無人機搜救系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型所提供的一種無人機搜救系統(tǒng)，包括設(shè)于無人機端的：電子羅盤模塊，用于檢測無人機的飛行狀態(tài)；飛行故障檢測模塊，與所述電子羅盤模塊連接，用于判斷無人機的飛行狀態(tài)；無人機定位模塊，用于檢測當前無人機的位置；搜救控制模塊，分別與所述飛行故障檢測模塊和無人機定位模塊連接，用于當無人機飛行狀態(tài)異常時，控制閉合無人機定位模塊的供電回路；通信模塊，與所述搜救控制模塊連接，用于將無人機的位置數(shù)據(jù)進行調(diào)整后以無線形式輸出；和與無人機遠程通信的上位機，與所述通信模塊通信連接，用于解析所述無人機的位置數(shù)據(jù)。由上，在無人機出現(xiàn)故障導(dǎo)致失事時，精確的確認出無人機失事的地點，從而方便的進行搜救，以降低損失。
【專利說明】
無人機搜救系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及無人機安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無人機搜救系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的技術(shù)中常見的無人機通信系統(tǒng)僅僅只是將已有的成品化GPS模塊搭載在無人飛行器上，現(xiàn)有機載GPS模組的缺點在于以下幾點:1.由于來自于GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星鐘差及軌道差、可見GPS衛(wèi)星數(shù)量及幾何分布、太陽輻射、大氣層、偽距測量誤差、多路徑效應(yīng)及GPS模組技術(shù)本身的缺陷等，使獲得的數(shù)據(jù)精度不足。
[0003]2.GPS定位的日志并未保存，即使保存了，調(diào)出該日志還是很困難的，對搜尋無人機和分析事故的效率都有極大的影響。
[0004]3.沒有對GPS模塊進行保護，這將可能導(dǎo)致在事故發(fā)生的時候模塊并沒有正常的工作，因而丟失了無人機的位置。
[0005]另外，由于大多數(shù)機載并沒有可以進行事故追蹤的模塊，由此導(dǎo)致當無人飛行器發(fā)生事故的時候，GPS信號源消失，工作人員無法對無人飛行器的位置信息進行追蹤，搜尋效率極低。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于，提供一種無人機搜救系統(tǒng)，包括設(shè)于無人機端的:
[0007]電子羅盤模塊，用于檢測無人機的飛行狀態(tài)；
[0008]飛行故障檢測模塊，與所述電子羅盤模塊連接，用于判斷無人機的飛行狀態(tài)；
[0009]無人機定位模塊，用于檢測當前無人機的位置；
[0010]搜救控制模塊，分別與所述飛行故障檢測模塊和無人機定位模塊連接，用于當無人機飛行狀態(tài)異常時，控制閉合無人機定位模塊的供電回路；
[0011]通信模塊，與所述搜救控制模塊連接，用于將無人機的位置數(shù)據(jù)進行調(diào)整后以無線形式輸出；
[0012]上位機，與所述通信模塊通信連接，用于解析所述無人機的位置數(shù)據(jù)。
[0013]由上，在無人機出現(xiàn)故障導(dǎo)致失事時，精確的確認出無人機失事的地點，從而方便的進行搜救，以降低損失。
[0014]可選的，所述飛行故障檢測模塊包括:
[0015]存儲器，存儲有以電壓值表示的異常狀態(tài)下的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0016]電壓比較電路，與所述存儲器連接，依據(jù)電子羅盤模塊所輸出的電壓檢測數(shù)據(jù)與存儲器中的存儲數(shù)據(jù)比較，以判斷無人機的飛行狀態(tài)是否異常。
[0017]由上，通過無人機的飛行狀態(tài)檢測無人機是否出現(xiàn)故障導(dǎo)致失事。
[0018]可選的，還包括撞擊傳感器；
