无人机搜寻救援系统及其方法与流程

本发明涉及一种无人机(unmannedaerialvehicle,uav)技术，特别是指一种无人机搜寻救援系统及其方法。

背景技术：

随着科技发展，无人机已从娱乐的遥控飞机进展到可以进行空中摄影的空拍机，除此之外，无人机的更进一步应用似乎没有长足的进展。

既知的印象中，海难及山难等救援，气候因素常左右救援的成功与否，例如气象不佳时，不但搜救的船舰、直升机及人员无法出动，而且恶劣的海象及山区浓雾反而会危及搜救人员的生命安全。此外，因为气候问题，使得救援行动因此耽搁或延迟，而错失了最佳的黄金救援时机。

另一方面，待援者的位置亦是救援行动中重要的因素。常见落水者受海流或水流影响而飘移到离落水地点极远的地方，山难待援者因无携带可定位的装置，或即便有行动通讯设备，但因山中信号不佳等因素，这些都会增加救援的难度。

因此，本发明提出一种无人机搜寻救援系统及其方法，避免人力搜索的危险性，又比人力搜索更有效率，可有效解决上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的主要目的在提供一种无人机搜寻救援系统及其方法，其将卫星定位及信号发射整合于一定位装置中，形成一微型的位置信号发射器并穿戴或配戴于用户的身上，当用户遇难时该定位装置会发送坐标位置的信息给主机，让主机派遣无人机前往搜救。

本发明的另一个目的在提供一种无人机搜寻救援系统及其方法，其利用无人机撷取影像的功能进行搜救，并将现场的影像画面实时传送给主机，由主机判断画面中是否有该名求救的用户，并送出控制信号给无人机以修正飞行路线，提升救援的效率。

本发明的第三个目的在于提供一种无人机搜寻救援系统及其方法，其在无人机上设置多个广角镜头，以取得大范围的环景影像，以利于主机端快速搜寻目标用户。

为达到上述目的，本发明提供一种无人机搜寻救援系统，包括：至少一定位装置、至少一无人机及一主机，其中，定位装置设于至少一用户身上，包括：一卫星定位模块，接收一卫星信号得到该用户的坐标位置；以及一信号发射模块，将该定位装置的一识别码及该坐标位置传送出去；无人机持续撷取多个影像画面并通过无线网络实时传送出去；主机接收这些影像画面，判断这些影像画面中是否包含具有该定位装置的该用户，并送出至少一控制信号给该无人机，以控制该无人机修正飞行路线。

如上述无人机救援系统，其中，该定位装置将该识别码及该坐标位置传送至一基地台后，该基地台再将该识别码及该坐标位置转送给该主机。

如上述无人机救援系统，其中，信号发射模块为一低频发报机，使用lora、nbiot或sigfox等低功耗长距离传输技术，该识别码为一调频识别码。

如上述无人机救援系统，其中，该定位装置设于衣物或饰品上，被该用户穿戴。

如上述无人机救援系统，该定位装置中还包括一侦测模块，当其接触到水并判断是落水意外时，触发该信号发射模块持续发射该识别码及该坐标位置。此外，该信号发射模块亦可由该用户手动启动，持续发射该识别码及该坐标位置。

如上述无人机救援系统，其中，该定位装置中包括一电池模块，提供该卫星定位模块、该信号发射模块及该侦测模块所需的电力。

如上述无人机救援系统，其中，该无人机中包括一影像撷取模块、一信号传输模块及一处理模块，该影像撷取模块用以撷取这些影像画面，该信号传输模块用以通过无线网络将这些影像画面传送至该主机，并接收该主机送出的该控制信号，该处理模块依据该控制信号修正该无人机的飞行路线。无人机的该信号传输模块采用wifi无线通信技术。

如上述无人机救援系统，其中，该无人机还包括一红外线热像仪，检测该红外线热像仪的感应范围内是否有生命迹象存在。

如上述无人机救援系统，其中，该定位装置上还包括一发光模块，于该信号发射模块被启动时同时触发该发光模块发光。

如上述无人机救援系统，其中，该影像撷取模块包括多个广角镜头，排列后使这些广角镜头所撷取的这些影像画面可组成环景影像，并通过该处理模块中所安装的一图像处理软件进行拼接重组。

本发明还提供一种无人机搜寻救援方法，包括下列步骤：于一用户身上设置一定位装置，该定位装置中的一卫星定位模块接收一卫星信号得到该用户的坐标位置；当该定位装置中的一信号发射模块被启动时，该信号发射模块将该定位装置的一识别码及该坐标位置传送给一主机；该主机将该坐标位置传送给至少一无人机，使该无人机飞行至该坐标位置，持续撷取该坐标位置的多个影像画面，并通过无线网络实时传送到该主机；以及该主机接收这些影像画面后，判断这些影像画面中是否包含具有该定位装置的该用户，并送出至少一控制信号给该无人机，以控制该无人机修正飞行路线，直到找到该用户。

