,激光光束识别模块用于识别有激光束照射的具体位置,人体红外识别模块用于识别溺水人员的具体位置,姿态控制装置用于控制救援机器人平衡游动,气体产生装置通过软管与气囊收放装置连接,并为气囊收放装置里面的气囊充气,气囊收放装置与弹射装置的弹射头连接,气囊收放装置内的气囊头部设置有粘合贴,弹射装置将气囊头部弹射在溺水人员身上。

5.根据权利要求4所述的一种基于北斗导航的溺水检测和智能水下救援系统,其特征在于:水下溺水自动救援机器人发现溺水人员的救援过程为:水下溺水自动救援机器人根据激光束的位置进行游动到激光束附近,然后根据人体红外识别模块识别溺水人员的具体位置,弹射装置将气囊收放装置内的气囊头部具有粘合部位弹射到溺水人员身上,并粘合在人体上,弹射装置的弹射头上设置有压力传感器,当压力大于设定值时,确定气囊头部粘合在人体上,然后水下溺水自动救援机器人围绕溺水者转一圈,未充气的气囊贴合在溺水者身体外面,然后气体产生装置发生气体给气囊充气,受到浮力作用将溺水者浮起,然后水下溺水自动救援机器人将溺水人员拉回岸边。

6.根据权利要求5所述的一种基于北斗导航的溺水检测和智能水下救援系统,其特征在于:多模态传感器检测是否有人溺水的过程为:

7.根据权利要求6所述的一种基于北斗导航的溺水检测和智能水下救援系统,其特征在于:机器人壳体设置为蛇形结构,机器人壳体采用舵机驱动的方式,通过舵机控制各关节进行蛇形蜿蜒运动,通过控制舵机不同的转动角度,实现机器人整体的形态改变,并通过加装仿乌贼若干腔体型气动软体驱动器进行动力补给,提升机器人的运动速度,达到救援的目的,机器人通过气动软体驱动器的运行完成前进、转向的动作,通过舵机的旋转,关节处的舵机连接结构上下、左右运行,实现机器人的上浮、下潜、左右旋转运动,同时,每一关节均为两连接部分与另一结构进行卡扣方式连接,对蛇蜿蜒运动的轨迹曲线进行研究分析,设计蜿蜒运动控制函数,实现蛇形机器人的蜿蜒前行以及缠绕功能。

8.根据权利要求7所述的一种基于北斗导航的溺水检测和智能水下救援系统,其特征在于:无人机系统还包括电压采集电路和供电电路,电压采集电路为压电阻形式,将电压分接到单片机能够转换的电压范围,利用单片机的a/d转换功能,将电压信号转换成数字信号,并且采用bat54s作为单片机端口保护芯片,将电压钳位到0~3.3v范围内,电压采集电路和供电电路均与无人机控制器模块连接。


技术总结
本发明提供一种基于北斗导航的溺水检测和智能水下救援系统,属于溺水检测救援技术领域,包括用户远程监控端、空中实时监测无人机和水下溺水自动救援机器人,用户远程监控端和空中实时监测无人机均与水下溺水自动救援机器人无线连接。本发明通过设置在空中的无人机实时巡逻,可以无死角或者水浪波动无法看清有人溺水的情况,可以第一时间发下有人溺水,不会错过救援的宝贵时间,同时通过水下的机器人进行快速的救援,避免岸上没有会游泳无法救援的情况,同时也降低了人工下去救援造成一起溺水的风险,避免溺水事故的发生。

技术研发人员:李石林,陈江莉,黄莉,陈思哲,周桃云,黄志,梁智,陈磊,欧安平
受保护的技术使用者:湖南人文科技学院
技术研发日:
技术公布日:2024/3/11
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