[0019]所述飛行故障檢測模塊還與所述撞擊傳感器連接。
[0020]由上，通過無人機是否發(fā)生撞擊情況以判斷其是否出現(xiàn)墜機導(dǎo)致失事。
[0021 ]可選的，所述無人機定位模塊至少包括GPS定位模塊和AGPS定位模塊。
[0022]可選的，還包括信號強度檢測模塊，用于檢測GPS信號和蜂窩信號的強度；
[0023]所述信號強度檢測模塊與所述搜救控制模塊連接，搜救控制模塊依據(jù)信號強度檢測模塊的檢測結(jié)果，控制閉合GPS定位模塊或AGPS定位模塊的供電回路。
[0024]由上，可依據(jù)信號強度選擇定位方式，從而提高定位精度。
[0025]可選的，所述無人機定位模塊還包括一無線電發(fā)射器，用于發(fā)射預(yù)定頻率的無線電。
[0026]由上，還可將無線側(cè)向與GPS或AGPS定位相結(jié)合，從而進一步提高定位精度。
[0027]可選的，所述上位機用于檢測搜救者與所述無人機之間的距離，依據(jù)該距離輸出控制指令；
[0028]通信模塊，接收所述控制指令轉(zhuǎn)發(fā)至所述搜救控制模塊；
[0029]所述搜救控制模塊還用于依據(jù)所述控制指令控制閉合GPS定位模塊、AGPS定位模塊或無線電發(fā)射器的供電回路。
[0030]由上，可以進一步節(jié)省GPS定位模塊、AGPS定位模塊或無線電發(fā)射器的功耗，以延長各自的工作時間，從而可以提高搜救的時長，提高對于無人機搜救的成功率。
[0031 ] 可選的，所述上位機包括以下至少之一:智能手機、PC機或PAD。
[0032]可選的，還包括一輔助定位模塊，通過一彈射裝置安裝于無人機內(nèi)；
[0033]所述搜救控制模塊還與所述彈射裝置通信連接，用于當無人機飛行狀態(tài)異常時，啟動所述彈射裝置。
[0034]可選的，所述通信模塊包括以下至少之一:GPRS通信模塊、WiFi通信模塊和數(shù)傳模塊。
【附圖說明】
[0035]圖1為無人機搜救系統(tǒng)的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0036]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型提供一種無人機搜救系統(tǒng)，可以在無人機出現(xiàn)故障導(dǎo)致失事時，精確的確認出無人機失事的地點，從而方便的進行搜救，以降低損失。
[0037]如圖1所示，所述無人機搜救系統(tǒng)包括:
[0038]設(shè)于無人機端的電子羅盤模塊11、無人機定位模塊10，分別與二者連接的搜救控制模塊13，以及與所述搜救控制模塊13連接的通信模塊14。還包括可與無人機端進行遠程通信的上位機20。
[0039]所述電子羅盤模塊11用于實時檢測無人機的飛行狀態(tài)。具體的，電子羅盤模塊11檢測無人機的俯仰、航向和橫滾三個方向上的姿態(tài)數(shù)據(jù)。所述電子羅盤模塊11可采用包括型號為HMR3000芯片的電路實現(xiàn)。
[0040]較佳的，還包括一飛行故障檢測模塊12，與所述電子羅盤模塊11連接。所述飛行故障檢測模塊12中預(yù)存有在正常狀態(tài)下的俯仰、航向和橫滾三個方向上的姿態(tài)數(shù)據(jù)，例如，當無人機失事時，通常有較快的下落速度，且在下落過程中伴隨翻轉(zhuǎn)，最終俯沖掉落。當電子羅盤模塊11所檢測的俯仰、航向和橫滾三個方向上的姿態(tài)數(shù)據(jù)與飛行故障檢測模塊12所預(yù)存的數(shù)據(jù)存在較大差異時，便觸發(fā)飛行故障檢測模塊12，表示無人機失事。
[0041]所述飛行故障檢測模塊12可通過電壓比較電路和存儲器實現(xiàn)，存儲器中存儲有以電壓值表示的正常狀態(tài)下的俯仰、航向和橫滾三個方向上的姿態(tài)數(shù)據(jù)。所述電壓比較電路接收電子羅盤模塊11所輸出的以電壓形式表示的俯仰、航向和橫滾三個方向上的姿態(tài)數(shù)據(jù)，與存儲器中所存儲的電壓相比較，從而向搜救控制模塊13輸出判斷結(jié)果。
