一种无人机海上救援方法、装置、无人机及船舶

1.本发明涉及无人机救援领域，尤其涉及一种无人机海上救援方法、装置、无人机及船舶。

背景技术：

2.随着无人机技术的普及和不断发展，其技术已经日渐成熟，优点是成本低、灵活性较高，能够携带特定设备从空中完成任务，极大的提高了工作效率，并使得无人机应用场景越来越丰富，尤其是在救援活动中，由于待救援人员往往位于较危险环境，使用无人机替代人员进入搜救能够大大提高救援过程的安全性与救援效率，在处理各种救援时间时提供极大助力。
3.现有技术中救援无人机往往采用视觉检测和视觉识别来辅助救援，并将救援物资投递到指定位置来帮助待救援者脱险，但是在实际搜救过程中，无人机的工作效率受到其电量影响极大，并且对于险境中影响无人机工作的因素也没有较好的解决方式，极大地影响了无人机的救援效率。尤其是海上救援，搜救范围大，电量对于搜救效率影响较大。
4.例如，一种在中国专利文献上公开的“一种基于无人机的救援装置及救援方法”，其公告号：cn109334984b，公开了包括无人飞行器和地面控制系统，所述无人飞行器内设有飞行控制系统，无人飞行器内设有供电系统，无人飞行器上设有照明系统、摄像系统和定位系统，无人飞行器的下端设有投放机构和两个悬挂机构，但是该方案没有考虑到自主搜救、提高搜救效率的问题。

