[发明专利]一种可航行救生器配合无人机对多落水人员的自动救助方法及系统

说明书

本发明提供一种可航行救生器配合无人机对多落水人员的自动救助方法。本发明方法包括：接收到多个落水人员信息后，救生船派出无人机与救生器编队驶出，无人机将采集的图像信息反馈至救生船；航行路途中，救生船通过无人机图像识别判断拍摄的图像中是否有障碍物；判断图像中是否有落水人员，如果有落水人员，生成蚁群算法用的当地地形矩阵，并识别出救生器位置与落水人员位置，将救生器视为起点，落水人员视为终点，利用蚁群算法计算每个救生器救助各个落水人员路径解，之后控制救生器沿最短路径航行至落水人员处，最后救生器返回救生船边或岸边。本发明在对多落水人员实施救助时，只需一人控制无人机飞行即可，无需多人同时操作，可节省人力使用。

技术领域

本发明涉及救生设备领域，尤其涉及一种可航行救生器配合无人机对多落水人员的自动救助方法及系统。

背景技术

根据世界卫生组织报告，全球每年约有40万人因为落水而溺亡，如何快速高效的对落水人员进行救助则成为关键。在海上当遇到恶劣天气导致多人同时落水时，救助船舶无法靠近落水人员处，而无法使用传统救生圈实施救助，使用可航行救生器时也因为距离较远而无法看清落水人员，并且使用人工控制救生器航行也会大大降低救助效率，浪费救助时间。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种可航行救生器配合无人机对多落水人员的自动救助方法及系统。本发明采用的技术手段如下：

一种可航行救生器配合无人机对多落水人员的自动救助方法，包括如下步骤：

S1、接收到多个落水人员信息后，救生船派出无人机与救生器编队驶出，所述救生器编队包括一领航救生器和若干跟随救生器；

S2、无人机将采集到的图像信息反馈至救生船，救生船将落水人员的粗略方位发送给领航救生器；

S3、领航救生器基于领航-跟随编队算法控制各跟随救生器一同向落水人员处航行；

S4、航行路途中，救生船通过无人机图像识别判断拍摄的图像中是否有障碍物，如果有障碍物，无人机悬停空中，引导所有救生器通过障碍区域；如果没有障碍物，无人机和各救生器继续前行；

S5、判断图像中是否有落水人员，如果有落水人员，生成蚁群算法用的当地地形矩阵，并识别出救生器位置与落水人员位置，将救生器视为起点，落水人员视为终点，利用蚁群算法计算每个救生器救助各个落水人员路径解，之后控制救生器沿最短路径航行至落水人员处，最后救生器返回救生船边或岸边；如果图像中没有落水人员，则继续向指定方位航行，寻找落水人员。

进一步地，所述无人机与救生船的上位计算机间的通讯、上位计算机与救生器间的通讯均通过170MHz无线传输模块完成。

进一步地，所述步骤S4中，无人机图像识别判断拍摄的图像中是否有障碍物具体包括：

S41、读取拍摄的图像，对图像进行预处理；

S42、判断图像中每一个像素点RGB三个颜色取值是否均处于设定区间，如果判断条件成立，则保留该像素；如果判断条件不成立，则将该像素改为纯白色(255，255，255)；

S43、将图片改为灰度图并反色，然后通过8连通法识别连通区域并标记，最后求解连通区域个数、像素数、质心位置与最小四边形边界，从而完成对所需识别物体的识别。

进一步地，所述步骤S41预处理的过程包括将完整的实时图片分割为若干区域；所述步骤S43中，如果障碍物面积占比大于预设百分比，则视为该区域为障碍区域，否则视为可航行区域。

进一步地，所述蚁群算法包括如下步骤：

S51、蚁群算法共进行A次迭代、每次迭代出动B只蚂蚁进行寻路；