[0042]更進一步的，還包括一撞擊傳感器(未圖示)，與所述飛行故障檢測模塊12連接。當無人機失事時最終俯沖掉落時，撞擊傳感器檢測到撞擊，輸出一電平變化(例如高-低跳變)，以告知飛行故障檢測模塊12出現(xiàn)墜機(無人機失事)事故，由飛行故障檢測模塊12向搜救控制模塊13輸出。
[0043]當所述搜救控制模塊13接收到表示無人機失事的信息后，向與其連接的無人機定位模塊10發(fā)出控制指令，以控制無人機定位模塊10檢測無人機的當前位置。
[0044]具體的，在所述無人機的內(nèi)部供電電路與無人機定位模塊10之間包括一開關(guān)電路，常規(guī)狀態(tài)下，所述開關(guān)電路斷開。當搜救控制模塊13輸出控制指令后，控制所述開關(guān)電路閉合，從而控制無人機定位模塊10進行工作。通過搜救控制模塊13觸發(fā)無人機定位模塊10的工作方式，可以在一定程度上減少無人機定位模塊10的功耗，從而可以使其工作更長的時間，為后續(xù)的搜救提供位置支持。
[0045]所述無人機定位模塊10用于檢測無人機的位置。本實施例中，所述無人機定位模塊10包括GPS定位模塊和AGPS定位模塊。
[0046]較佳的，還包括一信號強度檢測模塊，用于檢測GPS信號和蜂窩信號的強度，蜂窩信號包括移動、聯(lián)通以及電信等運營商的3G/4G信號。
[0047]所述信號強度檢測模塊與所述搜救控制模塊13連接，搜救控制模塊13依據(jù)信號強度檢測模塊向GPS定位模塊或AGPS定位模塊輸出控制指令，從而實現(xiàn)控制信號強度強的定位模塊進行定位檢測。其控制原理與前述相同，即在GPS定位模塊、AGPS定位模塊與無人機的內(nèi)部供電電路之間均設(shè)一開關(guān)電路，通過搜救控制模塊13控制對應(yīng)開關(guān)電路的閉合，從而實現(xiàn)控制信號強度強的定位模塊進行定位檢測。
[0048]舉例來說，當GPS信號較強時，則搜救控制模塊13輸出控制指令，以控ffjljGPS定位模塊的供電回路閉合，進行位置檢測；反之當移動、聯(lián)通以及電信等運營商的3G/4G網(wǎng)絡(luò)信號車父強時，則控制AGPS定位_旲塊的供電回路閉合。基于上述控制方式，可以有效提尚定位的精度。
[0049]所述搜救控制模塊13將無人機定位模塊10所檢測到的位置進行識別后，向通信模塊14輸出。
[0050]較佳的，無人機定位模塊10還包括無線電側(cè)向模塊，即包括一無線電發(fā)射器，用于發(fā)射預(yù)定頻率的無線電。在后續(xù)的搜救過程中，搜救人員攜帶無線電定位裝置，依據(jù)所述無線電對無人機進行精確定位?；诖?，采用GPS(AGPS)結(jié)合無線電技術(shù)的定位，可將定位的精確度劃定在± 5米之內(nèi)，從而大大提高了搜救的效率。
[0051 ]通信模塊14，用于將無人機定位模塊10所檢測的無人機位置信息進行調(diào)制后，以無線形式輸出。所述通信模塊14包括但不限于以下幾種:GPRS通信模塊、WiFi通信模塊和數(shù)傳模塊。
[0052]上位機20接收到上述無線形式的位置信息后，實時顯示，以提示并更新無人機的失事位置，從而便于搜救。所述上位機20包括智能手機、PC機或者PAD等具有網(wǎng)絡(luò)及顯示功能的終端。
[0053]進一步的，搜救者還可通過上位機20向無人機的無人機定位模塊10下達指令，例如，輸出指令控制無線電發(fā)射器發(fā)射無線電，或者控制AGPS定位模塊輸出位置信息。上述控制指令被通信模塊14所接收，傳輸至搜救控制模塊13，由搜救控制模塊13向控制對象下達控制指令。舉例來說，當上位機接收到位置信息后，與搜救者當前的位置進行比較(具體比較方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述)，當比較結(jié)果小于20米時，輸出指令控制無線電發(fā)射器發(fā)射無線電，以便于通過無線電定位進行搜救。反之當比較結(jié)果大于20米時，繼續(xù)采用GPS定位模塊或AGPS定位模塊進行定位。