附图说明

图1为本发明的无人机搜寻救援系统的一实施例的方块图。

图2为本发明的无人机搜寻救援系统的另一实施例的方块图。

图3为本发明的无人机搜寻救援方法的流程图。

附图标记

10定位装置

102卫星定位模块

104信号发射模块

106侦测模块

108电池模块

109发光模块

12主机

14无人机

142影像撷取模块

144信号传输模块

146处理模块

148红外线热像仪

16基地台

具体实施方式

本发明提供一种无人机搜寻救援系统及其方法，利用无人机能克服各种地形障碍及气候限制的特性，使其快速前进至第一线进行侦搜并传回第一手的现场状况，使搜救人员可以更效率的进行搜救工作并降低人身的危害。另外，本发明可多台无人机同时进行搜救并通过wifi网络互相支持，以增加搜索范围及搜救速度，提高待救援者的生存机会。

请参考图1，其为本发明的无人机搜寻救援系统的一实施例的方块图，包括至少一定位装置10、一主机12及至少一无人机14，其中定位装置10设于至少一用户身上，例如设于衣物或饰品上，被用户穿戴以利于实时发出求救信息，定位装置10包括一卫星定位模块102及一信号发射模块104，卫星定位模块102接收一卫星信号，得到用户的坐标位置，信号发射模块104则用以将定位装置10的一识别码及卫星定位模块102所取得的坐标位置传送给主机12；无人机14包括一影像撷取模块142、一信号传输模块144及一处理模块146，影像撷取模块142用以持续撷取搜救地点的多个影像画面，并利用信号传输模块144通过无线网络实时回传给主机12，此信号传输模块144采用802.11ac的通讯协议或wifi无线通信技术，提供宽带实时影像传输功能；主机12接收影像画面后，判断影像画面中是否包含具有定位装置10的用户，并送出至少一控制信号给无人机14，由无人机14中的处理模块146对控制信号进行处理，以控制无人机14修正飞行路线。本发明中，主机12可为一搜救指挥中心或救难单位。

信号发射模块104为一低频发报机，使用lora、nbiot或sigfox等低功耗长距离传输技术，识别码则为一调频识别码。

定位装置10，举例而言可设在救生衣上，若意外落海时可立即发出包含定位装置10识别码及卫星定位坐标的求救信号给主机12；此外，定位装置10亦可嵌入在入山证中，例如手环式入山证，当发生山难或迷路时发出包含定位装置10识别码及卫星定位坐标的求救信号给主机12。

特别的是，无人机14上所设置的影像撷取模块142包括多个广角镜头，排列后使多个广角镜头所撷取的影像画面可组成环景影像，并通过处理模块146中所安装的一图像处理软件进行拼接重组，若广角镜头为高分辨率的数字变焦光学镜头，还可避免飞行中因高速位移造成的追焦及对焦困难等问题，确保影像清晰，而利用多镜头取代单一鱼眼镜头，还可避免影像扭曲变形失真。而图像处理软件将各镜头拍摄的同一时间点的画面进行重组，过滤重叠部分，同时消弥画面衔接处的接缝，拼接缝合成单一幅大型环景影像。

图2为本发明的无人机搜寻救援系统的另一个实施例的方块图。定位装置10将识别码及坐标位置传送至一基地台16后，基地台16再将识别码及坐标位置转送给主机12；定位装置10还包括一侦测模块106及一电池模块108，由于本发明中信号发射模块104送出包含定位装置10识别码及坐标位置的求救信号的方式可分为自动及手动两种，因此用户除了可手动启动信号发射模块104，持续发射识别码及坐标位置之外，亦可设定为自动启动，例如当侦测模块106接触到水并判断是落水意外时，可触发信号发射模块104自动且持续发射识别码及坐标位置，如此一来，即便用户落水后昏迷或无力启动信号发射模块104，仍可通过侦测模块106进行感测，并自动启动信号发射模块104，提高用户遇难时的生存机会。

定位装置10中的电池模块108提供了定位装置10中各模块所需的电力，其为锌燃料电池，通过空气中的氧进入电池中，在正极上发生化学反应，在反应过程中氧气会被消耗，所以必须不断地从外部空气中取得氧气；而氧气却是自然界唾手可得的一种物质，所以在能源的成本上是非常便宜实用。另一部分反应的物质是金属锌，其参与电池中的负极化学反应。在反应过程中金属锌会氧化成氧化锌，并沉淀在电解液中(双氧水、海水等)。只需收集反应后的氧化锌，并将氧化锌电解还原成锌，便可再生利用，实为一种高效能电池，而由于空气必须能不间断地进入到阴极，因此在阴极壳体上开有小孔以便氧气源源不断地进入，才能使电池产生化学反应，故若用户落水后，定位装置10的侦测模块106可通过判断电池模块108进水，触发信号发射模块104启动，并自动开始持续发送包含定位装置10识别码及坐标位置的求救信号。因此在海上救难使用锌燃料电池，可增加便利性，同时延长电力使用时间，增加获救的机率。

