技术领域本发明涉及了一种监控系统和方法，特别涉及了一种基于飞行器网络的交通事故应急救援监控系统和方法。
背景技术：
交通事故，作为一种现代化的公路运输基础设施，其产生和发展是国民经济发展的必然结果，将极大地推动沿线区域经济的腾飞。1988年沪嘉交通事故的建成通车实现了中国大陆交通事故零的突破，到2014年底，中国交通事故通车总里程达到11.2万公里，超过美国居于世界第一。随着交通事故的迅速发展，人们在享用其带来的现代交通运输的快捷、高效的同时，也发生了大量的事故，造成了重大生命财产损失。据我国卫生部门资料，在1000例事故伤者当中，只有14.3％乘救护车到达医院；法国相关部门统计，对事故重伤者，在30分钟内获救，其生存率为80％，在90分钟内获救，其生存率仅为10％以下。这意味着在30分钟内得到及时有效的急救能够挽救大部分伤员的生命。时间是交通事故事故应急救援的关键，提高事故现场处置速度和效率尤为重要。第一时间了解车祸现场的信息对于交通事故事故应急救援来说至关重要，现阶段只能通过人为的驾车到达车祸现场，才能实施伤者救援，拍照取证，开展应急救援工作。这种方式因为交通拥堵，车祸发生地较远或者其它突发状况等影响因素，会使得救援人员不能及时到达现场，更不能及时了解现场信息，耽误救援工作的开展。
技术实现要素：
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种基于飞行器网络的交通事故应急救援监控系统和方法，该方法将飞行器控制技术、航拍技术和网络通信技术巧妙地结合起来，从而完成对交通事故车祸现场的应急救援监控工作。本发明所要解决的问题包括如下内容：一、一种基于飞行器网络的交通事故应急救援监控方法：调度系统接到交通事故事故报警电话后，根据报警人提供的信息得到事故发生点的GPS位置，并结合初步判定的事故等级，调度系统根据事故发生点的GPS位置选派离GPS位置最近的机库中待命的飞行器出发飞到所在GPS位置的上空；飞行器通过机载的摄像头拍摄GPS位置现场的视频和图像，将视频和图像通过无线双向通信模块发送至调度系统，如果有人员受伤，并向现场投送医疗急救包，并通过扩音器向现场进行语音播报；调度系统接收现场视频和图像处理后发送到事故救援监控中心，以通过人为进行协助开展救援工作；飞行器完成工作后，调度系统控制飞行器返航返回到机库中。所述调度系统根据实际情况增派飞行器沿着GPS位置所在的事故发生路段进行巡检，并通过扩音器提醒后面的车辆减速，防止发生二次事故。本发明可按照初步判定的事故等级来选派出动飞行器的数量，规定：1)当发生轻微事故时，出动1架飞行器前往事故现场；2)当发生一般事故时，出动2架飞行器前往事故现场；3)当发生重大事故时，出动3架飞行器前往事故现场；4)当发生特大事故时，出动3架以上飞行器前往事故现场。根据《公安部关于修订道路事故等级划分标准的通知》规定，事故等级划分分为以下四类：1)轻微事故，是指一次造成轻伤1至2人，或者财产损失机动车事故不足1000元，非机动车事故不足200元的事故；2)一般事故，是指一次造成重伤1至2人，或者轻伤3人以上，或者财产损失不足3万元的事故；3)重大事故，是指一次造成死亡1至2人，或者重伤3人以上10人以下，或者财产损失3万元以上不足6万元的事故；4)特大事故，是指一次造成死亡3人以上，或者重伤11人以上，或者死亡1人，同时重伤8人以上，或者死亡2人，同时重伤5人以上，或者财产损失6万元以上的事故。所述的飞行器完成工作后，接收由调度系统发送的返航信号，返回到机库附近；再飞行器接收调度系统发送的降落信号，机库接收调度系统发送的机库打开信号，飞行器降落到机库中。所述的飞行器采用以下方式进行拍摄视频和图像：通过视频和图像进行图像处理获得事故发生点，以事故发生点为原点，先以15米至20米为半径环绕一周对现场进行全角度拍摄，航拍角度为30度；再将飞行器飞至事故发生点正上方进行俯拍，飞行高度为10米到20米，航拍角度为90度。