技术实现要素：

5.为了解决现有技术中无人机海上救援过程中续航能力不足、自主搜救效率低的问题，本发明提供一种无人机海上救援方法、装置、无人机及船舶，能够增加无人机救援续航时间，优化救援方式，从而提高无人机救援效率。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人机海上救援方法，包括如下步骤：s1、获取救援任务，规划救援路线；s2、实时识别救援路径并根据环境条件调节救援路径；s3、识别救援目标并根据目标条件改变救援物资投放方法。s1中远程获取救援任务，根据救援任务自适应的进行路径规划，从而通过优化救援路径实现提高救援效率，s2中对救援过程中的环境条件信息进行检测，将与救援任务相关性高的的环境条件信息构建为影响因素库，根据影响因素库中影响因素调节救援路径，从而实现根据环境调节救援路径，减少无用搜救，进而提高救援效率；s3中通过检测救援目标的特征信息实现对救援目标的识别，并根据目标所处的环境条件信息对物资投放方式进行调整，确保投放准确。能够提高无人机搜救效率，并优化救援方式。
7.作为优选的，s1中包括，调控平台获取救援区域，调控平台将救援区域划分为任务
区域，将任务区域下发给一个或多个无人机。调控平台获取救援区域a，将救援区域分为若干任务区域a1、a2、
…
ai，划分依据包括险情程度、险情概率、搜救难度，从而实现根据救援区域的特点进行针对性的救援安排。
8.作为优选的，调控平台下发任务区域的时候同时下发救援任务信息，救援任务信息包括救援任务和救援物资信息，救援物资信息包括物资信息和救援方式信息。调控平台根据划分好的任务区域构建救援任务信息，为不同的险情程度提供不同的救援物资信息，为不同负载能力和不同续航能力的无人机分配不同的区域，最后将划分好的任务区域和救援任务信息下发到不同功能、不同能力的无人机中。从而结合救援区域和无人机特点进行针对性的救援安排，提高搜救效率。
9.作为优选的，s2中包括，实时检测环境信息并根据环境信息进行建模，建模后识别模型中救援路径，根据建模预测救援任务的偏移水平，根据偏移水平修正偏移任务。无人机将任务区域的环境情况进行检测并上传环境条件信息到调控平台中，调控平台对环境条件信息进行相关性计算，将与影响险情相关性高的环境条件信息构建为影响因素库，以影响因素库为影响因素进行训练，将训练值作为救援路径计算中的权重值，进而得到基于环境条件信息变化的实时仿真优化出来的救援路径。能够提高自主搜救效率。
10.作为优选的，s3中识别救援目标包括根据传感器检测识别目标的特征信息，识别救援目标处的环境信息，根据救援目标处的环境信息改变救援物资投放方法。根据无人机携带的传感器检测识别目标的特征信息，根据特征信息判断是否为救援目标，提高救援目标的准确性，特征信息包括体征信息、声波信息、图像识别信息，并对救援目标处的环境信息进行采集，将环境信息中影响救援物资投放的环境信息构建为第二影响因素库，根据第二影响因素库调节救援物资投放方式。环境信息包括风力风向信息、水流方向水流速度信息等信息。能够在多种因素影响下调节物资投放方式，提高救援物资投放的准确性，避免救援物资浪费，进而提高救援效率。
11.作为优选的，s3中还包括超低空安全检测，检测救援目标附近的生物信息，识别生物信息并判断超低空安全，在超低空安全存在隐患时进行假动作救援。检测救援目标处的海鸟和飞鱼等会造成救援物资丢失的生物信息，对其动作进行预判并根据无人机自身速度与环境信息判断救援物资是否能投放到救援目标处。能够确保救援物资的准确投放，避免因为投放失败造成二次投放延误救援目标的救援。能够通过利用救援目标中的环境信息来提高救援效率与救援准确性。
12.一种无人机海上救援装置，包括随风机构，随风机构连接有投放装置，随风机构连接有处理模块。随风机构用于检测风力风速信息，能够根据风力风速信息调节救援物资的投放方式，能够提高救援物资的投放效果，缩短救援目标的求救时间。
13.作为优选的，随风机构包括风速传感器，风速传感器与处理模块连接，处理模块连接有速度传感器；风速传感器连接有随风板，随风板连接有随风板转轴，随风板转轴连接有拉绳，拉绳连接有滑动变阻器，滑动变阻器连接有电弹簧，电弹簧连接有投放开口板。风速传感器位于随风板底部端面上，随风板位于无人机下侧，风速传感器用于检测无人机下侧的风速，速度传感器位于无人机内部，速度传感器用于检测无人机的飞行速度，处理模块包括处理芯片，处理模块用于计算环境中的风速，对风速传感器检测到的风速信息通过速度传感器检测到的速度信息进行修正，从而得到实际的风速；随风板用于检测风向，根据风向
自适应的调节投放开口板的朝向，从而根据实际风速和风向控制救援物资的空中投放点。能够自适应的调节投放救援物资的位置与方向，进一步提高了救援物资投放的便利性与准确性。
14.一种无人机，包括探测模块，探测模块连接有物资投放部，物资投放部设有投放舱，投放舱侧面设有开口。探测模块包括传感器模组，传感器模组用于检测环境信息和无人机信息；传感器模组连接有记录模块，记录模块用于对救援任务及搜救过程进行记录；记录模块连接有上传模块。能够实时探测记录并上传搜救过程。
15.一种船舶，设置有无人机发射舱。能够对无人机进行补给、装载。
16.本发明具有如下优点：（1）能够通过救援任务自适应的进行路径规划，通过优化救援路径实现提高救援效率，通过救援过程中影响因素的监测对救援路径实时调节，进一步优化救援路径，减少无用搜救，进而提高救援效率；（2）通过对救援目标处的环境识别实现来对救援物资的投放方式进行调整，确保投放准确；（3）通过对救援目标处的环境识别实现来对救援物资的投放方式进行调整，确保投放准确，能够自适应的根据救援目标处风速风向改变物资投放时的投放条件，从而提高物资投放的准确性高效性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
18.图1是本发明中方法步骤示意图。
19.图2是本发明中装置的连接关系示意图。
20.图中：1-处理模块；2-随风机构；3-投放装置；4-风速传感器；5-随风板；6-滑动变阻器；7-投放开口板。
具体实施方式
