基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)及其控制方法，當(dāng)確定搜救任務(wù)后，通過控制裝置向六軸飛行器上的單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的控制指令，以控制動(dòng)力裝置調(diào)整六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)，與此同時(shí)，該單片機(jī)也會(huì)將實(shí)時(shí)獲取的該六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息及時(shí)反饋給控制裝置，以便據(jù)此調(diào)整該控制裝置輸出的控制指令，從而調(diào)整該六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)，并當(dāng)其滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)該六軸飛行器上的探測裝置，來獲取搜救區(qū)域內(nèi)情況，并將獲取到的探測信息反饋給控制裝置，以供搜救人員參照完成搜救任務(wù)，保證搜救人員以及被困人員的人身安全。
【專利說明】
基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明主要涉及六軸飛行器的應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地是說涉及一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]
【申請人】經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的搜救系統(tǒng)主要是由搜救人員使用搜救設(shè)備在地面完成整個(gè)搜救過程，存在效率低、時(shí)效差等問題，而直升機(jī)等飛行器因體積大、操作復(fù)雜且對(duì)起飛和降落場地要求較高等限制，使其在實(shí)際搜救過程中的情況并不理想，大大影響了搜救效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)及其控制方法，通過控制六軸飛行器深入搜救區(qū)域，利用該六軸飛行器上的探測裝置實(shí)時(shí)獲取該搜救區(qū)域內(nèi)的探測信息，并將該探測信息反饋到地面的控制裝置，以調(diào)整六軸飛行器的飛行狀態(tài)，從而快速掌握搜救區(qū)域內(nèi)的情況，以便高效地完成搜救任務(wù)，保證搜救人員以及被困人員的安全。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案:
[0005]一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)，所述搜救系統(tǒng)包括:控制裝置，以及設(shè)置在六軸飛行器上的單片機(jī)、動(dòng)力裝置和探測裝置，其中，所述動(dòng)力裝置和所述探測裝置分別與所述單片機(jī)相連；
[0006]所述控制裝置通過無線方式與所述單片機(jī)相連，用于向所述單片機(jī)發(fā)送控制指令，以控制所述動(dòng)力裝置調(diào)整所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)；
[0007]所述單片機(jī)用于將實(shí)時(shí)獲取的所述六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息反饋給所述控制裝置，以使所述控制裝置基于所述當(dāng)前狀態(tài)信息調(diào)整所述控制指令，當(dāng)所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)所述探測裝置，并將獲取的所述探測裝置檢測到的探測信息反饋給所述控制裝置。
[0008]優(yōu)選的，所述探測裝置包括生命探測儀和有害物質(zhì)探測儀，其中:
[0009]所述生命探測儀用于檢測所述六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域內(nèi)的生命特征信息;
[0010]所述有害物質(zhì)探測儀用于對(duì)所述六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域的環(huán)境氣體進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果通過所述單片機(jī)反饋給所述控制裝置。
[0011]優(yōu)選的，所述搜救系統(tǒng)還包括:
[0012]設(shè)置在所述六軸飛行器上且與所述單片機(jī)相連的環(huán)境監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測所述六軸飛行器所在搜救區(qū)域的當(dāng)前環(huán)境信息，并將所述當(dāng)前環(huán)境信息通過所述單片機(jī)反饋至所述控制裝置；
[0013]其中，所述當(dāng)前環(huán)境信息包括所述六軸飛行器所在搜救區(qū)域的圖像信息、聲音信息、濕度信息以及溫度信息。
[0014]優(yōu)選的，所述環(huán)境監(jiān)測裝置包括:攝像機(jī)、聲音接收器和溫濕度傳感器。
[0015]優(yōu)選的，所述搜救系統(tǒng)還包括:
[0016]設(shè)置在所述六軸飛行器上且與所述單片機(jī)相連，用于裝載救災(zāi)物品的投放裝置；
[0017]則所述單片機(jī)還用于在確定所述六軸飛行器達(dá)到預(yù)設(shè)位置時(shí)，控制所述投放裝置投放所述救災(zāi)物品。
