[发明专利]一种基于无人机组与北斗定位的山区失踪人员搜救系统

权利要求书

1.一种基于无人机组与北斗定位的山区失踪人员搜救系统，其特征在于，包括失踪人员救助终端与搜救通信集成系统；

所述失踪人员救助终端包含电量监测单元、定位模块、体征监测模块、控制模块、信号接收单元、第一WiFi模块与信号发射模块；所述电量监测单元、定位模块、体征监测模块、信号接收单元、第一WiFi模块与信号发射模块分别与所述控制模块连接；

所述体征监测模块包括温度传感器、备用温度传感器、脉搏传感器与备用脉搏传感器，所述温度传感器、备用温度传感器、脉搏传感器与备用脉搏传感器分别与所述控制模块连接；

所述温度传感器、备用温度传感器均用于获取人体体温及体温变化速率；

所述脉搏传感器、备用脉搏传感器均用于获取人体脉搏及脉搏变化速率；

所述控制模块内设置有存储模块，所述存储模块内存储有正常体温范围数据、正常体温变化速率的范围数据、脉搏变化范围数据与脉搏变化速率范围数据；

所述失踪人员救助终端自主发送求救信息的工作步骤如下：

S1,温度传感器与脉搏传感器对人体进行关键体征指标监测，获取实时体温及体温变化速率、实时脉搏与脉搏变化速率并将这两种数据传输给控制模块；

S2，如果控制模块获取到的实时体温信号或实时脉搏信号没有波动，则执行S3,否则执行S4；

S3,如果控制模块获取到的实时体温信号没有波动，则控制备用温度传感器对人体进行监测，获取实时体温及体温变化速率，执行S4；如果控制模块获取到的实时脉搏信号没有波动，则控制备用脉搏传感器对人体进行监测，获取实时脉搏及脉搏变化速率，执行S4；

S4，控制模块将收到的实时体温变化速率和正常体温变化速率进行对比、将收到的实时脉搏变化速率与正常脉搏变化速率进行对比，如果实时体温变化速率不在正体温变化速率范围之内或者实时脉搏变化速率不在正常的脉搏变化速率之内，则判定为非正常体征，执行下一步骤，如果实时体温变化速率在正常体温变化速率范围之内和实时脉搏变化速率在正常的脉搏变化速率之内，则执行步骤S1；

S5，控制模块控制信号发射模块按照时间间隔T1发送求救信号；

所述求救信号内包括第一位置信息坐标点、实时体温及体温变化速率、实时脉搏及脉搏变化速率；

所述搜救通信集成系统包括北斗通信系统、无人机搜救系统和地面通信系统；

所述北斗通信系统包括北斗卫星导航定位系统，所述地面通信系统包括地面控制站，所述无人机搜救系统包括无人机组，所述无人机组中的每个无人机均包括处理器及与处理器连接的北斗定位模块、无线数传模块、图像传输模块、若干无刷电机、AHRS模块、气压高度计、高清摄像头、电源与收发单元，北斗定位模块与北斗卫星导航定位系统连接，无线数传模块、图像传输模块均与地面控制站连接，所述高清摄像头与所述图像传输模块连接，所述若干无刷电机、AHRS模块、气压高度计分别与所述处理器连接，所述的处理器为ARMCortex-M7嵌入式处理器，所述的无线数传模块为NRF24L01远距离无线传输模块，所述的ARMCortex-M7处理器的SPI接口上外接了一个NRF24L01远距离无线传输模块，该模块与地面控制站上另一个NRF24L01无线模块组成数据链路通讯系统，实现地面控制站和无人机之间的数据交互，将导航定位信息和地面操控指令传输给无人机，同时地面控制站还可以实时接收无人机的反馈信息；

其中，无人机搜救系统搜救过程如下；

S1，地面控制站将待搜救区域划分为多个方形区；

S2，控制无人机组在每个方形区内停留的时间为T2，T1T2；

S3，当无人机组在飞行过程中通过信号接收单元接收到失踪人员救助终端的发射单元发送的求救信号以后，通过无线数传模块将求救信号传输给地面控制站；

S4，地面控制站接收无人机组发送的求救信号以后，控制无人机组向求救信号内的第一位置信息坐标点靠近；

S5，当无人机组到达第一位置信息坐标点以后，通过高清摄像头拍摄第一位置信息坐标点的图像，将图像通过图像传输模块传输给地面控制站；

S6，地面控制站通过接收到的图像，判断是否能看到失踪人员；如果看不到失踪人员，执行下一步骤，如果看到失踪人员，执行步骤S11；

S7，地面控制站控制无人机组发送激活信号；

S8，失踪人员救助终端的信号接收单元接收到激活信号并发送给控制模块，控制模块控制第一WiFi模块启动，无人机组通过信号接收单元在几个点收集第一WiFi模块发送的Wi-Fi数据包，然后通过三边定位算法，找到失踪人员救助终端的最新位置坐标信息并传输给地面控制站；

S9，地面控制站控制无人机组抵达最新位置坐标，并控制无人机组通过高清摄像头拍摄最新位置坐标的图像，将图像通过图像传输模块传输给地面控制站；

S10,地面控制站通过接收到的图像，判断是否能看到失踪人员；如果看不到失踪人员，执行步骤S7，如果看到失踪人员，执行步骤S11；

S11,地面控制站发出指令派遣搜救人员前往营救；

其中无人机内设置有第二WiFi模块、Wi-Fi天线，无人机通过第二WiFi模块、Wi-Fi天线确定失踪人员的位置还包括以下内容，

1.无人机通过第二WiFi模块为失踪人员救助终端提供Wi-Fi连接；

2.无人机利用搭载的Wi-Fi天线收集失踪人员救助终端发送的Wi-Fi数据包；

3.处理器对这些Wi-Fi数据包进行解析，进而确定失踪人员的位置；

综上，将失踪人员救助终端与无人机搜救系统协同起来完成救援的过程为：

步骤1，体征监测模块实时采集人体体征数据；

步骤2，判断体征监测模块内部传感器是否存在故障，如果是则执行下一步骤，否则执行步骤4；

步骤3，启用备用传感器，执行步骤4；

步骤4，通过采集的实时人体体征数据判断人体是否处于非正常体征状态；如果是则执行步骤5，否则执行步骤1；

步骤5，失踪人员救助终端按照时间间隔T1发送求救信号；

步骤6，无人机接收到求救信号并在地面控制站的控制下抵达求救信号中的第一位置信息坐标点并拍照传输给地面控制站；

步骤7，地面控制站通过图像判断能否看到失踪人员，如果不能，执行下一步骤，如果能，则执行步骤9；

步骤8，无人机通过发送激活信号和WiFi定位找到最新位置信息并在地面控制站的控制下抵达该位置并拍照传输给地面控制站，执行步骤7；

步骤9，地面控制站派遣搜救人员前往营救。