21.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.如图1-2所示，在第一个实施例中，本发明公开了一种无人机海上救援方法，包括如下步骤：s1、获取救援任务，规划救援路线；调控平台获取救援区域，调控平台将救援区域划分为任务区域，将任务区域下发给一个或多个无人机。调控平台获取救援区域a，将救援区域分为若干任务区域a1、a2、
…
ai，划分依据包括险情程度、险情概率、搜救难度，从而实现根据救援区域的特点进行针对性的救援安排。调控平台下发任务区域的时候同时下发救援任务信息，救援任务信息包括救援任务和救援物资信息，救援物资信息包括物资信息和救援方式信息。调控平台根据划分好的任务区域构建救援任务信息，为不同的险情程度提
供不同的救援物资信息，为不同负载能力和不同续航能力的无人机分配不同的区域，最后将划分好的任务区域和救援任务信息下发到不同功能、不同能力的无人机中。从而结合救援区域和无人机特点进行针对性的救援安排，提高搜救效率。
23.在使用时，将救援区域根据险情程度进行一次划分，对一次划分结果进行险情概率和搜救难度进行评级，对救援难度大或险情概率高的地区指派续航能力和负载能力高的无人机进行搜救。
24.s2、实时识别救援路径并根据环境条件调节救援路径；实时检测环境信息并根据环境信息进行建模，建模后识别模型中救援路径，根据建模预测救援任务的偏移水平，根据偏移水平修正偏移任务。在使用时，无人机将任务区域的环境情况进行检测并上传环境条件信息到调控平台中，调控平台对环境条件信息进行相关性计算，将与影响险情相关性高的环境条件信息构建为影响因素库，以影响因素库为影响因素进行训练，将训练值作为救援路径计算中的权重值，进而得到基于环境条件信息变化的实时仿真优化出来的救援路径，进而提高自主搜救效率。
25.在使用时，根据海面的风力风向及水流方向改变搜救的救援路径，因为救援目标在海中处于漂流状态，所以往往会受到风力风向造成的海浪、海中水流方向影响从而改变位置，故其移动轨迹也受到环境信息影响，通过环境信息计算出偏移量来矫正无人机的救援路径，减少无用搜救，进一步提高无人机救援效率。
26.s3、识别救援目标并根据目标条件改变救援物资投放方法；根据传感器检测识别目标的特征信息，识别救援目标处的环境信息，根据救援目标处的环境信息改变救援物资投放方法。根据无人机携带的传感器检测识别目标的特征信息，根据特征信息判断是否为救援目标，提高救援目标的准确性，特征信息包括体征信息、声波信息、图像识别信息，并对救援目标处的环境信息进行采集，将环境信息中影响救援物资投放的环境信息构建为第二影响因素库，根据第二影响因素库调节救援物资投放方式。超低空安全检测，检测救援目标附近的生物信息，识别生物信息并判断超低空安全，在超低空安全存在隐患时进行假动作救援。检测救援目标处的海鸟和飞鱼等会造成救援物资丢失的生物信息，对其动作进行预判并根据无人机自身速度与环境信息判断救援物资是否能投放到救援目标处。
27.在使用时，对影响物资投放的因素进行采集并进行计算调整物资投放方式，从而确保物资投放高效准确，其中影响因素包括风力风向信息、水流方向水流速度信息等信息，物资投放方式包括不同角度投放物资、不同推力发射物资等方式；假动作救援包括使无人机作出机动动作后投放救援物资避免救援目标上空的飞鸟飞鱼等生物动作干扰救援，并考虑到救援目标收到水流影响，根据其移动速度、救援物资投放速度、自身飞行速度、风力风向计算物资投放点，进一步确保海上物资投放准确性。
28.一种无人机海上救援装置，包括随风机构2，随风机构2连接有投放装置3，随风机构2连接有处理模块1。随风机构用于检测风力风速信息，能够根据风力风速信息调节救援物资的投放方式，能够提高救援物资的投放效果，缩短救援目标的求救时间。随风机构2包括风速传感器4，风速传感器4与处理模块1连接，处理模块1连接有速度传感器；风速传感器4连接有随风板5，随风板5连接有随风板转轴，随风板转轴连接有拉绳，拉绳连接有滑动变阻器6，滑动变阻器6连接有电弹簧，电弹簧连接有投放开口板7。风速传感器位于随风板底部端面上，随风板位于无人机下侧，风速传感器用于检测无人机下侧的风速，速度传感器位
于无人机内部，速度传感器用于检测无人机的飞行速度，处理模块包括处理芯片，处理模块用于计算环境中的风速，对风速传感器检测到的风速信息通过速度传感器检测到的速度信息进行修正，从而得到实际的风速，处理模块能够根据实际风速和无人机自身风速对物资投放的投放力度进行调节，使得投放物资有足够的初速度达到待救援目标处；随风板用于检测风向，根据风向自适应的调节投放开口板的朝向，从而根据实际风速和风向控制救援物资的空中投放点。能够自适应的调节投放救援物资的位置与方向，进一步提高了救援物资投放的便利性与准确性。
29.在使用时，风速传感器检测风速信号，随风板跟随风向转动，随风板通过随风板转轴转动，随风板转轴转动拉动拉绳带动滑动变阻器改变阻值，滑动变阻器阻值改变电弹簧得到的电流大小变化，电弹簧电流大小变化使得其长度变化，电弹簧长度变化拉动投放开口板移动，投放开口板两侧末端中一侧与无人机转动连接、一侧与电弹簧固定连接，使得投放开口板与无人机的角度可自适应变化。
30.一种无人机，包括探测模块，探测模块连接有物资投放部，物资投放部设有投放舱，投放舱侧面设有开口。探测模块包括传感器模组，传感器模组用于检测环境信息和无人机信息；传感器模组连接有记录模块，记录模块用于对救援任务及搜救过程进行记录；记录模块连接有上传模块。能够实时探测记录并上传搜救过程。
31.在使用时，无人机获得搜救任务后，根据优化线路进行搜救，途中使用探测模块进行探测，在对待救援目标完成识别后进行投放救援物资，传感器模组包括温度传感器、速度传感器、距离传感器等，记录模块包括存储芯片，存储芯片用于存储传感器模组检测到的信息；上传模块包括信号发射电路，用于发射无线信号，将传感器模组的数据进行上传。
32.一种船舶，设有无人机发射舱，无人机发射舱内设有多种无人机，所有无人机与调控平台连接并受到调控平台控制。
33.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：