[0018]優(yōu)選的，所述搜救系
[0019]統(tǒng)還包括隔離裝置，以使所述單片機(jī)通過所述隔離裝置與所述動(dòng)力裝置相連。
[0020]優(yōu)選的，所述控制裝置包括:控制器、通信裝置和顯示器，其中:
[0021]所述通信裝置分別與所述控制器和所述單片機(jī)相連，用于將所述控制器輸出的控制指令發(fā)送給所述單片機(jī)，并將所述單片機(jī)輸出的所述當(dāng)前狀態(tài)信息以及所述探測信息發(fā)送給所述控制器；
[0022]所述顯示器與所述控制器相連，用于顯示所述控制器接收到的所述當(dāng)前狀態(tài)信息和所述探測信息。
[0023]優(yōu)選的，所述動(dòng)力裝置包括6個(gè)電機(jī)，且一個(gè)所述電機(jī)控制所述六軸飛行器的一個(gè)旋翼旋轉(zhuǎn)；
[0024]則所述單片機(jī)控制所述動(dòng)力裝置調(diào)整所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)具體為:
[0025]所述單片機(jī)通過控制所述6個(gè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速調(diào)整所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)。
[0026]一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于如上述的基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)，所述方法包括:
[0027]根據(jù)接收到的所述搜救系統(tǒng)的控制裝置發(fā)送的控制指令，控制所述搜救系統(tǒng)的動(dòng)力裝置調(diào)整六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)；
[0028]實(shí)時(shí)獲取所述六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息；
[0029]將所述當(dāng)前狀態(tài)信息反饋至所述控制裝置，以使所述控制裝置基于所述當(dāng)前狀態(tài)信息調(diào)整所述控制指令；
[0030]當(dāng)確定所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)所述搜索設(shè)備的探測裝置；
[0031]實(shí)時(shí)獲取所述探測裝置檢測到的探測信息，并反饋至所述控制裝置。
[0032]優(yōu)選的，當(dāng)所述探測裝置包括生命探測儀和有害物質(zhì)探測儀時(shí)，所述實(shí)時(shí)獲取所述探測裝置檢測到的探測信息包括:
[0033]實(shí)時(shí)獲取所述生命探測儀檢測到的所述六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域內(nèi)的生命特征信息；
[0034]實(shí)時(shí)獲取所述有害物質(zhì)探測儀對(duì)所述六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域的環(huán)境氣體的分析結(jié)果。
[0035]由此可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┝艘环N基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)及其控制方法，當(dāng)確定搜救任務(wù)后，通過控制裝置向六軸飛行器上的單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的控制指令，以控制動(dòng)力裝置調(diào)整六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)，與此同時(shí)，該單片機(jī)也會(huì)將實(shí)時(shí)獲取的該六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息及時(shí)反饋給控制裝置，以便據(jù)此調(diào)整該控制裝置輸出的控制指令，從而調(diào)整該六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)，并當(dāng)其滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)該六軸飛行器上的探測裝置，來獲取搜救區(qū)域內(nèi)情況，并將獲取到的探測信息反饋給控制裝置，以供搜救人員參照完成搜救任務(wù)，保證搜救人員以及被困人員的人身安全。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本發(fā)明一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明另一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3為本發(fā)明一種六軸飛行器旋翼結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4為本發(fā)明又一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5為本發(fā)明一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)的控制方法實(shí)施例的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0043]為了解決現(xiàn)有的搜救系統(tǒng)的問題，