[0054]更進一步的，還可依據(jù)無人機位置與搜救者的實時位置變化控制GPS定位模塊、AGPS定位模塊或無線電發(fā)射器的工作頻率。即搜救者與無人機位置較遠與GPS定位模塊、AGPS定位模塊或無線電發(fā)射器的工作頻率成線性比例，當搜救者與無人機位置較遠時，GPS定位模塊、AGPS定位模塊或無線電發(fā)射器的工作頻率低，搜救者與無人機位置越近時，GPS定位模塊、AGPS定位模塊或無線電發(fā)射器的工作頻率越高。通過上述設(shè)置，可以進一步節(jié)省GPS定位模塊、AGPS定位模塊或無線電發(fā)射器的功耗，以延長各自的工作時間，從而可以提高搜救的時長，提高對于無人機搜救的成功率。
[0055]更優(yōu)的，本系統(tǒng)還包括一輔助定位模塊(未圖示)，該輔助定位模塊設(shè)于無人機內(nèi)，采用彈射裝置固定。所述輔助定位模塊包括定位模塊(GPS定位模塊、AGPS定位模塊和/或無線電發(fā)射器)、以及與其連接的信號發(fā)射模塊。所述輔助定位模塊采用獨立電池供電，當搜救控制模塊13接收到無人機的墜機事故發(fā)生時，啟動彈射裝置將所述輔助定位模塊彈出。從而在無人機自身系統(tǒng)由于撞擊導(dǎo)致自身定位系統(tǒng)損壞的情況下，該輔助定位模塊仍可繼續(xù)工作。
[0056]進一步的，所述電子羅盤模塊11可記錄輔助定位模塊彈出時無人機的姿態(tài)，包括高度以及朝向等數(shù)據(jù)，上位機依據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計算出無人機的墜落位置與輔助定位模塊安全降落位置之間的距離，從而在當無人機自身無法發(fā)送位置信息的情況下，獲知輔助定位模塊的位置，再通過所述距離定位無人機的墜落位置的范圍，以實現(xiàn)搜救。
[0057]本實用新型所提供的無人機搜救系統(tǒng)的工作原理包括以下步驟:
[0058]SlO:飛行故障檢測模塊判斷無人機是否出現(xiàn)故障，當出現(xiàn)故障時，進入步驟S20;
[0059]具體的，本步驟判斷無人機是否出現(xiàn)故障包括俯仰、航向和橫滾三個方向上的姿態(tài)數(shù)據(jù)，或者撞擊情況進行判斷。具體判斷過程已在前述說明，不再贅述。
[0060]S20:激活無人機定位模塊10;
[0061]本步驟包括依據(jù)信號強度(GPS或AGPS)激活無人機定位模塊10中的定位信號源，以實現(xiàn)更佳的定位效果。
[0062]通過上述兩步驟，實現(xiàn)當且僅當無人機出現(xiàn)事故時，啟動定位進制，由此可以降低無人機的功耗，避免在正常飛行時無人機定位模塊10耗電。從而當無人機失事后，無人機定位模塊10可以支持更長的工作時間，直至搜救人員到達。
[0063]更佳的，通過信號強度的檢測，實現(xiàn)更精準的定位效果。
[0064]另外，本步驟還包括將輔助定位模塊彈射出無人機本體的步驟。由此可以在無人機失事時可能出現(xiàn)的無人機定位模塊10損壞的情況下提供第二方案。即通過輔助定位模塊的信號輸出，實現(xiàn)對于無人機失事區(qū)域的定位。關(guān)于確定無人機失事區(qū)域的過程已在前述說明，不再贅述。
[0065]S30:上位機計算出搜救人員與無人機之間的距離，并且依據(jù)該距離輸出控制指令，切換無人機上的定位信號源。
[0066]當搜救人員與無人機失事位置相距較遠時(超過20米)，采用GPS或AGPS定位信號源進行搜救定位;反之當搜救人員與無人機失事位置相距較近時，即可采用無線電發(fā)射器發(fā)射無線電進行定位。通過兩種定位方式的混合使用，可以更進一步的提高定位的精度。
[0067]另外，本步驟還包括上位機依據(jù)搜救人員與無人機之間的距離控制信號發(fā)射源工作頻率的步驟，由此可進一步延長無人機定位模塊10的工作時長，為搜救爭取更多時間。