所述的事故发生点是采用以下方式的基于特征的图像配准方法获得：(1)用上位机将飞行器采集到的现场RGB图像转换为256色位图格式(RGB指红绿蓝三色)，然后把彩色图像转换为灰度图像，转换关系是：Gray(i,j)＝0.11R(i,j)+0.59G(i,j)+0.3B(i,j)其中Gray(i,j)为转换后的灰度图像在(i,j)点的灰度值，R(i,j),G(i,j),B(i,j)分别是转换前的彩色图像在(i,j)点的红，绿，蓝的亮度；同时把彩色图像信息备份，再对灰度图用分段的灰度线性变换进行灰度拉伸，提高对比度；假设原图像灰度值为f(x,y)，其灰度范围为[a,b]，a为最小值，b为最大值，图像变换后的灰度值为g(x,y)，其灰度范围为[c,d]，c为最小值，d为最大值，所以灰度变换关系为：g(x,y)＝(c-d)[f(x,y)-a]/(b-a)+c(2)通过灰度阈值将灰度图像进行二值化，就是将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，将整个图像呈现出明显的黑白效果，得到二值化图像；(3)将二值化图像用Sobel垂直算子进行边缘检测，得到边缘图像；(4)用经验阀值法在边缘图像中对事故发生区域进行定位，具体是用两个扫描线段遍历整个边缘图像，寻找跳变次数最多的区域，该区域作为事故发生区域，以事故发生区域的中心作为事故发生点。所述现场视频和图像进行H.264编码压缩后，再根据RTP协议将视频图像数据打包后发送给调度系统，调度系统在接收到飞行器发送来的数据包后根据RTP协议解包，再对数据流进行H.264解码得到现场视频和图像，处理后进一步获得伤者信息经事故救援监控中心发送给医疗人员，进一步获得被困人员信息经事故救援监控中心发送给消防人员，以进行救援工作。二、一种基于飞行器网络的交通事故应急救援监控系统：包括以网状间隔布置在城市中的机库，机库可设置在城市道路事故多发段和车流量多的地点，每个机库内至少装载有一台飞行器；包括调度系统，调度系统向机库发送机库打开信号，调度系统向飞行器发送飞行信号、拍摄控制信号、播音控制信号和投放控制信号，飞行信号包括起飞信号、GPS位置信息、实时飞行控制信号、返航信号和降落信号，调度系统、机库和飞行器之间相互无线通信连接。所述的飞行器上装载有GPS定位模块、气压计、陀螺仪、加速度计、云台和无线双向通信模块，云台上设有摄像头、扩音器和医疗急救包，飞行器通过无线双向通信模块分别与机库和调度系统连接通信。每个所述机库装载有两个常用飞行器、一个备用飞行器和为飞行器充电的电源。机库为正方体型，除常用电源外，还有紧急备用电源。所述无线双向通信模块采用4G移动蜂窝网络。调度系统、机库和飞行器之间相互无线通信采用4G移动蜂窝网络进行通信。无线双向通信模块将所述现场视频和图像进行H.264编码压缩后，再根据RTP协议将视频图像数据打包后发送给调度系统。所述的GPS定位模块用来实现对飞行器位置的采集定位，气压计用来检测飞行器的飞行高度，陀螺仪用来检测飞行器的飞行角速度，加速度计用来检测飞行器的飞行角度，扩音器用来对交通现场群众喊话，可以临时维持现场秩序，在飞行器投放医疗急救包时，调度系统可以通过扩音器远程现场教授群众为伤者实施医疗救援。所述的飞行器含有失控保护功能，调度系统与飞行器进行通信时，飞行器会实时检测来自调度系统的信号，在一段时间内未检测到来自调度系统的信号时，飞行器会立即启动失控模式，返航。本发明采用飞行器均布形成的飞行器网络分布合理、机动性好、成本低廉等优点，能在短时间内赶往交通事故车祸发生点进行拍照取证，视频录像，甚至可携带医疗急救物品；利用4G移动蜂窝数据网路能够将车祸现场的实时数据传送给调度系统，调度系统能够快速地对信息进行处理分析并发送给相关的救援小组，对救援工作的开展会起到非常重要的作用。本发明的有益效果是：本发明实现了道路应急救援的监控，克服了传统人为救援存在的到达时间慢、救援不及时、全局情况了解不到位等问题，提供了便捷快速有效的救援工作。本发明能够接到报警电话后第一时间派遣飞行器到达事故现场进行拍照取证，可语音播报避免地面的交通拥堵和其它突发因素的干扰。如果现场有人员受伤和被困，可投放医疗急救包，对人员进行紧急医疗处理，同时将伤者和被困者的相关视频和图像分别发送出去，以便更进一步的详细救援工作。附图说明图1为本发明的系统结构示意图。图2为本发明中飞行器的结构示意图。图3为本发明的工作流程图。图中：1、飞行器，2、机库，3、调度系统，4、摄像头，5、扩音器，6、医疗急救包，7、云台。具体实施方式以下将参照附图，对本发明的优选实例进行详细的描述。