專利名稱：傘降數(shù)字化避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傘降數(shù)字化避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備，適用于以語(yǔ)音方式引導(dǎo)傘降人員有效規(guī)避地面危險(xiǎn)區(qū)和障礙，確保跳傘人員安全、準(zhǔn)確著陸。
背景技術(shù)：
目前，傘降人員跳傘時(shí)，主要依靠之前對(duì)著陸區(qū)域地圖資料的分析判斷和在降落過(guò)程中對(duì)地面的目視判別，當(dāng)降落區(qū)域處于復(fù)雜地形地貌帶、城鎮(zhèn)高大建筑群、電力通訊線和公路鐵路運(yùn)輸帶、油庫(kù)工廠等設(shè)施區(qū)，遭遇云、霧、夜間等復(fù)雜氣象環(huán)境下，以及著陸區(qū)突現(xiàn)地形地貌改變和出現(xiàn)臨時(shí)障礙等，都將對(duì)跳傘人員的安全著陸構(gòu)成極大危害，并造成傷亡，非戰(zhàn)斗減員嚴(yán)重影響著傘降任務(wù)的完成。傘降語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)空降技術(shù)數(shù)字化，達(dá)到安全、準(zhǔn)確著陸目的的主要環(huán)節(jié)， 現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于空降領(lǐng)域，將使長(zhǎng)期以來(lái)的傳統(tǒng)空降作業(yè)得到根本改觀。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代傘降作業(yè)的安全、準(zhǔn)確要求，本發(fā)明提供了一種傘降避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備，以數(shù)字技術(shù)和語(yǔ)音形式動(dòng)態(tài)引導(dǎo)跳傘人員操作傘具有效規(guī)避地面危險(xiǎn)區(qū)和障礙準(zhǔn)確著陸。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是設(shè)備包括地面預(yù)定坐標(biāo)設(shè)置和數(shù)據(jù)導(dǎo)出裝置、避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備、地面跟蹤匯總裝置；通過(guò)地面預(yù)定坐標(biāo)設(shè)置和數(shù)據(jù)導(dǎo)出裝置將預(yù)定降落坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備，在降落過(guò)程中，避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備通過(guò)信號(hào)采集裝置、電腦控制模塊、避障標(biāo)識(shí)模塊、控制信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)放大器、語(yǔ)音引導(dǎo)模塊和坐標(biāo)信號(hào)發(fā)射器形成閉環(huán)的柔性負(fù)反饋控制語(yǔ)音引導(dǎo)避障降落系統(tǒng)；避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備在降落過(guò)程中和 著陸后，由地面跟蹤匯總裝置接收坐標(biāo)信號(hào)發(fā)射器發(fā)出的實(shí)時(shí)坐標(biāo)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行跟蹤和反饋；信號(hào)采集裝置對(duì)降落高度差及與預(yù)設(shè)定坐標(biāo)的方位差和距離差計(jì)算發(fā)出負(fù)反饋控制信號(hào)，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音信號(hào)、經(jīng)信號(hào)放大部件和耳機(jī)以語(yǔ)音方式引導(dǎo)傘降人員操縱傘具避障并在預(yù)設(shè)定點(diǎn)著陸，著陸后位置信號(hào)裝置發(fā)射降落坐標(biāo)數(shù)據(jù)，地面跟蹤匯總裝置采集傘降人員著陸信息，當(dāng)先期著陸人員發(fā)現(xiàn)著陸場(chǎng)發(fā)生地形地貌改變或出現(xiàn)臨時(shí)障礙時(shí)，即時(shí)開(kāi)啟避障標(biāo)識(shí)模塊，模塊自動(dòng)發(fā)出規(guī)避危險(xiǎn)區(qū)的避障信號(hào)。其中地面預(yù)定坐標(biāo)設(shè)置和數(shù)據(jù)導(dǎo)出裝置包括地理信息系統(tǒng)與著陸場(chǎng)選擇安全評(píng)估系統(tǒng)、多個(gè)集群著陸點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)設(shè)定、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與數(shù)據(jù)總線順序?qū)С霾考１苷险Z(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備包括信號(hào)采集裝置包括測(cè)高部件和地理信息系統(tǒng)，對(duì)高度數(shù)據(jù)、二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)進(jìn)行采集，并實(shí)時(shí)輸出到電腦控制模塊；電腦控制模塊包括冷、熱啟動(dòng)部件、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)高度和下降速度運(yùn)算部件、地理信息系統(tǒng)查詢與二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算部件、與已設(shè)定著陸點(diǎn)的距離差和方位角差數(shù)據(jù)進(jìn)行比較計(jì)算產(chǎn)生距離、方位、高度和下降速度的負(fù)反饋控制信號(hào)送下一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