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专利号: 2022102276190
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 船舶或其他水上船只;与船有关的设备
更新日期:2025-04-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.水下救生机器人,其特征在于,包括主体(101)、人体支撑座(105)、救生带(103)和救生鱼(102),救生带(103)的前端与救生鱼(102)连接;

主体(101)内设有控制器以及与控制器连接的第一无线通讯模块、GPS模块,主体的头部设有摄像头(104),摄像头(104)经数据线与控制器连接;

主体(101)上设有用于提供水中上升下降动力的第一涡轮机(106),主体(101)的尾部设有用于提供水中前进、后退以及转向动力的第二涡轮机(107),第一涡轮机(106)、第二涡轮机(107)的控制端分别与控制器连接;

救生带(103)的末端与人体支撑座(105)的一侧连接;

人体支撑座(105)的另一侧设有用于抓持固定救生带前端的机械爪(111),机械爪控制单元与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的水下救生机器人,其特征在于,救生鱼(102)包括仿鱼体(1021)、和设置在仿鱼体尾部的螺旋桨推进器(1022),救生鱼尾部设有用于连接并拖曳救生带的牵引部(1023);

仿鱼体(1021)内设有微处理器以及与其连接的第二无线通讯模块,螺旋桨推进器(1022)的驱动电机的控制端与微处理器的控制信号输出端连接;

螺旋桨推进器(1022)的纵轴与舵机(1024)的输出轴连接,舵机(1024)的控制端与微处理器的控制信号输出端连接;

在舵机的驱动下,通过调节螺旋桨推进器的螺旋桨的轴线与仿鱼体中心线的角度以控制救生鱼的行进方向。

3.根据权利要求2所述的水下救生机器人,其特征在于,水下救生机器人(100)还包括与其控制器连接的第一地磁传感器。

4.根据权利要求3所述的水下救生机器人,其特征在于,人体支撑座(105)与救生带连接侧设有用于收纳救生带和救生鱼的收纳室(109)。

5.根据权利要求4所述的水下救生机器人,其特征在于,救生带(103)为中空的气密性带状结构,救生带(103)的充气端经电磁阀与高压气罐(108)连接,电磁阀的控制端与控制器的控制信号输出端连接。

6.根据权利要求5所述的水下救生机器人,其特征在于,救生鱼(102)还包括与微处理器电性连接的第二地磁传感器。

7.如权利要求2‑6任意一项所述的水下救生机器人的溺水人员救援方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)对水中人体进行溺水检测,检测到人体溺水现象时,确定溺水人员的位置,执行步骤

2),否则重复执行步骤1);

2)根据溺水人员的位置,在救援地点投放水下救生机器人;

3)控制水下救生机器人在水中行驶到溺水人员位置,采集所在位置人员的图像,并判断确认是否为救援目标;

4)控制水下救生机器人,使水下救生机器人的人体支撑座对准溺水人员的背部;

5)控制救生鱼牵引救生带对溺水人员躯体进行环绕;

6)控制水下救生机器人驶向水面,使溺水人员头部露出水面。

8.基于水中人体图像的人体溺水检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:拍摄得到水中人体的图像;

步骤2:利用YOLOv5s模型对图像进行人体目标检测,得到人体定位框;

步骤3:采用Alphapose模型识别人体定位框中的人体姿态,得到骨骼关键点并确定其坐标;

步骤4:根据人体骨骼关键点坐标,计算得到人体体态特征;

步骤5:根据人体体态特征判断是否溺水,若出现溺水,判断溺水时间长短,并发出警报。