【申請人】針對(duì)直升機(jī)等飛行器在搜救過程中的問題，先研究出了一種基于小型多旋翼無人飛行器的搜救方式，即利用小型多旋翼無人飛行器體積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活、對(duì)起飛和降落場地要求不高等優(yōu)勢，搭載上用于搜救的一些儀器來完成搜救任務(wù)。在實(shí)際應(yīng)用中，搜救人員通過操作與該六軸飛行器配套的遙感控制器向該六軸飛行器發(fā)送控制指令，來控制該六軸飛行器的飛行狀態(tài)，并在其達(dá)到預(yù)設(shè)位置后啟動(dòng)搭載的搜救儀器工作，顯然，這種搜救方式中對(duì)六軸飛行器的控制是單向的，操作遙感控制器的搜救人員無法得知六軸飛行器所在位置的情況，這勢必會(huì)影響搜救工作的進(jìn)度和效果，甚至?xí)驗(yàn)檠诱`最佳搜救時(shí)間而危害被困人員的生命安全，并且會(huì)威脅進(jìn)入未知情況的區(qū)域進(jìn)行搜救工作的搜救人員的人身安全。
[0044]針對(duì)這些問題，
【申請人】對(duì)上述搜救方式進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，從而提供了本申請的基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)及其控制方法，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)確定搜救任務(wù)后，通過控制裝置向六軸飛行器上的單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的控制指令，以控制動(dòng)力裝置調(diào)整六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)，與此同時(shí)，該單片機(jī)也會(huì)將實(shí)時(shí)獲取的該六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息及時(shí)反饋給控制裝置，以便據(jù)此調(diào)整該控制裝置輸出的控制指令，從而調(diào)整該六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)，并當(dāng)其滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)該六軸飛行器上的探測裝置，來獲取搜救區(qū)域內(nèi)情況，并將獲取到的探測信息反饋給控制裝置，以供搜救人員參照完成搜救任務(wù)，保證搜救人員以及被困人員的人身安全。
[0045]參照圖1所示的本發(fā)明一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該搜救系統(tǒng)具體可以包括:控制裝置100，以及設(shè)置在六軸飛行器上的單片機(jī)200、動(dòng)力裝置300和探測裝置400，其中，所述動(dòng)力裝置300和所述探測裝置400分別與所述單片機(jī)200相連。
[0046]控制裝置100通過無線方式與所述單片機(jī)200相連，用于向所述單片機(jī)200發(fā)送控制指令，以控制所述動(dòng)力裝置300調(diào)整所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)。
[0047]在本實(shí)施例中，如圖2所示的本發(fā)明另一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該控制裝置100可以包括控制器110、通信裝置120和顯示器130，其中:
[0048]通信裝置120分別與控制器110和顯示器130相連，用于將控制器110輸出的控制指令發(fā)送給單片機(jī)200，并將該單片機(jī)200輸出的六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息以及探測信息發(fā)送給控制器110。
[0049]顯示器130與該控制器110相連，用于顯示該控制器110接收到的當(dāng)前狀態(tài)信息和探測信息，以供搜救人員參考，以便據(jù)此及時(shí)調(diào)整控制器110輸出的控制指令，達(dá)到最佳搜救目的。
[0050]在實(shí)際應(yīng)用中，該控制裝置100具體可以包括無線遙感器和后臺(tái)計(jì)算機(jī)，其中，該無線遙感器可包括控制器和通信裝置，具體組成結(jié)構(gòu)可參照現(xiàn)有的無線遙感器，本發(fā)明在此不再詳述；而后臺(tái)計(jì)算機(jī)可包括顯示器，還可以包括處理器、存儲(chǔ)器、報(bào)警器等等，可接收無線遙感器轉(zhuǎn)發(fā)的六軸飛行器傳輸過來的各種信息，如六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息以及各種探測信息等等，此時(shí)，各專家可根據(jù)接收到的信息對(duì)六軸飛行器所在的搜救區(qū)域內(nèi)的情況進(jìn)行分析，從而給出專業(yè)且準(zhǔn)確的搜救指導(dǎo)建議，以便搜救人員快速、安全且有效地展開搜救工作。
[0051]其中，該無線遙感器可輸出副翼通道、升降通道、油門通道、方向通道等四個(gè)通道的PffM(Pulse Width Modulat1n，脈沖寬度調(diào)制)控制信號(hào)即控制指令，以便通過單片機(jī)控制六軸飛行器的飛行。