1.一种无人机海上救援方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、获取救援任务，规划救援路线；s2、实时识别救援路径并根据环境条件调节救援路径；s3、识别救援目标并根据目标条件改变救援物资投放方法。2.根据权利要求1所述的一种无人机海上救援方法，其特征在于，s1中包括，调控平台获取救援区域，调控平台将救援区域划分为任务区域，将任务区域下发给一个或多个无人机。3.根据权利要求2所述的一种无人机海上救援方法，其特征在于，调控平台下发任务区域的同时下发救援任务信息，救援任务信息包括救援任务和救援物资信息，救援物资信息包括物资信息和救援方式信息。4.根据权利要求2所述的一种无人机海上救援方法，其特征在于，s2中包括，实时检测环境信息并根据环境信息进行建模，根据建模预测救援任务的偏移水平，根据偏移水平修正偏移任务。5.根据权利要求4所述的一种无人机海上救援方法，其特征在于，s3中识别救援目标包括根据传感器检测识别目标的特征信息，识别救援目标处的环境信息，根据救援目标处的环境信息改变救援物资投放方法。6.根据权利要求5所述的一种无人机海上救援方法，其特征在于，s3中还包括超低空安全检测，检测救援目标附近的生物信息，识别生物信息并判断超低空安全，在超低空安全存在隐患时进行假动作救援。7.一种无人机海上救援装置，适用于如权利要求1至5任一项所述的一种无人机救援方法，其特征在于，包括随风机构，随风机构连接有投放装置，随风机构连接有处理模块。8.根据权利要求7所述的一种无人机海上救援装置，其特征在于，随风机构包括风速传感器，风速传感器与处理模块连接，处理模块连接有速度传感器；风速传感器连接有随风板，随风板连接有随风板转轴，随风板转轴连接有拉绳，拉绳连接有滑动变阻器，滑动变阻器连接有电弹簧，电弹簧连接有投放开口板。9.一种无人机，设置有权利7至8任一项所述的一种无人机海上救援装置，其特征在于，包括探测模块，探测模块连接有物资投放部，物资投放部设有投放舱，投放舱侧面设有开口。10.一种船舶，设置有权利要求9所述的一种无人机，其特征在于，设有无人机发射舱。

技术总结

本发明公开了一种无人机海上救援方法、装置、无人机及船舶，包括如下步骤：S1、获取救援任务，规划救援路线；S2、实时识别救援路径并根据环境条件调节救援路径；S3、识别救援目标并根据目标条件改变救援物资投放方法；能够通过救援任务自适应的进行路径规划，通过优化救援路径实现提高救援效率，通过救援过程中影响因素的监测对救援路径实时调节，进一步优化救援路径，减少无用搜救，进而提高救援效率；通过对救援目标处的环境识别实现来对救援物资的投放方式进行调整，确保投放准确，能够自适应的根据救援目标处风速风向改变物资投放时的投放条件，从而提高物资投放的准确性高效性。从而提高物资投放的准确性高效性。从而提高物资投放的准确性高效性。