[0068]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型?？傊苍诒緦嵱眯滦偷木窈驮瓌t之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種無人機搜救系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)于無人機端的: 電子羅盤模塊，用于檢測無人機的飛行狀態(tài)； 飛行故障檢測模塊，與所述電子羅盤模塊連接，用于判斷無人機的飛行故障； 無人機定位模塊，用于檢測無人機當前的位置； 搜救控制模塊，分別與所述飛行故障檢測模塊和無人機定位模塊連接，用于當無人機飛行狀態(tài)異常時，控制閉合無人機定位模塊的供電回路，并轉(zhuǎn)發(fā)所述無人機當前的位置； 通信模塊，與所述搜救控制模塊連接，用于將無人機的位置數(shù)據(jù)進行調(diào)制后以無線形式輸出；和 上位機，與所述通信模塊通信連接，用于解析所述無人機的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行故障檢測模塊包括: 存儲器，存儲有以電壓值表示的正常狀態(tài)下的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)； 電壓比較電路，與所述存儲器連接，依據(jù)電子羅盤模塊所輸出的電壓檢測數(shù)據(jù)與存儲器中的存儲數(shù)據(jù)比較，以判斷無人機的飛行狀態(tài)是否異常。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機搜救系統(tǒng)，其特征在于，還包括撞擊傳感器； 所述飛行故障檢測模塊還與所述撞擊傳感器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機定位模塊包括GPS定位模塊和AGPS定位模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人機搜救系統(tǒng)，其特征在于，還包括信號強度檢測模塊，用于檢測GPS信號和蜂窩信號的強度； 所述搜救控制模塊分別與所述GPS定位模塊和AGPS定位模塊的供電回路連接，依據(jù)所述信號強度檢測模塊的檢測結(jié)果，控制閉合GPS定位模塊或AGPS定位模塊的供電回路。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無人機搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機定位模塊還包括一無線電發(fā)射器，用于發(fā)射預(yù)定頻率的無線電。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無人機搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機用于檢測搜救者與所述無人機之間的距離，依據(jù)該距離輸出閉合控制指令； 通信模塊，接收所述控制指令轉(zhuǎn)發(fā)至所述搜救控制模塊； 所述搜救控制模塊還用于依據(jù)所述控制指令閉合GPS定位模塊、AGPS定位模塊或無線電發(fā)射器的供電回路。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人機搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機包括以下至少之一:智能手機、PC機和PAD。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機搜救系統(tǒng)，其特征在于，還包括一輔助定位模塊，通過一彈射裝置安裝于無人機內(nèi)； 所述搜救控制模塊還與所述彈射裝置通信連接，用于當無人機飛行狀態(tài)異常時，啟動所述彈射裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述通信模塊包括以下至少之一:GPRS通信模塊、WiFi通信模塊和數(shù)傳模塊。
【文檔編號】G05D1/12GK205644285SQ201620237329
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】張志強, 楊伯陽, 唐榮寬
【申請人】深圳市創(chuàng)翼睿翔天空科技有限公司, 北京信息科技大學