在定位装置10上还可设有至少一发光模块109，于信号发射模块104被启动时同时触发发光模块109发光，以增加在无人机所撷取的影像画面中的醒目程度，提高被搜寻到的机会。

图2的实施例中，无人机14上还设有一红外线热像仪148，用以检测在红外线热像仪148的感应范围内是否有生命迹象存在。

图3为本发明的无人机搜寻救援方法的流程图。首先步骤s10中，于用户身上设置一定位装置，此定位装置中的卫星定位模块用以接收一卫星信号、得到该用户的坐标位置；步骤s12中，当用户发生落水、山难等需要救援的情况时，定位装置中的一信号发射模块被手动或自动启动，将定位装置的识别码及坐标位置传送给主机；接着步骤s14中，主机依据识别码得知是哪一个定位装置发送的求救信息，并进一步得知用户是谁，并将该坐标位置传送给至少一无人机，使无人机飞行至该坐标位置，持续撷取该坐标位置的影像画面，并通过无线网络实时传送到主机；步骤s16，主机接收影像画面后，判断影像画面中是否包含具有定位装置的用户，由于同时主机还持续接收到定位装置所送出的坐标位置，因此若发现用户的坐标已经飘移，便需送出至少一控制信号给无人机，以控制无人机修正飞行路线，直到找到该用户。

更进一步而言，若主机端在影像画面中发现用户的踪影时，会远程启动无人机上的红外线热像仪，进一步检视该用户的生命迹象，并将此生命迹象的信息连同最新的坐标位置一并传给救难人员，以利救难人员抵达正确的位置救起用户。同时，无人机还可持续在现场空中盘旋，将实时影像传回给主机，以供搜救指挥官掌握最新的行动进展。

举例而言，本发明若应用于海上搜救，则定位装置为整合于救生衣内，由于强制规定所有从事水上活动的游客必须穿着，同时所有渡轮及水上交通工具亦需准备足够数量的救生背心供所有旅客于紧急时使用，因此万一有人发生落水意外时，定位装置中的信号发射模块可以手动或自动方式启动，将包含落水者的坐标位置及定位装置的识别码的求救信号送出；基地台收到求救信号之后，立即将坐标位置转传至搜救指挥中心或救难单位的主机，主机立即派出无人机赶往事发地点，无人机抵达坐标位置后，以摄影机搜索海面，并将影像实时回传至搜救中心，而定位装置的信号发射模块持续发出坐标位置的信号，让主机得以追踪落水者的漂流轨迹，以送出控制信号修正无人机的飞行路线；当主机发现落水者的踪影时，启动无人机上所搭载的红外线热像仪，进一步检视落水者的生命迹象，并将落水者的坐标位置及生命迹象传至搜救舰艇，让搜救舰艇赶往现场救起落水者。无人机可持续在现场空中盘旋，将实时影像回传至搜救中心，供搜救指挥官掌握最新行动进展。

另举例而言，若本发明应用于山区搜救，可将定位装置整合成手环式入山证，强制规定所有登山客于入山后必须随身穿戴，万一发生意外时，求救者可自行启动信号发射模块，将坐标位置的信号送出；基地台收到求救信号之后，立即将坐标位置转传至搜救指挥中心或救难单位的主机，主机立即派出无人机赶往事发地点，无人机抵达坐标位置后，以摄影机搜索山区，并将影像实时回传至搜救中心，而定位装置的信号发射模块持续发出坐标位置的信号，让主机得以掌握求救者是否已丧失行动能力，以送出控制信号修正无人机的飞行路线；当主机发现求救者的踪影时，启动无人机上所搭载的红外线热像仪，进一步检视求救者的生命迹象，并将求救者的坐标位置及生命迹象传至搜救人员，让搜救人员赶往现场救起求救者。无人机可持续在现场空中盘旋，将实时影像回传至搜救中心，供搜救指挥官掌握最新行动进展。

综上所述，本发明提供一种无人机搜寻救援系统及其方法，其将卫星定位及信号发射整合于一定位装置中，形成微型的位置信号发射器并穿戴或配戴于用户的身上，当用户遇难时，可手动或自动让定位装置持续发送坐标位置的信息给救难单位的主机，即使用户的位置改变(例如被海水冲走)仍可让主机掌握到最新的位置，而通过无人机的机动性及拍摄影像的功能，不但可将现场的影像画面实时传送给主机，由主机判断画面中是否有该名求救的用户，并送出控制信号给无人机以修正飞行路线，同时可在现场实时联机将搜救的影像传给主机，以供搜救指挥官掌握最新的搜救进度，更可多台无人机同时进行搜索，提升救援的效率。

以上所述，仅为本发明的较佳的实施例，并非用来限定本发明的权利范围。本领域技术人员在本发明的权利保护范围内对本发明所做的各种修改和等同替换，均应视为落在本发明的保护范围内。