換的部件、著陸判斷和發(fā)送著陸坐標(biāo)信號(hào)控制部件、采集判斷發(fā)射臨時(shí)障礙點(diǎn)警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)和接收臨時(shí)障礙點(diǎn)警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)并優(yōu)先放大輸送到語(yǔ)音引導(dǎo)裝置的計(jì)算部件；控制信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊包括信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊接收到高度差、距離差、方位角差和下降速度四項(xiàng)控制信號(hào)，將四項(xiàng)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成為引導(dǎo)傘降人員操作傘具的語(yǔ)音數(shù)字信號(hào)，送下一級(jí)信號(hào)放大器；信號(hào)放大器是將語(yǔ)音數(shù)字信號(hào)輸出到信號(hào)放大器后進(jìn)行信號(hào)放大，再送下一級(jí)的語(yǔ)音引導(dǎo)裝置；語(yǔ)音引導(dǎo)裝置包括藍(lán)牙發(fā)射和藍(lán)牙耳機(jī)接收兩個(gè)部件，以語(yǔ)音的聲音信號(hào)引導(dǎo)傘降人員；坐標(biāo)信號(hào)發(fā)射器包括接收電腦控制模塊發(fā)送的已著陸控制信號(hào)和自動(dòng)激活并發(fā)射加密的位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)信號(hào)部件；避障標(biāo)識(shí)模塊包括發(fā)射坐標(biāo)點(diǎn)警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)部件、接收警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)部件，接收警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)部件中包括組合警示語(yǔ)言信號(hào)部件，優(yōu)先將組合好的警示語(yǔ)言送下一級(jí)的語(yǔ)音信號(hào)放大器，當(dāng)打開(kāi)避障標(biāo)識(shí)開(kāi)關(guān)后，避障標(biāo)識(shí)模塊中的發(fā)射坐標(biāo)點(diǎn)警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)部件啟動(dòng)，通過(guò)電腦控制模塊的地理信息系統(tǒng)，查詢到當(dāng)前所處降落點(diǎn)坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)，優(yōu)先發(fā)射出該警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)，發(fā)射范圍大于5000米；接收警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)部件無(wú)需處在打開(kāi)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)下，一旦接收到警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)后，即組合坐標(biāo)數(shù)據(jù)和警示語(yǔ)言信號(hào)，優(yōu)先發(fā)送到下一級(jí)的語(yǔ)音信號(hào)放大器和語(yǔ)音引導(dǎo)裝置。

地面跟蹤匯總裝置包括接收著陸信號(hào)部件、匯總統(tǒng)計(jì)部件和動(dòng)態(tài)跟蹤著陸信號(hào)部件，以及組織著陸后的地面行動(dòng)指揮系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障語(yǔ)音引導(dǎo)的控制過(guò)程地面設(shè)置并導(dǎo)入安全著陸點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)一升空后打開(kāi)冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)一跳傘一檢測(cè)下降速度并熱啟動(dòng)全部系統(tǒng)一信號(hào)采集裝置確定二維坐標(biāo)、高度數(shù)據(jù)一數(shù)據(jù)送電腦控制模塊、與預(yù)置數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比運(yùn)算、確定與預(yù)置數(shù)據(jù)的距離和方位角差并計(jì)算下降速度、查找危險(xiǎn)區(qū)域和障礙一危險(xiǎn)區(qū)域和障礙信號(hào)、方位角與距離差數(shù)據(jù)、高度和下降速度數(shù)據(jù)送入控制信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置、轉(zhuǎn)換并組合成語(yǔ)音信號(hào)一信號(hào)放大器將語(yǔ)音信號(hào)放大一語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)藍(lán)牙發(fā)射傳輸?shù)蕉鷻C(jī)一當(dāng)下降速度=0時(shí)，該坐標(biāo)點(diǎn)即為著陸坐標(biāo)點(diǎn)，發(fā)射坐標(biāo)數(shù)據(jù)一接收地面跟蹤匯總裝置下達(dá)的新的行動(dòng)指令，當(dāng)下降速度古0時(shí)，控制信號(hào)循環(huán)回到電腦控制模塊，重復(fù)控制過(guò)程。