[发明专利]一种面向震后废墟环境起降的搜救无人机及其具有的系统

说明书

本发明涉及无人机设备技术领域，具体是指一种面向震后废墟环境起降的搜救无人机及其具有的系统。包括防撞罩，还包括无人机本体与用于调节无人机本体飞行状态的调节罩，调节罩设置在防撞罩的内部，无人机本体设置在调节的中心且能够保持重心始终向下。发明的调节罩设置在防撞罩的内部，能够避免震后复杂环境对无人机造成的损害，且无人机本体的重心始终向下解决了现有的搜救无人机无法在震后废墟环境下稳定起降的问题；视觉测量单元提供了相关的倾斜角度图像数据，采集了具有倾斜角度图像数据的图像，并建立带有幸存者所在位置障碍物尺寸信息的三维模型。

技术领域

本发明涉及无人机设备技术领域，具体是指一种面向震后废墟环境起降的搜救无人机及其具有的系统。

背景技术

从目前的搜救无人机设计来看，无人机主要通过携带高清摄像头、热成像摄像头进行被困人员的搜索，其对在建筑表层的被困人员搜救有较好的效果，但是结合仍然存在以下的问题：（1）、不能进入到建筑内部搜寻，无法获知建筑内是否有被救人员；（2）、不能接近被困人员，怕桨叶对其造成二次伤害，在被困人员昏迷的情况下无法判断其身体状况；（3）、无法对废墟中狭小空间进行搜索，无人机容易损毁；（4）、受到电量限制和扇叶噪音影响，搜救人员无法通过无人机与被困人员建立沟通，在不能快速实施救援的环境，如楼内、有高度差的废墟等场景，增加了救援的难度，盲目施救会增加搜救人员的危险系数。需要说明的是，对于受伤，昏迷，老年群体被困的情况，都需要救援人员进入废墟或建筑内进行搜救，大地震过后总伴随着余震，废墟和建筑都处于不稳定的结构状态下，极有可能受到二次或多次垮塌的影响，进入建筑内搜救，会增大救援队员的工作量和危险性。

还需要说明的是，由于震后救援环境的复杂性，其往往还伴随着频率较高的余震，在这种环境下，底面崎岖不平，严重影响了搜救的起降。更为具体的，对于震后图像数据采集及救援，一般利用多旋翼无人机采用平行飞行的方式，镜头垂直向下拍摄多张图像，且相邻两张照片的拍摄区域重合度在一定值以上（一般为80％）的飞行航拍方法，其拍摄的照片在经过专业软件的后续处理后，可生成无人机镜头拍摄的航拍照片覆盖全部区域的DEM、DSM、DOM、三维模型等产品，受限于无人机续航时间，每架无人机飞行覆盖面积一般不超过0.16平方千米，汶川地震发生后，曾有诸多学者采用这种方法，对北川县城进行数据采集。但是，上述采集到的图像信息缺少倾斜角度图像数据，虽然能够生成三维模型，但其侧面纹理质量就较差，结构失真比较大，并且能够针对幸存者所在位置的障碍物尺寸信息的无人机系统尚未见报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种面向震后废墟环境起降的搜救无人机，用于解决现有的搜救无人机无法在震后废墟环境下稳定起降的问题；一种面向震后废墟环境起降的搜救无人机具有的系统，用于采集具有倾斜角度图像数据的图像，并建立带有幸存者所在位置障碍物尺寸信息的三维模型。

本发明通过下述技术方案实现：一种面向震后废墟环境起降的搜救无人机，包括防撞罩，还包括无人机本体与用于调节无人机本体飞行状态的调节罩，调节罩设置在防撞罩的内部，无人机本体设置在调节的中心且能够保持重心始终向下。现有技术中，虽然已经存在部分通过在无人机外部设置球形防撞罩结构来保护内部无人机的结构，但是其均存在着无法在震后废墟环境下稳定起降的问题，具体地，大地震过后总伴随余震，废墟和建筑都处于不稳定结构状态下，可能造成二次或多次垮塌，而地震的发生均会对地面造成不可逆的破坏，即地面始终凹凸不平，现有技术中的无人机由于在此地面上重心不稳定，无法在这种环境进行平稳起降。鉴于上述情况，申请人提出了一种面向震后废墟环境起降的搜救无人机，具体通过在防撞罩与无人机本体之间设置调节罩，无人机本体设置在调节罩内，而调节罩与防撞罩的配合关系能够使得无人机本体的重心始终向下，即无论无人机翻滚任何角度后，在调节罩的作用下，无人机本体始终相对水平，能够保持一个相对良好的起飞条件，完全无视崎岖不平地面的影响。