БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ПОИСКОВЫХ И СПАСАТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ

Заявляемое техническое решение относится к авиационной технике обеспечения поисковых и спасательных работ и может быть использовано для поддержки операций поиска и спасания людей в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера и при ликвидации их последствий.
Из уровня техники известен автоматизированный беспилотный комплекс для экологического мониторинга (заявка на изобретение RU 2013110917), состоящий из малогабаритного беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, включающего силовую установку, систему автоматического управления с блоком управления бортовыми системами, систему автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем и оснащенного аппаратурой полезной нагрузки, передающей в режиме реального времени потоковую информацию, мобильного наземного пункта управления летательным аппаратом, радиотелеметрической системы двунаправленной связи летательного аппарата и его мобильного наземного пункта управления, состоящей из бортовой и наземной аппаратуры. В качестве полезной нагрузки автоматизированного беспилотного комплекса для экологического мониторинга используется цифровой фотоаппарат, цифровая видеокамера, тепловизионная камера, радиометр-дозиметр, детектор метана, газоанализатор и пылемер. Недостатком этого технического решения является существенная трудность поиска пострадавших, скрытых под слоем снега в результате схода лавин, из-за отсутствия в составе полезной нагрузки системы обнаружения сигнала сотового телефона, системы обнаружения пассивного радиочастотного маячка, системы обнаружения активного лавинного биппера, а также подповерхностного радиолокатора.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является улучшение тактико-технических и эксплуатационных характеристик беспилотного летательного аппарата для поисковых и спасательных операций за счет возможности увеличения радиуса применения и сокращения времени поиска людей в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера и ликвидации их последствий в условиях плохой видимости и за оптически непрозрачными преградами.
Решение названной технической задачи достигается тем, что беспилотный летательный аппарат для поисковых и спасательных операций содержит встроенный микропроцессор и соединенные с ним встроенные модуль определения пространственных координат и модуль связи, при этом корпус беспилотного летательного аппарата имеет разъемы, обеспечивающие возможность зарядки его аккумуляторов, и выполнен с возможностью одновременной фиксации и подключения к микропроцессору видеокамеры высокого разрешения, инфракрасной камеры ночного видения, неохлаждаемой тепловизионной камеры, аудиорегистратора направленного действия, сканирующего лидара, модуля обнаружения сигнала сотового телефона, модуля обнаружения пассивного радиочастотного маячка, модуля обнаружения активного лавинного биппера, подповерхностного радиолокатора и биорадиолокатора.
Беспилотный летательный аппарат для поисковых и спасательных операций может быть реализован по схеме мультикоптера, модуль определения пространственных координат может быть спутниковым, модуль связи может функционировать по радиоканалу, а модульные системы полезной нагрузки для многоканального мониторинга местности включают видеокамеру высокого разрешения, инфракрасную камеру ночного видения, неохлаждаемую тепловизионную камеру, аудиорегистратор направленного действия, сканирующий лидар, систему обнаружения сигнала сотового телефона, систему обнаружения пассивного радиочастотного маячка, систему обнаружения активного лавинного биппера, подповерхностный радиолокатор и биорадиолокатор.
Для обеспечения высокой точности ориентирования в пространстве модуль определения пространственных координат беспилотного летательного аппарата для поисковых и спасательных операций является спутниковым.
Для обеспечения беспроводной передачи данных многоканального мониторинга местности модуль связи беспилотного летательного аппарата для поисковых и спасательных операций, как правило, функционирует по радиоканалу.
Для улучшения эксплуатационных характеристик беспилотного летательного аппарата для поисковых и спасательных операций его корпус может быть выполнен в пылевлагозащитном исполнении.
Для улучшения тактико-технических характеристик беспилотного летательного аппарата его корпус может быть выполнен с возможностью фиксации на корпусе транспортного средства.
Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, заключается в сокращении времени обнаружения людей в условиях плохой видимости и за оптически непрозрачными преградами.