當(dāng)打開(kāi)避障標(biāo)識(shí)開(kāi)關(guān)，即自動(dòng)發(fā)射該點(diǎn)座標(biāo)數(shù)據(jù)的警示信號(hào)，避障標(biāo)識(shí)模塊接收到警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)信號(hào)后，或先期傘降人員對(duì)突現(xiàn)的臨時(shí)障礙做出標(biāo)識(shí)，后續(xù)傘降人員實(shí)施規(guī)避危險(xiǎn)區(qū)一構(gòu)成空降作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)對(duì)降落區(qū)域安全著陸點(diǎn)的預(yù)先設(shè)置，以語(yǔ)音形式自動(dòng)引導(dǎo)空降人員操控傘具，規(guī)避著陸區(qū)危險(xiǎn)帶和障礙，實(shí)現(xiàn)了無(wú)準(zhǔn)備期的快速出動(dòng)執(zhí)行任務(wù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形地貌與城市區(qū)域的安全、準(zhǔn)確著陸，特別是在云、霧等氣象環(huán)境與夜間條件下的安全準(zhǔn)確著陸，實(shí)現(xiàn)減小傘降著陸點(diǎn)散布、快速收攏與集結(jié)，有效提高作戰(zhàn)效率；實(shí)現(xiàn)各個(gè)空降高度的安全傘降，實(shí)現(xiàn)快速和低成本安全著陸，保障跳傘人員生命安全和空降任務(wù)的準(zhǔn)確完成。
本語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備吸取 了汶川地震時(shí)傘降行動(dòng)中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)著陸場(chǎng)突現(xiàn)地形地貌改變和臨時(shí)障礙專門(mén)設(shè)計(jì)了警示后續(xù)傘降人員實(shí)施規(guī)避標(biāo)識(shí)區(qū)域的功能。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為降落傘應(yīng)用示意圖；圖3為傘降避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備的外形結(jié)構(gòu)圖；圖4為傘降避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備控制流程圖；圖5為電腦控制流程框圖。圖中1、主傘衣2、傘繩，3、操縱控制繩，4、避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備，5、傘降人員，6、傘降避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備，7、數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口，8、冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，9、避障標(biāo)識(shí)開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，全部控制裝置包括主傘衣I、傘繩2、操縱繩3、避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備4、傘降人員5 ;圖3所示，傘降避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備6、數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口 7、冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)8、避障標(biāo)識(shí)開(kāi)關(guān)9。(I)跳傘前的地面準(zhǔn)備，通過(guò)地面預(yù)定坐標(biāo)設(shè)置和數(shù)據(jù)導(dǎo)出裝置，將計(jì)劃空降著陸點(diǎn)的座標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入全體傘降人員各自配備的語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備。(2)傘降人員5登機(jī)后，在跳傘前15分鐘打開(kāi)語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備的冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)8。(3)跳傘后，根據(jù)下降速度自動(dòng)熱啟動(dòng)激活引導(dǎo)設(shè)備各功能模塊，快速查詢地理信息系統(tǒng)并確定空中三維坐標(biāo)位置。(4)查找下降途經(jīng)路徑前方的危險(xiǎn)區(qū)域和障礙，計(jì)算與預(yù)定著陸點(diǎn)坐標(biāo)位置的方位角差、距離差、高度與下降速度。(5)計(jì)算降落傘下降的負(fù)反饋調(diào)整數(shù)據(jù)發(fā)送到下一級(jí)。(6)將危險(xiǎn)區(qū)域和障礙與距離差、方位角差數(shù)據(jù)信號(hào)組合并轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音信號(hào)。(7)將語(yǔ)音信號(hào)放大。(8)語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)藍(lán)牙和耳機(jī)傳導(dǎo)給空降人員，引導(dǎo)進(jìn)行傘具操縱，有效規(guī)避地面危險(xiǎn)區(qū)和障礙，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和低成本的安全著陸。(9)自動(dòng)確認(rèn)人員著陸并報(bào)告著陸位置座標(biāo)數(shù)據(jù)。(10)執(zhí)行空降作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)組織的任務(wù)。(11)當(dāng)發(fā)現(xiàn)著陸區(qū)地形地貌有改變或出現(xiàn)臨時(shí)障礙，打開(kāi)避障標(biāo)識(shí)開(kāi)關(guān)9，語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備自動(dòng)發(fā)射突現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)或臨時(shí)障礙的警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)，避障標(biāo)識(shí)模塊接收到警示坐標(biāo)數(shù)據(jù)后，自動(dòng)組合為警示語(yǔ)言，優(yōu)先發(fā)送到語(yǔ)音引導(dǎo)裝置發(fā)出警示語(yǔ)言，引導(dǎo)后續(xù)傘降人員安全著陸。