[0052]單片機(jī)200用于將實(shí)時(shí)獲取的六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息反饋給控制裝置100，以使該控制裝置100基于該當(dāng)前狀態(tài)信息調(diào)整控制指令，并在該六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)探測裝置400，并將獲取的該探測裝置400檢測到的探測信息反饋給控制裝置100。
[0053]其中，需要說明的是，對(duì)于本實(shí)施例應(yīng)用的六軸飛行器，其具有現(xiàn)有的六軸飛行器的所有結(jié)構(gòu)，如氣壓計(jì)、陀螺儀、超聲波雷達(dá)、GPS (Global Posit1ning System，全球定位系統(tǒng))等等，從而保證該六軸飛行器穩(wěn)定智能的飛行。
[0054]在本實(shí)施例中，該單片機(jī)作為六軸飛行器控制系統(tǒng)的核心，其與外圍電路以及檢測電路構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)該六軸飛行器的控制與檢測。具體的，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，搜救系統(tǒng)還可以包括:設(shè)置在六軸飛行器上的角速度傳感器，用于獲取六軸飛行器的角度信號(hào)，并將其發(fā)送至單片機(jī)將其對(duì)應(yīng)的六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)與目標(biāo)飛行狀態(tài)進(jìn)行比較，之后，可將該比較結(jié)果反饋給控制裝置，以便搜救人員調(diào)整控制指令，從而調(diào)整六軸飛行器的飛行狀態(tài)以達(dá)到目標(biāo)飛行狀態(tài)；當(dāng)然，單片機(jī)得到上述比較結(jié)果后，也可以根據(jù)預(yù)設(shè)控制算法調(diào)整該六軸飛行器的飛行狀態(tài)，直至達(dá)到目標(biāo)飛行狀態(tài)為止。可見，本發(fā)明對(duì)六軸飛行器的飛行狀態(tài)的調(diào)整方式不作具體限定，但均需要將六軸飛行器的狀態(tài)信息(如當(dāng)前所在經(jīng)瑋度坐標(biāo)、可飛行時(shí)間、飛行高度、飛行姿態(tài)等等)反饋到地面的控制裝置，以供搜救人員參考。
[0055]可選的，對(duì)于本實(shí)施例所應(yīng)用的六軸飛行器的動(dòng)力裝置300可包括6個(gè)電機(jī)，且一個(gè)電機(jī)控制該六軸飛行器的一個(gè)旋翼，在實(shí)際應(yīng)用中，通過調(diào)節(jié)這6個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向來改變相應(yīng)旋翼的速度和旋轉(zhuǎn)方向，從而實(shí)現(xiàn)升力的變化以及控制六軸飛行器的姿態(tài)和位置。
[0056]具體的，如圖3所示的一種六軸飛行器的旋翼結(jié)構(gòu)示意圖，該六軸飛行器采用6個(gè)固定傾角旋翼，且這六個(gè)固定傾角旋翼距離中心的距離相等，如圖3所示的旋翼的分布結(jié)構(gòu)，任意相鄰兩個(gè)旋翼的對(duì)應(yīng)的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向均相反，則使得這6個(gè)電機(jī)中3個(gè)電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、3個(gè)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使得該六軸飛行器平衡飛行時(shí)，豎直方向空氣動(dòng)力扭矩效應(yīng)被抵消，保證六軸飛行器航向的穩(wěn)定。
[0057]如圖3所示，若將這6個(gè)電機(jī)分為2組，1、3和5號(hào)旋翼對(duì)應(yīng)的電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，2、4和6號(hào)旋翼對(duì)應(yīng)的電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，可通過控制這6個(gè)電機(jī)不同的旋轉(zhuǎn)組合實(shí)現(xiàn)六軸飛行器的姿態(tài)變換，從而完成各種復(fù)雜運(yùn)行。具體的，當(dāng)需要六軸飛行器向上(或向下)平移時(shí)，可控制這6個(gè)電機(jī)同時(shí)增速(或減速)，且速度變化量相同；當(dāng)需要該六軸飛行器保持懸停時(shí)，由于對(duì)角的旋翼對(duì)應(yīng)的電機(jī)可產(chǎn)生形態(tài)的升力，從而使力矩達(dá)到平衡，因而，可通過調(diào)整這6個(gè)電機(jī)的升力，使得升力之和等于該六軸飛行器的當(dāng)前總重量；而當(dāng)控制2和5號(hào)旋翼對(duì)機(jī)身的反扭矩等于3和6號(hào)旋翼對(duì)機(jī)身的反扭矩時(shí)，利用2、3號(hào)旋翼對(duì)應(yīng)的電機(jī)形成的升力與5、6號(hào)旋翼對(duì)應(yīng)的電機(jī)形成的升力之差使得該六軸飛行器發(fā)生傾斜，從而實(shí)現(xiàn)該六軸飛行器的前后運(yùn)行；關(guān)于六軸飛行器的側(cè)向運(yùn)動(dòng)，以向左側(cè)運(yùn)動(dòng)為例，控制
1、3和5號(hào)旋翼對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速上升，2、4和6號(hào)旋翼對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，從而使得向左的反扭矩大于向右的反扭矩，進(jìn)而使六軸飛行器向左運(yùn)動(dòng)。