应当理解，优选实例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。如图1所示，本发明采用主要由飞行器1、机库2和调度系统3组成的网络系统，机库2以网状间隔布置在城市的道路中，机库2可设置在城市道路事故多发段和车流量多的地点，每个机库2装载有两个常用飞行器1、一个备用飞行器1和为飞行器1充电的电源。机库2为正方体型，除常用电源外，还有紧急备用电源。普通情况下选派一台常用飞行器1，在现场情况复杂需要支援时，选派两台台常用飞行器1或者增加其他附近机库中的飞行器飞到现场进行工作。当常用飞行器1出现故障时，选派备用飞行器1进行工作。调度系统3作为控制中心，向机库2发送机库打开信号，调度系统3向飞行器1发送飞行信号、拍摄控制信号、播音控制信号和投放控制信号，飞行信号包括起飞信号、GPS位置信息、实时飞行控制信号、返航信号和降落信号，调度系统3、机库2和飞行器1之间采用4G移动蜂窝网络相互无线通信连接。飞行器1上装载有GPS定位模块、气压计、陀螺仪、加速度计、云台7和无线双向通信模块，云台7上设有摄像头4、扩音器5和医疗急救包6，飞行器1通过无线双向通信模块分别与机库2和调度系统3连接通信，无线双向通信模块采用4G移动蜂窝网络。无线双向通信模块将所述现场视频和图像进行H.264编码压缩后，再根据RTP协议将视频图像数据打包后发送给调度系统3。飞行器需要起飞时，机库接收调度系统发送的机库打开信号，飞行器接收由调度系统发送的起飞信号后起飞，起飞后接收调度系统发送的GPS位置信息，然后飞到地点进行工作。飞行器完成工作后，接收由调度系统发送的返航信号，返回到机库附近；再飞行器接收调度系统发送的降落信号，机库接收调度系统发送的机库打开信号，飞行器降落到机库中。本发明的具体实施过程如下：具体实施中选取某路段作为本发明具体实施例中发生事故的地点，机库2设置在某学校中，飞行器1采用大疆禅思H4-3D型号云台，飞行器1飞行控制单元采用带有GPS模块的NazaV2飞控，陀螺仪采用Enc03。1)假设某路段发生事故，调度系统3接到报警电话并得到某路段的GPS位置，调度系统3根据报警人员对事故的现场情况描述，初步将该事故定级为轻微事故，决定出动1架飞行器1，调度系统3将事故发生点的GPS位置信息和起飞信号通过无线双向通信模块发送给在机库2和飞行器1。2)机库2接到起飞信号后打开机库门，飞行器1起飞，根据调度系统3传来的GPS位置信息前往事故发生路段。3)飞行器1到达事故发生路段，开启机载摄像头4，开始录制视频或者拍摄图像，随后将视频和图像通过无线双向通信模块进行H.264编码压缩后，再根据RTP协议将视频图像数据打包后发送给调度系统3。4)假设实施例中事故现场有人员受伤，急需包扎，这时调度系统3从飞行器1拍摄的视频中了解到此信息，于是向飞行器1发送投放医疗急救包6的信号，飞行器1在接受到信号后选择合适的地点投放医疗急救包6，调度系统3通过无线双向通信模块控制飞行器1上的扩音器5向现场喊话，教授现场人员为受伤人员实施伤口包扎。医疗急救包6为长方体，大小为20cm*15cm*10cm，红色，采用EVA材质，耐压耐震，里面配置创可贴5片，消毒湿巾4片，自粘绷带1卷，医用剪刀1把，医用镊子1只，无菌伤口辅料贴2片，止血带1根，安全别针2只，碘伏棉签3支，医用手套1只，PE胶带1卷，急救指南1本。5)实施例中假设十五分钟后消防救援小组和医疗救援小组到达现场，调度系统3给飞行器1下达巡检信号，飞行器1沿着某路段以2m/s的速度匀速飞行，并用扩音器5向后方车辆喊话，提醒司机们前方发生事故，以防止发生二次事故。6)待现场情况得到救援队的有效控制后，调度系统3给飞行器1下达返航的信号，飞行器1接收信号开始返航。7)当飞行器1与机库2距离1km时，机库2打开机库门，飞行器降落到机库2中，机库2关闭，为飞行器1充电。由此，本发明将飞行器控制技术、航拍技术和网络通信技术巧妙地结合起来，利用飞行器网络分布合理、机动性好、成本低廉等优点，能在短时间内赶往交通事故车祸发生点拍照取证，视频录像，可携带医疗急救物品；利用4G移动蜂窝数据网路将车祸现场的实时数据传送给控制系统，控制系统能够快速处理信息并发送给相关的救援小组，这对救援工作的开展具有非常重要的作用。