權(quán)利要求
1.一種傘降數(shù)字化避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于設(shè)備包括地面預(yù)定坐標(biāo)設(shè)置和數(shù)據(jù)導(dǎo)出裝置、避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備(4)、地面跟蹤匯總裝置；通過(guò)地面預(yù)定坐標(biāo)設(shè)置和數(shù)據(jù)導(dǎo)出裝置將預(yù)定降落坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備(4)，在降落過(guò)程中，避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備(4)通過(guò)信號(hào)采集裝置、電腦控制模塊、避障標(biāo)識(shí)模塊、控制信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)放大器、語(yǔ)音引導(dǎo)模塊和坐標(biāo)信號(hào)發(fā)射器形成閉環(huán)的柔性負(fù)反饋控制語(yǔ)音引導(dǎo)避障降落系統(tǒng)；避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備(4)在降落過(guò)程中和著陸后，由地面跟蹤匯總裝置接收坐標(biāo)信號(hào)發(fā)射器發(fā)出的實(shí)時(shí)坐標(biāo)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行跟蹤和反饋；信號(hào)采集裝置對(duì)降落高度差及與預(yù)設(shè)定坐標(biāo)的方位差和距離差計(jì)算發(fā)出負(fù)反饋控制信號(hào)，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音信號(hào)、經(jīng)信號(hào)放大器和耳機(jī)以語(yǔ)音方式引導(dǎo)傘降人員(5)操縱傘具避障并在預(yù)設(shè)定點(diǎn)著陸，著陸后坐標(biāo)位置信號(hào)發(fā)射器發(fā)射降落坐標(biāo)數(shù)據(jù)，地面跟蹤匯總裝置采集傘降人員著陸信息，當(dāng)先期著陸人員發(fā)現(xiàn)著陸場(chǎng)發(fā)生地形地貌改變或出現(xiàn)臨時(shí)障礙時(shí)，即時(shí)開(kāi)啟避障標(biāo)識(shí)模塊，模塊自動(dòng)發(fā)出規(guī)避危險(xiǎn)區(qū)的避障信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傘降數(shù)字化避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于所述的避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備(4)具冷啟動(dòng)和自動(dòng)熱啟動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傘降數(shù)字化避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于開(kāi)啟避障標(biāo)識(shí)開(kāi)關(guān)(9)，模塊查詢?cè)擖c(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以無(wú)線方式發(fā)射大于5000m半徑的避險(xiǎn)警示信號(hào)數(shù)據(jù)；當(dāng)避障標(biāo)識(shí)模塊接收到警示信號(hào)數(shù)據(jù)，自動(dòng)組合轉(zhuǎn)換為警示語(yǔ)言，經(jīng)信號(hào)放大器和藍(lán)牙與耳機(jī)，以語(yǔ)言形式引導(dǎo)傘降人員(5)及時(shí)作規(guī)避操作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種傘降數(shù)字化避障語(yǔ)音引導(dǎo)設(shè)備，引導(dǎo)設(shè)備包括地面預(yù)定坐標(biāo)設(shè)置和導(dǎo)出裝置、冷啟動(dòng)和自動(dòng)熱啟動(dòng)部件、高度和方位與距離信號(hào)采集裝置、電腦控制模塊、信號(hào)采集裝置對(duì)降落高度差及與預(yù)設(shè)定坐標(biāo)的方位差和距離差計(jì)算發(fā)出負(fù)反饋控制信號(hào)，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音信號(hào)、經(jīng)信號(hào)放大部件和耳機(jī)以語(yǔ)音方式引導(dǎo)傘降人員操縱傘具避障并在預(yù)設(shè)定點(diǎn)著陸，著陸后位置信號(hào)裝置發(fā)射降落坐標(biāo)數(shù)據(jù)，地面跟蹤匯總裝置采集傘降人員著陸信息，當(dāng)先期著陸人員發(fā)現(xiàn)著陸場(chǎng)發(fā)生地形地貌改變或出現(xiàn)臨時(shí)障礙時(shí)，即時(shí)開(kāi)啟避障標(biāo)識(shí)模塊，模塊自動(dòng)發(fā)出規(guī)避危險(xiǎn)區(qū)的避障信號(hào)，引導(dǎo)后續(xù)傘降人員做出規(guī)避；適用于傘降人員在復(fù)雜地形地貌區(qū)、云、霧、夜間氣象條件下規(guī)避危險(xiǎn)和障礙，安全、準(zhǔn)確遂行空降任務(wù)。
文檔編號(hào)G05D1/10GK102749925SQ201210058410
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者張振林, 張璞 申請(qǐng)人:張振林, 張璞