一種基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及四旋翼飛行器技術(shù)，無線通信技術(shù)，屬于火災(zāi)救助技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代大城市的失火事件頻繁發(fā)生，城市的建筑防火系統(tǒng)并不完善，而且房屋裝修使用的木質(zhì)材料較多，一旦房屋失火，火勢容易迅速蔓延，房屋隨時(shí)都有倒塌的可能。到現(xiàn)場救火的消防人員面臨生命危險(xiǎn)；在不清楚火災(zāi)現(xiàn)場的詳細(xì)情況下，很那進(jìn)行快速的消防部署救援工作。
[0003]目前的消防救火工作主要通過消防人員到失火現(xiàn)場進(jìn)行搜救被困人員，同時(shí)從樓外進(jìn)行高壓水槍滅火。這樣有些比較危險(xiǎn)的地方也要消防人員親身進(jìn)去搜索，危險(xiǎn)性很高，常常出現(xiàn)消防人員殉職的情況。通過四旋翼飛行器可以協(xié)助消防人員到失火現(xiàn)場進(jìn)行搜救，降低了消防人員工作的危險(xiǎn)程度。
[0004]四旋翼飛行器體積較小，姿態(tài)可控性高，容易操控，容易到達(dá)一些環(huán)境惡劣的場所進(jìn)行探測。只要操控人員的技術(shù)嫻熟，四旋翼飛行器可以在較小的區(qū)域飛行。四旋翼飛行器可把一些現(xiàn)場情況通過視頻采集后傳出，接收端根據(jù)四旋翼飛行器搜探到的情況進(jìn)行救援工作指揮，就可以大大降低消防人員的工作危險(xiǎn)程度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型目的是為了輔助消防人員在火災(zāi)現(xiàn)場搜查被困人員，減小消防人員的工作危險(xiǎn)程度。
[0006]一種基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)，包括四旋翼飛行器以及設(shè)置在四旋翼飛行器上的溫度傳感器(I )、攝像頭(2)、接近開關(guān)(3)、語音采集器(4)、音頻播放器(5)、無線通信單元(6)、超聲波傳感器(7)、GPS定位器(8)、氣壓計(jì)(9)、陀螺儀
(10)、加速度傳感器(11)、微處理器單元(12);
[0007]溫度傳感器(I )、接近開關(guān)(3 )、語音采集器(4 )、音頻播放器(5 )、超聲波傳感器(7 )、GPS定位器(8 )、氣壓計(jì)(9 )、陀螺儀(10)、加速度傳感器(11)分別與微處理器單元(12)連接；攝像頭(2 )、微處理器單元(12)分別與無線通信單元(6 )連接；
[0008]攝像頭(2 )設(shè)置在四旋翼飛行器的正下方，四旋翼飛行器的四個(gè)軸最外端裝有溫度傳感器(I )，采集機(jī)體周圍溫度情況，兩個(gè)語音采集器(4 )分別裝在兩個(gè)相對的四旋翼飛行器軸上。
[0009]所述四旋翼飛行器使用耐高溫材料，安裝輕質(zhì)金屬旋翼，四個(gè)旋翼外罩輕質(zhì)金屬網(wǎng)保護(hù)四旋翼飛行器。
[0010]所述無線通信單元(6)采用NRF24L01進(jìn)行無線通信。
[0011]所述微處理器單元(12)采用S TM 3 2 f 4處理器。
[0012]所述超聲波傳感器(7 )和接近開關(guān)(3)探測現(xiàn)場障礙物和機(jī)體的距離，使飛行器自動繞開障礙物飛行。
[0013]所述四旋翼飛行器包括自主控制飛行和無線遙感飛行兩種模式。
[0014]本實(shí)用新型通過無線通信單元把攝像頭拍攝的視頻和傳感器采集后并處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線通信單元的接收端，通過陀螺儀和加速度傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)解算。通過超聲波傳感器和接近開關(guān)來探測現(xiàn)場障礙物和機(jī)體的距離，經(jīng)過PID算法控制飛行器自動繞開障礙物飛行。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型包括以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0016]本實(shí)用新型為輔助火災(zāi)救助工作而設(shè)計(jì)，它將語音采集器，攝像頭，無線通信單元集成于飛機(jī)載體上，當(dāng)有火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，可以通過無線遙感的方式將飛行器送入火災(zāi)事故現(xiàn)場，四旋翼飛行器自身可通過接近開關(guān)和超聲波傳感器自動繞開障礙物前行，同時(shí)具有人工操控和自主飛行兩種模式；語音采集器可分析出現(xiàn)場有呼救的被困人員，音頻播放器可以向現(xiàn)場播放錄制好的音頻來提示被困者；攝像頭可通過無線通信單元傳出火災(zāi)現(xiàn)場的視頻情況，GPS定位器和氣壓計(jì)可以采集數(shù)據(jù)分析出飛行器的具體位置信息，為火災(zāi)救助工作提供有力援助。本實(shí)用新型積聚了四旋翼飛行器的靈活可控性能和視頻傳輸功能，大大降低了火災(zāi)救助的危險(xiǎn)性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型所述基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)的原理框圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型所述基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)的電連接關(guān)系圖。
