[發(fā)明專利]一種水空兩棲立體式搜救系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011603766.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112606973B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設計）人: 馬勇;江海洋;李昊;王京;趙玉蛟;欒鳳凱
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63C9/01
• 分類號: B63C9/01;B63C9/02
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 陳建軍

1.一種水空兩棲立體式搜救系統(tǒng)，其特征在于，包括飛行動力模塊、航行動力模塊、仿生艇模塊、航行器及集成控制模塊；

所述集成控制模塊，用于獲取天氣信息，并根據(jù)天氣信息選擇向飛行動力模塊發(fā)送飛行信號還是向航行動力模塊發(fā)送航行信號；所述飛行動力模塊，用于在接收到飛行信號后使航行器飛行至待搜救區(qū)域；所述航行動力模塊，用于在接收到航行信號后使航行器航行至待搜救區(qū)域；所述集成控制模塊，還用于在航行器飛行或航行至待搜救區(qū)域時使航行器投放所述仿生艇模塊；所述航行器，用于飛行或航行至待搜救區(qū)域，并投放所述仿生艇模塊；所述仿生艇模塊，用于在待搜救區(qū)域進行搜救工作；

所述仿生艇模塊包括多個仿生無人艇；所述集成控制模塊在航行器飛行或航行至待搜救區(qū)域時使航行器投放所述仿生艇模塊，具體包括，所述集成控制模塊在航行器飛行或航行至待搜救區(qū)域時，使航行器在搜救區(qū)域內(nèi)不同地點投放對應的仿生無人艇；所述仿生艇模塊在待搜救區(qū)域進行搜救工作，具體包括，所述仿生無人艇在待搜救區(qū)域進行搜救工作，若仿生無人艇尋得待搜救者，則仿生無人艇向航行器發(fā)送定位信息，并轉(zhuǎn)化為氣囊，航行器接近對應仿生無人艇并開展救援；

所述集成控制模塊包括艦隊定位單元，所述艦隊定位單元，用于獲取仿生艇模塊的位置信息，并將所述位置信息傳送至用戶端；所述艦隊定位單元，獲取仿生艇模塊的位置信息，具體包括，生成短能量脈沖序列，并利用正交頻分調(diào)制或直接排序?qū)⑺龆棠芰棵}沖序列擴展到一個頻率范圍內(nèi)，得到擴展后短能量脈沖序列，利用擴展后短能量脈沖序列測得不同基站無線電信號在仿生艇模塊上的達到時間差，獲取仿生艇模塊的位置信息：所述艦隊定位單元使用短能量脈沖序列，并通過正交頻分調(diào)制或直接排序?qū)⒚}沖擴展到一個頻率范圍內(nèi)；所述艦隊定位單元獲取到達時間差，通過超寬帶測得定位標簽相對于兩個不同定位基站之間無線電信號傳播的時間差，從而得出定位標簽相對于四組定位基站的距離差；

上式中至/為測得的定位標簽相對于四組基站的距離差，/至/為目標i到第1-4號基站的距離；

其中，為定位標簽的坐標，/至/分別為第1-4號基站的坐標，通過聯(lián)立上述任意兩個式子可以得出定位標簽的坐標。

2.根據(jù)權利要求1所述的水空兩棲立體式搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述集成控制模塊還包括避碰單元和報警單元；所述避碰單元，用于判斷仿生艇模塊離障礙物的距離，若所述距離小于設定閾值，則向所述報警單元發(fā)送報警信號；所述報警單元，用于在接收到報警信號后進行報警。

3.根據(jù)權利要求2所述的水空兩棲立體式搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述避碰單元包括超聲波傳感器及單片機，所述避碰單元判斷仿生艇模塊離障礙物的距離，若所述距離小于設定閾值，則向所述報警單元發(fā)送報警信號，具體包括，通過超聲波傳感器控制口發(fā)出高電平，在超聲波傳感器接收口有輸出時開始計時，在超聲波傳感器接收口輸出變?yōu)榈碗娖綍r重新計時，根據(jù)兩次計時的時間差得到測距時間，并將測距發(fā)送至單片機，所述單片機對測距進行計算并判斷測距是否小于設定閾值，若小于，則向所述報警單元發(fā)送報警信號。

4.根據(jù)權利要求1所述的水空兩棲立體式搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述集成控制模塊還包括水下圖像采集單元和水面圖像采集單元，所述水下圖像采集單元和水面圖像采集單元分別用于采集水下圖像信息及水面圖像信息。

5.一種如權利要求1~4任一項所述的水空兩棲立體式搜救系統(tǒng)的水空兩棲立體式搜救方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取天氣信息，并根據(jù)天氣信息選擇向飛行動力模塊發(fā)送飛行信號還是向航行動力模塊發(fā)送航行信號；所述飛行動力模塊在接收到飛行信號后使航行器飛行至待搜救區(qū)域；所述航行動力模塊在接收到航行信號后使航行器航行至待搜救區(qū)域；在航行器飛行或航行至待搜救區(qū)域時使航行器投放仿生艇模塊；仿生艇模塊在待搜救區(qū)域進行搜救工作；還包括，若仿生艇模塊尋得待搜救者，則仿生艇模塊向航行器發(fā)送定位信息，并轉(zhuǎn)化為氣囊，航行器接近對應仿生艇模塊并開展救援。