Материальным эквивалентом беспилотного летательного аппарата является техническое решение, описанное в патенте US 20160214713.
Материальным эквивалентом микропроцессора является техническое решение, описанное в патенте RU 2556364.
Материальным эквивалентом видеокамеры высокого разрешения является техническое решение, описанное в патенте US 20100295966.
Материальным эквивалентом инфракрасной камеры ночного видения является техническое решение, описанное в патенте CN 103167248.
Материальным эквивалентом неохлаждаемой тепловизионной камеры является техническое решение, описанное в патенте US 7928387 В2.
Материальным эквивалентом аудиорегистратора направленного действия является техническое решение, описанное в патенте ЕР 3161502.
Материальным эквивалентом сканирующего лидара является техническое решение, описанное в патенте US 20160299228.
Материальным эквивалентом модуля обнаружения сигнала сотового телефона является техническое решение, описанное в патенте US 9237422.
Материальным эквивалентом пассивного радиочастотного маячка является техническое решение, описанное в патенте ЕР 3185043.
Материальным эквивалентом активного лавинного биппера является техническое решение, описанное в патенте US 20150326262.
Материальным эквивалентом подповерхностного радиолокатора является техническое решение, описанное в патенте US 8207885.
Материальным эквивалентом биорадиолокатора является техническое решение, описанное в патенте U 20150369911.
Материальным эквивалентом модуля определения пространственных координат беспилотного летательного аппарата является техническое решение, описанное в патенте ЕР 2090078.
Материальным эквивалентом модуля связи беспилотного летательного аппарата является техническое решение, описанное в патенте WO 2017066647.
Материальным эквивалентом фиксатора полезной нагрузки на корпусе беспилотного летательного аппарата является техническое решение, описанное в патенте CN 205738124.
Заявляемый беспилотный летательный аппарат для поисковых спасательных операций функционирует следующим образом.
В зависимости от характера чрезвычайной ситуации природного и техногенного характера и условий проведения поисковых и спасательных операций беспилотный летательный аппарат комплектуют модулями полезной нагрузки для многоканального мониторинга местности (видеокамера высокого разрешения, инфракрасная камера ночного видения, неохлаждаемая тепловизионная камера, аудиорегистратор направленного действия, сканирующий лидар, модуль обнаружения сигнала сотового телефона, модуль обнаружения пассивного радиочастотного маячка, модуль обнаружения активного лавинного биппера, подповерхностный радиолокатор или биорадиолокатор).
Управление полетом беспилотного летательного аппарата, функционированием модулей полезной нагрузки, реализация заранее заданных программ полета осуществляется с помощью микропроцессора. Провода, обеспечивающие подключение модулей полезной нагрузки к микропроцессору, как правило, размещают внутри корпуса беспилотного летательного аппарата, который, предпочтительно, выполнен из полых (пустотелых) комплектующих.
Для обеспечения возможности получения изображений местности в области видимого диапазона излучения используют сигнал с выхода видеокамеры высокого разрешения.
Для обеспечения возможности получения изображений местности в области ближнего инфракрасного диапазона излучения используют сигнал с выхода инфракрасной камеры ночного видения.
Для обеспечения возможности получения изображений местности в области дальнего инфракрасного диапазона излучения используют сигнал с выхода неохлаждаемой тепловизионной камеры.
Для обеспечения возможности локализации звуковых сигналов используют сигнал с выхода аудиорегистратора направленного действия.
Для повышения качества ориентирования в пространстве используют сигнал с выхода сканирующего лидара.
Для повышения вероятности обнаружения людей на открытых пространствах используют сигнал с выхода модуля обнаружения сигнала сотового телефона.
Для повышения вероятности обнаружения людей под слоем снега используют сигнал с выхода модуля обнаружения пассивного радиочастотного маячка.
Для повышения вероятности обнаружения людей под слоем снега используют сигнал с выхода модуля обнаружения активного лавинного биппера.
Для повышения вероятности обнаружения людей под завалами используют сигнал с выхода подповерхностного радиолокатора.
