本發(fā)明涉及水域或海上救援，特別是涉及一種智能無人救援艇、救援控制方法和救援控制設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、海上救援是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性和時(shí)間緊迫性的任務(wù)，對設(shè)備和人員都有極高的要求。傳統(tǒng)的海上救援方式主要依賴于救援船只和直升機(jī)，但這些方法往往面臨諸多限制。首先是人力資源限制，專業(yè)的海上救援人員需要經(jīng)過長期訓(xùn)練，數(shù)量有限，難以滿足大規(guī)模救援的需求。其次是天氣條件限制，惡劣天氣例如強(qiáng)風(fēng)、大浪、暴雨或濃霧等常常會(huì)影響救援船只的出航或直升機(jī)的起飛，從而延誤救援時(shí)機(jī)。此外，復(fù)雜海況應(yīng)對能力也是一大挑戰(zhàn)，在礁石密布區(qū)域或冰區(qū)，傳統(tǒng)救援船只的機(jī)動(dòng)性和安全性受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。夜間救援更是困難重重，夜間或能見度低的情況下，傳統(tǒng)目視搜索效率極低，嚴(yán)重影響救援效果。持續(xù)作業(yè)能力不足也是一個(gè)問題，長時(shí)間的搜救行動(dòng)容易導(dǎo)致救援人員疲勞，影響判斷和操作的準(zhǔn)確性。最后，信息獲取和處理能力有限，傳統(tǒng)救援方式難以快速、全面地獲取和處理大量環(huán)境信息，影響決策的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。這些限制使得海上救援任務(wù)更加復(fù)雜和危險(xiǎn)。

2、因此，開發(fā)一種具有先進(jìn)感知能力、智能決策能力和高效執(zhí)行能力的智能無人救援艇具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。這不僅能夠提高海上救援的成功率和效率，還能在惡劣環(huán)境下為傳統(tǒng)救援力量提供有力支持，最大限度地保障海上人員的生命安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能無人救援艇、救援控制方法和救援控制設(shè)備，以在復(fù)雜多變的水域或海上環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)對落水者的快速、準(zhǔn)確識(shí)別和定位，并在考慮多種因素的情況下，自主規(guī)劃最優(yōu)救援路徑，從而提高海上救援的效率和成功率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，提供一種智能無人救援艇，其包括：

3、船體；

4、動(dòng)力系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)所述船體在水面移動(dòng)；

5、多傳感器系統(tǒng)，包括：

6、視覺傳感器，用于在日光條件下識(shí)別水面上的落水者和障礙物；

7、熱成像傳感器，用于在夜間條件下識(shí)別落水者的體溫特征；

8、聲吶傳感器，用于探測沉入水中的落水者和水下障礙物；

9、定位傳感器，用于確定所述智能無人救援艇的位置數(shù)據(jù)；

10、氣象傳感器，用于檢測周圍環(huán)境的氣象條件；

11、通信系統(tǒng)，用于與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；

12、處理器，與所述多傳感器系統(tǒng)和所述通信系統(tǒng)相連；

13、存儲(chǔ)器，與所述處理器相連，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序；

14、其中，所述處理器用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)以下步驟：

15、控制所述多傳感器系統(tǒng)掃描周圍水域；

16、基于所述多傳感器系統(tǒng)掃描獲取的數(shù)據(jù)識(shí)別和定位一個(gè)或多個(gè)落水者，以及確定避障需求；

17、根據(jù)落水者的位置信息、落水者的人數(shù)、氣象條件和避障需求，生成最優(yōu)救援路徑；

18、控制所述動(dòng)力系統(tǒng)按照所述最優(yōu)救援路徑移動(dòng)所述船體接近所述一個(gè)或多個(gè)落水者，對所述一個(gè)或多個(gè)落水者實(shí)施救援。

19、在一些可能的實(shí)施方式中，所述船體包括u型殼體；所述的基于所述多傳感器系統(tǒng)掃描獲取的數(shù)據(jù)識(shí)別和定位多個(gè)落水者，具體包括：

20、控制所述視覺傳感器和所述熱成像傳感器識(shí)別水面上的落水者；

21、控制所述聲吶傳感器探測水下的落水者；

22、結(jié)合所述定位傳感器的位置數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)識(shí)別到的落水者相對于本智能無人救援艇的位置和絕對地理坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對多個(gè)落水者的定位以及獲得落水者的位置信息；

23、所述的基于所述多傳感器系統(tǒng)掃描獲取的數(shù)據(jù)確定避障需求，具體包括：

24、控制所述視覺傳感器識(shí)別水面上的障礙物；

25、控制所述聲吶傳感器探測水下障礙物；

26、結(jié)合所述定位傳感器的位置數(shù)據(jù)，計(jì)算識(shí)別到的障礙物相對于本智能無人救援艇的位置和尺寸。

27、在一些可能的實(shí)施方式中，所述處理器還用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)以下步驟：

28、基于所識(shí)別的落水者的人數(shù)、落水者的位置信息、落水者的生命體征和周圍環(huán)境的氣象條件，確定救援優(yōu)先級(jí)；

29、其中，所述生命體征通過所述熱成像傳感器檢測體溫和/或所述視覺傳感器觀察呼吸動(dòng)作獲取。

30、在一些可能的實(shí)施方式中，所述處理器還用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)以下步驟：

31、通過所述通信系統(tǒng)向外部設(shè)備發(fā)送落水者的位置信息和救援進(jìn)度報(bào)告，其中所述救援進(jìn)度報(bào)告包括已識(shí)別的落水者人數(shù)、已接近的落水者人數(shù)、已成功救援的落水者人數(shù)、當(dāng)前無人救援艇的位置和預(yù)計(jì)完成救援的時(shí)間。