[0058]基于上述記載，本實(shí)施例可將六軸飛行器的各種飛行姿態(tài)的實(shí)現(xiàn)過程預(yù)先編寫成相應(yīng)的控制程序，因而，在實(shí)際應(yīng)用中，若需要六軸飛行器向上運(yùn)行時(shí)，只要搜救人員利用控制裝置給單片機(jī)一向上運(yùn)行的控制指令，從而觸發(fā)向上運(yùn)行的控制程序，即可實(shí)現(xiàn)六軸飛行器的向上運(yùn)行；同理，關(guān)于六軸飛行器的其他飛行姿態(tài)，控制過程類似，本發(fā)明在此不再詳述。
[0059]其中，關(guān)于控制電機(jī)何時(shí)加速、減速、正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的控制程序的編寫屬于本領(lǐng)域的公知技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)上述記載的控制方式編寫相應(yīng)的控制程序，并存儲(chǔ)到單片機(jī)內(nèi)以供實(shí)際調(diào)用，所以，本發(fā)明對(duì)上述控制程序的具體代碼不作具體限定。
[0060]另外，在本實(shí)施例的實(shí)際應(yīng)用中，由于六軸飛行器在飛行過程中動(dòng)力裝置300中電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流和脈沖干擾，從而對(duì)單片機(jī)200產(chǎn)生一定的干擾，因此，為了提高六軸飛行器飛行控制的可靠性，可增設(shè)隔離裝置，以使該單片機(jī)200通過該隔離裝置與動(dòng)力裝置300相連，用于對(duì)該單片機(jī)200輸出的PffM信號(hào)進(jìn)行隔離。
[0061]具體的，本申請中的單片機(jī)200可采用ATMEGA8535型號(hào)的單片機(jī)，隔離裝置可采用ADI公司推出的基于iCoupler磁耦合隔離技術(shù)的數(shù)字隔離器，但并不局限于此。
[0062]可選的，根據(jù)搜救任務(wù)的實(shí)際需要，上述實(shí)施例的探測裝置400可包含相應(yīng)的儀器，例如，當(dāng)發(fā)生地震、塌方等災(zāi)害，需要進(jìn)行生命探測時(shí)，該探測裝置400可包括生命探測儀410，當(dāng)通過上述方式控制六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)滿足預(yù)設(shè)要求，即六軸飛行器的當(dāng)前位置和當(dāng)前姿態(tài)都滿足實(shí)際要求時(shí)，啟動(dòng)該生命探測儀，來檢測該六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域內(nèi)的生命特征信息，并將其反饋到控制裝置上，以便搜救人員據(jù)此判定該搜救區(qū)域內(nèi)是否有生命體，以便及時(shí)搜救。其中，如何利用生命探測儀得到的生命特征信息來判定生命體可參照現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在此不再詳述。
[0063]由此可見，本實(shí)施例通過將生命探測儀搭載到六軸飛行器上，從而達(dá)到搜救人員短時(shí)間內(nèi)無法到達(dá)的區(qū)域，之后，再啟動(dòng)生命探測儀進(jìn)行近距離探測，并將得到的探測信息上傳到后方的計(jì)算機(jī)(屬于控制裝置)上，使得救災(zāi)信息中心快速精準(zhǔn)地得知是否有受災(zāi)人員被困，從而縮短搜救時(shí)間，提高對(duì)受災(zāi)地區(qū)內(nèi)被困人員救助的效率。
[0064]另外，若受災(zāi)地區(qū)存在有害氣體(如H2S、C0、HCN、N0W、S02、NH3、HCl、CljP !12等)或可燃性氣體時(shí)，如化工廠等地，或者對(duì)受災(zāi)地區(qū)環(huán)境情況未知時(shí)，為了保證搜救人員的人身安全，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，該探測裝置400還可以包括有害物質(zhì)探測儀420，用于在搜救人員進(jìn)入受災(zāi)地區(qū)之前，控制六軸飛行器進(jìn)入該受災(zāi)地區(qū)，并啟動(dòng)該有害物質(zhì)探測儀420對(duì)六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域的環(huán)境氣體進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果通過單片機(jī)反饋到控制裝置進(jìn)行顯示，以便在確定改搜救區(qū)域內(nèi)氣體有害時(shí)提醒搜救人員，從而保證搜救人員的人身安全。
[0065]可選的，該控制裝置還可以包括提示設(shè)備，如蜂鳴器、指示燈或語音模塊等等，用于在上述分析結(jié)果為搜救區(qū)域內(nèi)的環(huán)境氣體有害時(shí)，輸出提示信息來提醒搜救人員。
[0066]除此之外，如圖4所示，在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的搜救系統(tǒng)還可以包括設(shè)置在所述六軸飛行器上且與所述單片機(jī)200相連的環(huán)境監(jiān)測裝置500，用于監(jiān)測所述六軸飛行器所在搜救區(qū)域的當(dāng)前環(huán)境信息，并將所述當(dāng)前環(huán)境信息通過所述單片機(jī)200反饋至所述控制裝置100。