[0019]圖3是四旋翼飛行器的框架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是四旋翼飛行器安裝圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型包括四旋翼飛行器載體，溫度傳感器，攝像頭，語音采集器，音頻播放器，無線通信單元，超聲波傳感器，GPS定位器，氣壓計(jì)，接近開關(guān)、微處理器。
[0023]各單元的電連接關(guān)系如圖2所示，溫度傳感器I，語音采集器4，GPS定位器8，氣壓計(jì)9，超聲波傳感器7，接近開關(guān)3分別和微處理器STM32的I/O 口連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，微處理器12和攝像頭2連接到無線傳輸單元6 (NRF24L01)上，和接收端進(jìn)行無線通訊。
[0024]如圖3和圖4所示，攝像頭2設(shè)置在四旋翼飛行器載體的正下方，溫度傳感器I設(shè)置在四個(gè)軸最外端，兩個(gè)語音采集器4分別裝在兩個(gè)相對的先旋翼飛行器軸上，四個(gè)旋翼外罩輕質(zhì)金屬網(wǎng)保護(hù)四旋翼飛行器。
[0025]四旋翼飛行器機(jī)載GPS定位器8和氣壓計(jì)9，可計(jì)算出飛行器的機(jī)體位置，便于接收端確認(rèn)飛行器的大致位置。通過對陀螺儀10和加速度傳感器11采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)解算，使四旋翼飛行器平穩(wěn)飛行并作出各種姿態(tài)，接近開關(guān)3和超聲波傳感器7用來檢測周圍的障礙物，通過微處理器控制飛行器自動繞開障礙物飛行，四旋翼飛行器有自主控制飛行和無線遙感飛行兩種模式。音頻播放器5可播放存儲的音頻信號，給被困者提示信息。
[0026]理應(yīng)注意的是，本實(shí)用新型中需軟件編程的部分均已固化于硬件可編程器件中，用戶可直接使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)，其特征在于:包括四旋翼飛行器以及設(shè)置在四旋翼飛行器上的溫度傳感器(I )、攝像頭(2 )、接近開關(guān)(3 )、語音采集器(4 )、音頻播放器(5 )、無線通信單元(6 )、超聲波傳感器(7 )、GPS定位器(8 )、氣壓計(jì)(9)、陀螺儀(10)、加速度傳感器(11)、微處理器單元(12); 溫度傳感器(I )、接近開關(guān)(3 )、語音采集器(4 )、音頻播放器(5 )、超聲波傳感器(7 )、GPS定位器(8 )、氣壓計(jì)(9 )、陀螺儀(10)、加速度傳感器(11)分別與微處理器單元(12)連接；攝像頭(2 )、微處理器單元(12)分別與無線通信單元(6 )連接； 攝像頭(2 )設(shè)置在四旋翼飛行器的正下方，四旋翼飛行器的四個(gè)軸最外端裝有溫度傳感器(I )，采集機(jī)體周圍溫度情況，兩個(gè)語音采集器(4 )分別裝在兩個(gè)相對的四旋翼飛行器軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)，其特征在于:所述四旋翼飛行器使用耐高溫材料，安裝輕質(zhì)金屬旋翼，四個(gè)旋翼外罩輕質(zhì)金屬網(wǎng)保護(hù)四旋翼飛行器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)，其特征在于:所述無線通信單元(6)采用NRF24L01進(jìn)行無線通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器單元(12)采用S TM 3 2 f 4處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲波傳感器(7 )和接近開關(guān)(3)探測現(xiàn)場障礙物和機(jī)體的距離，使飛行器自動繞開障礙物飛行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)，其特征在于:所述四旋翼飛行器包括自主控制飛行和無線遙感飛行兩種模式。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)，四旋翼飛行器機(jī)體搭載了語音采集器，攝像頭，音頻播放器，無線通信單元，超聲波傳感器，GPS定位器，氣壓計(jì)，溫度傳感器。通過無線通信單元發(fā)送系統(tǒng)采集并處理后的數(shù)據(jù)以及攝像頭采集到的視頻，無線通信的接收端接收到數(shù)據(jù)后可分析出四旋翼飛行器所在火災(zāi)現(xiàn)場的情況已經(jīng)被困人員的位置信息。本實(shí)用新型的四旋翼飛行器可通過無線遙控飛行或自動控制飛行。本實(shí)用新型能協(xié)同消防人員進(jìn)行火災(zāi)現(xiàn)場援救工作。
【IPC分類】B64D47-08, B64D47-00
【公開號】CN204415739
【申請?zhí)枴緾N201520046674
【發(fā)明人】孟凱濤, 羅際煒, 王福民, 陳小橋
【申請人】武漢大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年1月23日