32、在一些可能的實(shí)施方式中，所述處理器還用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)以下步驟：

33、利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化落水者識(shí)別和定位的準(zhǔn)確性，其中所述機(jī)器學(xué)習(xí)算法包括用于圖像識(shí)別的深度學(xué)習(xí)模型和用于優(yōu)化救援路徑的強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法。

34、在一些可能的實(shí)施方式中，所述的智能無人救援艇還包括連接接口，設(shè)置于所述船體上，用于可拆卸地電連接外接掛載的救援設(shè)備，所述連接接口與所述處理器電連接。

35、在一些可能的實(shí)施方式中，所述救援設(shè)備包括如下至少一種：

36、探照燈，用于夜間照明救援；

37、擴(kuò)音器，用于與落水者進(jìn)行語音通信；

38、救生繩索發(fā)射器，用于向落水者發(fā)射救援繩索，所述救援繩索的端部具有用于抓握的環(huán)；

39、醫(yī)療設(shè)備箱，用于存放止血帶、急救藥品和營養(yǎng)食品；

40、救生圈發(fā)射器，用于向落水者發(fā)射救生圈；

41、可膨脹救生筏，用于為多名落水者提供臨時(shí)安全浮臺(tái)。

42、第二方面，提供一種如第一方面所述的任意一種智能無人救援艇的救援控制方法，其包括以下步驟：

43、從外部設(shè)備接收救援任務(wù)信息；

44、根據(jù)所述救援任務(wù)信息，導(dǎo)航至指定搜救區(qū)域；

45、在所述指定搜救區(qū)域內(nèi)控制多傳感器系統(tǒng)掃描周圍水域；

46、基于所述多傳感器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)識(shí)別和定位一個(gè)或多個(gè)落水者，以及確定避障需求；

47、根據(jù)落水者的位置信息、落水者的人數(shù)、氣象條件和避障需求，生成最優(yōu)救援路徑；

48、控制動(dòng)力系統(tǒng)按照所述最優(yōu)救援路徑移動(dòng)船體接近所述一個(gè)或多個(gè)落水者，對所述一個(gè)或多個(gè)落水者實(shí)施救援；

49、控制通信系統(tǒng)向所述外部設(shè)備報(bào)告救援進(jìn)度。

50、第三方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第二方面所述的方法。

51、第三方面，提供一種智能無人救援艇的救援控制設(shè)備，其包括：

52、一個(gè)或多個(gè)處理器；

53、存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序；

54、當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)如第二方面所述的方法。

55、第四方面，提供一種智能無人救援艇的救援控制設(shè)備，其包括：

56、一個(gè)或多個(gè)處理器；

57、存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，

58、當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)如第二方面所述的方法。

59、第五方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第二方面所述的方法。

60、第六方面，提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包含計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行第二方面所述的方法。

61、上述技術(shù)方案具有如下有益技術(shù)效果：

62、本發(fā)明集成了視覺傳感器、熱成像傳感器和聲吶傳感器，形成全方位、多維度的環(huán)境感知能力。這種設(shè)計(jì)能夠在各種復(fù)雜環(huán)境下(例如白天、夜間、水下)有效識(shí)別和定位落水者，大幅提高搜救的準(zhǔn)確性和全面性。

63、采用gps/北斗雙模定位系統(tǒng)，確保了救援艇自身位置的精確定位。結(jié)合多傳感器數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確計(jì)算落水者的相對位置和絕對地理坐標(biāo)，為救援行動(dòng)提供精確的位置信息。

64、處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序能夠綜合考慮落水者位置、人數(shù)、氣象條件等多種因素，自主規(guī)劃最優(yōu)救援路徑。這種智能化的路徑規(guī)劃大大提高了救援效率，減少了不必要的時(shí)間浪費(fèi)。

65、配備的氣象傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測風(fēng)速、氣溫、濕度等環(huán)境參數(shù)，使救援艇能夠及時(shí)適應(yīng)環(huán)境變化，調(diào)整救援策略，確保救援行動(dòng)的安全性和有效性。

66、通過處理器執(zhí)行的智能算法，救援艇能夠自主做出救援決策，無需持續(xù)的人工干預(yù)。這一特性使得救援行動(dòng)能夠在復(fù)雜、危險(xiǎn)的環(huán)境中持續(xù)進(jìn)行，不受人員疲勞或通信中斷的影響。

67、作為無人艇，其設(shè)計(jì)更加輕巧靈活，能夠進(jìn)入傳統(tǒng)救援船只難以到達(dá)的區(qū)域，如淺水區(qū)或障礙物密集區(qū)，擴(kuò)大了救援范圍。其不受人員疲勞限制，可24小時(shí)持續(xù)工作，特別適合長時(shí)間、大范圍的搜救任務(wù)。

68、通過使用無人艇進(jìn)行初期搜救，可以有效降低救援人員面臨的風(fēng)險(xiǎn)，特別是在極端天氣或危險(xiǎn)環(huán)境下。

69、該技術(shù)方案為進(jìn)一步的功能擴(kuò)展和性能優(yōu)化提供了良好的基礎(chǔ)，如集成更多類型的傳感器、優(yōu)化算法或?qū)崿F(xiàn)多艇協(xié)同等。

70、長期來看，智能無人救援艇可以降低救援行動(dòng)的人力成本，提高救援效率，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。