[0067]其中，該當(dāng)前環(huán)境信息具體可以包括所述六軸飛行器所在搜救區(qū)域的圖像信息、聲音信息、濕度信息以及溫度信息等等，本申請對(duì)此不作具體限定。基于此，本實(shí)施例的環(huán)境檢測裝置500具體可以包括:獲取該搜救區(qū)域的圖像信息的攝像機(jī)、獲取該搜救區(qū)域的聲音信息的聲音接收器，以及獲取該搜救區(qū)域的濕度信息和溫度信息的溫濕度傳感器等。
[0068]在實(shí)際應(yīng)用中，該攝像機(jī)可采用高清攝像頭，如600萬像素及其以上的攝像頭，從而保證所攝取到的搜救區(qū)域內(nèi)的圖像清晰，聲音接收器也可選用防震的聲音接收器；通常情況下為了節(jié)約成本，該溫濕度傳感器可選用普通的溫度傳感器和濕度傳感器，必要時(shí)根據(jù)實(shí)際搜救環(huán)境需要，如化工廠內(nèi)的搜救，可選用高精度的溫度傳感器和濕度傳感器，本發(fā)明對(duì)此不做具體限定。
[0069]可選的，在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，該基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)還可以包括:設(shè)置在所述六軸飛行器上且與所述單片機(jī)200相連，用于裝載救災(zāi)物品的投放裝置600，則該單片機(jī)200還用于在確定所述六軸飛行器達(dá)到預(yù)設(shè)位置時(shí)，控制所述投放裝置投放救災(zāi)物品，如急救藥品、急救用水等物品。其中，關(guān)于如何控制六軸飛行器達(dá)到預(yù)設(shè)的投放地點(diǎn)的過程可參照上述實(shí)施例的描述，本實(shí)施例在此不再詳述。
[0070]另外，在本實(shí)施例實(shí)際應(yīng)用中，為了使六軸飛行器的總體重量減輕，減小總體積，可盡量選用貼片封裝的電阻、電容及其他元器件；而為了降低搜救系統(tǒng)以及六軸飛行器的整體功耗，可盡量選用功耗低的CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)元器件；為了便于攜帶，本申請所用六軸飛行器的機(jī)架可采用折疊結(jié)構(gòu)的機(jī)架，本申請對(duì)該機(jī)架的折疊方式不作具體限定，只要不是本領(lǐng)域技術(shù)人員付出創(chuàng)造性勞動(dòng)確定的均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。此外，該六軸飛行器的儲(chǔ)能器件可選用儲(chǔ)存電量大、續(xù)航時(shí)間長的電池，如6S10000型號(hào)1000mA的電池，但并不局限于此。
[0071]根據(jù)上述分析可知，為了實(shí)現(xiàn)上述搜救任務(wù)，本申請所記載的六軸飛行器的控制過程非常復(fù)雜，所以，為了提高六軸飛行器的操作精度，滿足不同環(huán)境下的搜救任務(wù)，需要針對(duì)不同的搜救環(huán)境以及搜救任務(wù)調(diào)整操作參數(shù)或控制指令，基于該需求，在本實(shí)施例實(shí)際應(yīng)用中，可在該控制裝置以及六軸飛行器的單片機(jī)等控制設(shè)備上設(shè)置ISPdnterfaceSegregat1n Principle，接口隔離原則)接口電路，以便對(duì)單片機(jī)和控制裝置內(nèi)的控制程序進(jìn)行修改。
[0072]綜上所述，在本實(shí)施例實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)確定搜救任務(wù)后，通過控制裝置向六軸飛行器上的單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的控制指令，以控制動(dòng)力裝置調(diào)整六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)，與此同時(shí)，該單片機(jī)也會(huì)將實(shí)時(shí)獲取的該六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息及時(shí)反饋給控制裝置，以便據(jù)此調(diào)整該控制裝置輸出的控制指令，從而調(diào)整該六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)，并當(dāng)其滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)該六軸飛行器上的探測裝置，來獲取搜救區(qū)域內(nèi)情況，并將獲取到的探測信息反饋給控制裝置，以供搜救人員參照完成搜救任務(wù)，保證搜救人員以及被困人員的人身安全。
[0073]參照圖5所示的本發(fā)明一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)的控制方法實(shí)施例的流程示意圖，該控制方法適用于上述實(shí)施例所記載的基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)，對(duì)于該搜救系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，可參照上述實(shí)施例的描述，本申請?jiān)诖瞬辉僭斒?，則本實(shí)施例所提供的控制方法具體可包括以下步驟:
[0074]步驟S1:根據(jù)接收到的搜救系統(tǒng)的控制裝置發(fā)送的控制指令，控制該搜救系統(tǒng)的動(dòng)力裝置調(diào)整六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)。
[0075]其中，該控制指令具體可以為控制六軸飛行器向上或向下運(yùn)行的指令，或者控制該六軸飛行器向某預(yù)設(shè)方向運(yùn)行的指令等等，具體可根據(jù)實(shí)際需要確定。
