[发明专利]一种空地协同搜索救援系统及方法

说明书

本发明公开了一种空地协同搜索救援系统及方法，此系统包括灾情信息获取与研判单元，用于通过第一无人机载平台获取灾区的灾情数据，确定重点救援区域；目标快速搜索单元，用于通过第二无人机载平台对灾区进行广域大范围目标快速搜索，复核重点救援区域并查找其它遗漏的重点救援区域；地面搜救指控平台，用于接收最终所有的重点救援区域信息，形成救援方案，下达搜救指令；目标精准定位单元，用于接收搜救指令，通过第三无人机载平台或/和地面平台对重点救援区域的受困目标进行搜索定位，得到受困目标信息；目标精准救援单元，用于接收受困目标信息，对受困目标进行救援。本发明具有搜索救援快速、准确、高效、体系化、流程化、规范化等优点。

技术领域

本发明主要涉及灾害救援技术领域，具体涉及一种空地协同搜索救援系统及方法。

背景技术

随着城市建筑体量急速膨大，一旦发生地震、塌方、火灾等大型灾害，造成的人员伤亡将会非常巨大。面对大型灾害时幸存者的快速搜救，大范围精准搜索定位和现场资源高效率调度尤为迫切。目前相关的搜索救援手段有以下几种：

1）无人机遥感技术在快速灵活地获取高分辨率影像上具有独特的技术优势，一般在低空平稳飞行，弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影经常受云层遮挡、气象条件影响而获取不到影像的缺陷，同时不受重访周期的限制。国外在使用无人机进行灾害监测方面起步较早，经过长期应用与研究，取得了很好的效果。目前，国外无人机灾害监测范围主要包括森林火灾、地震、台风、火山等。近几年，我国灾害管理部门也加大了对无人机灾害监测应用与研究力度，并取得了一定的效果，如：民政部门在低温雨雪冰冻灾害和汶川8.0级地震灾害监测中的应用；水利部门在蓄滞洪区和流域性凌情、汛情监测中的应用；国土资源部门在国土资源快速监察中的研究，以及在玉树7.1级地震灾害监测中的应用等。但是上述无人机灾害救援应用中，智能化、自动化水平不够，灾情态势感知精细度不足，需要大量的人工干预和判读；在低空中小尺度区域重点目标及建筑群损毁状况智能识别研判方面研发及应用较少，且准确度与效率方面，还亟需提升。

2）在受困埋压人员搜索定位方面，目前较常用的是生命探测仪，其探测幸存者的心跳、脉搏、呼吸等能够代表生命信息的信号，并将其转换为其它能量形式进行显示，如声波、电波、红外辐射等，对应的探测仪器分别为声波振动、雷达、红外和气体生命探测仪。目前这些设备以人员手工操控为主，无人平台搭载的设备偏少，无人机载生命探测雷达已有产品销售，但市面保有量偏少，还在扩充阶段。

3）救援队伍方面，专业救援队相对偏少，搜救装备、技术手段相对薄弱，通信装备建设缺乏系统性，现场指挥调控缺乏有效的手段、工具和平台；搜救效率、质量不高。

4）复杂灾害搜救现场仍面临情况掌握难、任务协同难等挑战，需要研发多任务协同优化的应急指挥平台。

在地震、塌方、滑坡、泥石流、洪涝、森林火灾等复杂灾害的搜索救援领域，存在探测搜索方法相对单一、生命搜救效率低、现场信息获取及共享度差、资源调度有效性弱、搜救缺乏体系化等问题，具体为：

1）灾情数据获取与研判方面，基于卫星遥感遥测技术，利用搭载于卫星平台上的雷达、光学等传感器，获取地面受灾情况，由于一般运行高度离地面为150-1500千米，地面目标分辨率相对低空无人机平台（100-500米）差，同时其易受云层遮挡、气象条件影响而导致数据难以获取或清晰度不高、可信度差；

2）在受困人员搜索定位方面，以地面手动搜索为主，救援队员携带搜索设备进入灾区，可利用的搬运设备很少或没有，一般靠人工搬移选点，把探测设备逐点遍历目标区域进行扫描探测，搜索效率低，同时灾区内结构稳固度差，人工搬移设备时易触发次生灾害或救援队员处于危险的境地；

3）救援队到达灾区的时间、所处的位置不同，缺乏统一的通信、交流手段，且灾害发生时，一般现场的通信网络、电力网络等都会中断，救援队间缺乏有效沟通与交流，各自获取的数据/信息无法共享并实时更新；

4）救援队间相互孤立，其携带的搜索、救援资源无法共享，导致救援现场资料、力量分配不均、合理调度能力弱。