[0076]步驟S2:實(shí)時(shí)獲取六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息。
[0077]其中，該當(dāng)前狀態(tài)信息具體可以包括該六軸飛行器的飛行姿態(tài)、經(jīng)瑋度坐標(biāo)、飛行高度等等。
[0078]步驟S3:將該當(dāng)前狀態(tài)信息反饋至控制裝置，以使該控制裝置基于該當(dāng)前狀態(tài)信息調(diào)整上述控制指令。
[0079]由于本實(shí)施例提供的控制方法是雙向的，即控制裝置可向六軸飛行器發(fā)送控制指令，同時(shí)，該六軸飛行器也會(huì)將獲取到的各種信息反饋給控制裝置，以便該控制裝置據(jù)此調(diào)整所發(fā)送的控制指令，從而使得六軸飛行器達(dá)到目標(biāo)位置或姿態(tài)。
[0080]步驟S4:當(dāng)確定所六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)搜索設(shè)備的探測裝置。
[0081]其中，該預(yù)設(shè)要求可根據(jù)當(dāng)前飛行狀態(tài)的具體內(nèi)容確定，如當(dāng)該當(dāng)前飛行狀態(tài)具體指六軸飛行器的飛行高度時(shí)，該預(yù)設(shè)要求具體為六軸飛行器的飛行高度要求，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，本發(fā)明對(duì)此不作具體限定。
[0082]步驟S5:實(shí)時(shí)獲取所述探測裝置檢測到的探測信息，并反饋至所述控制裝置。
[0083]可選的，當(dāng)所述探測裝置包括生命探測儀和有害物質(zhì)探測儀時(shí)，該步驟S5具體可以包括:
[0084]實(shí)時(shí)獲取所述生命探測儀檢測到的所述六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域內(nèi)的生命特征信息，以及實(shí)時(shí)獲取所述有害物質(zhì)探測儀對(duì)所述六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域的環(huán)境氣體的分析結(jié)果，并將該生命特征信息以及該分析結(jié)果反饋給控制裝置，以供搜救人員參考，及時(shí)調(diào)整搜救計(jì)劃。
[0085]當(dāng)然，若該搜救系統(tǒng)還包括上述環(huán)境檢測裝置時(shí)，步驟S5還可以包括:實(shí)時(shí)獲取六軸飛行器所在搜救區(qū)域的當(dāng)前環(huán)境信息，并將該當(dāng)前環(huán)境信息通過單片機(jī)反饋至控制裝置。其中，該當(dāng)前環(huán)境信息具體可以包括溫度信息、濕度信息、圖像信息以及聲音信息等等。
[0086]由此可見，在本實(shí)施例實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)確定搜救任務(wù)后，通過控制裝置向六軸飛行器上的單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的控制指令，以控制動(dòng)力裝置調(diào)整六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)，與此同時(shí)，該單片機(jī)也會(huì)將實(shí)時(shí)獲取的該六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息及時(shí)反饋給控制裝置，以便據(jù)此調(diào)整該控制裝置輸出的控制指令，從而調(diào)整該六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)，并當(dāng)其滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)該六軸飛行器上的探測裝置，來獲取搜救區(qū)域內(nèi)情況，并將獲取到的探測信息反饋給控制裝置，以供搜救人員參照完成搜救任務(wù)，保證搜救人員以及被困人員的人身安全。
[0087]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的方法而言，由于其與實(shí)施例公開的系統(tǒng)對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見系統(tǒng)部分說明即可。
[0088]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述搜救系統(tǒng)包括:控制裝置，以及設(shè)置在六軸飛行器上的單片機(jī)、動(dòng)力裝置和探測裝置，其中，所述動(dòng)力裝置和所述探測裝置分別與所述單片機(jī)相連； 所述控制裝置通過無線方式與所述單片機(jī)相連，用于向所述單片機(jī)發(fā)送控制指令，以控制所述動(dòng)力裝置調(diào)整所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)； 所述單片機(jī)用于將實(shí)時(shí)獲取的所述六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息反饋給所述控制裝置，以使所述控制裝置基于所述當(dāng)前狀態(tài)信息調(diào)整所述控制指令，當(dāng)所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)所述探測裝置，并將獲取的所述探測裝置檢測到的探測信息反饋給所述控制裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述探測裝置包括生命探測儀和有害物質(zhì)探測儀，其中: 所述生命探測儀用于檢測所述六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域內(nèi)的生命特征信息； 所述有害物質(zhì)探測儀用于對(duì)所述六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域的環(huán)境氣體進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果通過所述單片機(jī)反饋給所述控制裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述搜救系統(tǒng)還包括: 設(shè)置在所述六軸飛行器上且與所述單片機(jī)相連的環(huán)境監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測所述六軸飛行器所在搜救區(qū)域的當(dāng)前環(huán)境信息，并將所述當(dāng)前環(huán)境信息通過所述單片機(jī)反饋至所述控制裝置； 其中，所述當(dāng)前環(huán)境信息包括所述六軸飛行器所在搜救區(qū)域的圖像信息、聲音信息、濕度信息以及溫度信息。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境監(jiān)測裝置包括:攝像機(jī)、聲音接收器和溫濕度傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述搜救系統(tǒng)還包括: 設(shè)置在所述六軸飛行器上且與所述單片機(jī)相連，用于裝載救災(zāi)物品的投放裝置； 則所述單片機(jī)還用于在確定所述六軸飛行器達(dá)到預(yù)設(shè)位置時(shí)，控制所述投放裝置投放所述救災(zāi)物品。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述搜救系統(tǒng)還包括隔離裝置，以使所述單片機(jī)通過所述隔離裝置與所述動(dòng)力裝置相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括:控制器、通信裝置和顯示器，其中: 所述通信裝置分別與所述控制器和所述單片機(jī)相連，用于將所述控制器輸出的控制指令發(fā)送給所述單片機(jī)，并將所述單片機(jī)輸出的所述當(dāng)前狀態(tài)信息以及所述探測信息發(fā)送給所述控制器； 所述顯示器與所述控制器相連，用于顯示所述控制器接收到的所述當(dāng)前狀態(tài)信息和所述探測信息。8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力裝置包括6個(gè)電機(jī)，且一個(gè)所述電機(jī)控制所述六軸飛行器的一個(gè)旋翼旋轉(zhuǎn)； 則所述單片機(jī)控制所述動(dòng)力裝置調(diào)整所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)具體為: 所述單片機(jī)通過控制所述6個(gè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速調(diào)整所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)。9.一種基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的基于六軸飛行器的搜救系統(tǒng)，所述方法包括: 根據(jù)接收到的所述搜救系統(tǒng)的控制裝置發(fā)送的控制指令，控制所述搜救系統(tǒng)的動(dòng)力裝置調(diào)整六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)； 實(shí)時(shí)獲取所述六軸飛行器的當(dāng)前狀態(tài)信息； 將所述當(dāng)前狀態(tài)信息反饋至所述控制裝置，以使所述控制裝置基于所述當(dāng)前狀態(tài)信息調(diào)整所述控制指令； 當(dāng)確定所述六軸飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)滿足預(yù)設(shè)要求時(shí)，啟動(dòng)所述搜索設(shè)備的探測裝置； 實(shí)時(shí)獲取所述探測裝置檢測到的探測信息，并反饋至所述控制裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述探測裝置包括生命探測儀和有害物質(zhì)探測儀時(shí)，所述實(shí)時(shí)獲取所述探測裝置檢測到的探測信息包括: 實(shí)時(shí)獲取所述生命探測儀檢測到的所述六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域內(nèi)的生命特征信息； 實(shí)時(shí)獲取所述有害物質(zhì)探測儀對(duì)所述六軸飛行器當(dāng)前所在搜救區(qū)域的環(huán)境氣體的分析結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G05D1/10GK105988476SQ201510091396
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月28日
【發(fā)明人】張和華, 杜凱, 張曉武, 尹軍, 戴晨曦, 朱興友
【申請人】中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院