Для повышения вероятности обнаружения людей в условиях задымления используют сигнал с выхода биорадиолокатора.
В состоянии готовности к применению беспилотный летательный аппарат оборудован необходимыми модульными системами полезной нагрузки для многоканального мониторинга местности: аккумуляторы летательного аппарата и модульных систем для многоканального мониторинга местности заряжены до максимального уровня. По поступлении вызова (сигнала о необходимости проведения поисковой и спасательной операции), беспилотный летательный аппарат оперативно направляют в регион проведения поисковой и спасательной, которое может быть задано географическими координатами в модуле управления беспилотного летательного аппарата или по командам оператора, подаваемыми по радиоканалу. По прибытии в регион проведения поисковой и спасательной операции беспилотный летательный аппарат начинает осуществлять непрерывный многоканальный мониторинг местности (в пределах заданного региона) на предмет установления местоположения объекта поиска и спасения (человека) и детекции признаков жизни при непрерывной передаче данных мониторинга с привязкой к пространственным координатам по радиоканалу.
I). При проведении поисковых и спасательных операций на открытых пространствах в светлое время суток мониторинг местности для определения местоположения людей и детекции признаков жизни может осуществляться на основе получения изображений с помощью видеокамеры высокого разрешения.
II). При проведении поисковых и спасательных операций на открытых пространствах в темное время суток мониторинг местности для определения местоположения людей и детекции признаков жизни может осуществляться на основе получения изображений с помощью инфракрасной камеры ночного видения.
III). При проведении поисковых и спасательных операций на водных пространствах мониторинг местности для определения местоположения людей и детекции признаков жизни может осуществляться на основе получения изображений с помощью неохлаждаемой тепловизионной камеры.
IV). При проведении поисковых и спасательных операций в условиях леса мониторинг местности для определения местоположения людей и детекции признаков жизни может осуществляться на основе локализации акустических сигналов с помощью аудиорегистратора направленного действия.
V). При проведении поисковых и спасательных операций в условиях города мониторинг местности для определения местоположения людей и детекции признаков жизни может осуществляться на основе получения трехмерных изображений с помощью сканирующего лидара.
VI). При проведении поисковых и спасательных операций на открытой местности мониторинг местности для определения местоположения людей и детекции признаков жизни может осуществляться с помощью модуля обнаружения сигнала сотового телефона.
VII). При проведении поисковых и спасательных операций под слоем снега мониторинг местности для определения местоположения людей и детекции признаков жизни может осуществляться с помощью модуля обнаружения пассивного радиочастотного маячка.
VIII). При проведении поисковых и спасательных операций под слоем снега мониторинг местности для определения местоположения людей и детекции признаков жизни может осуществляться с помощью модуля обнаружения активного лавинного биппера.
IX). При проведении поисковых и спасательных операций под завалами мониторинг местности для определения местоположения людей и детекции признаков жизни может осуществляться с помощью подповерхностного радиолокатора.
X). При проведении поисковых и спасательных операций в условиях задымления мониторинг местности для определения местоположения людей и детекции признаков жизни может осуществляться с помощью биорадиолокатора.
В случае обнаружения людей или детекции признаков жизни мониторинга беспилотный летательный аппарат для поисковых и спасательных операций осуществляет передачу данных многоканального мониторинга с привязкой по пространственным координатам с соответствующей сигнальной меткой по радиоканалу.
Таким образом, описанные элементы заявляемого беспилотного летательного аппарата для поисковых и спасательных операций функционально взаимосвязаны и находятся в конструктивном единстве, а совокупность его существенных признаков неизвестна из уровня техники.
Поэтому заявляемый беспилотный летательный аппарат представляет собой новое техническое решение, относящееся к авиационной технике обеспечения поисковых и спасательных работ и может быть использован для поддержки операций поиска и спасании людей в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера и при ликвидации их последствий.
Заявляемый беспилотный летательный аппарат для поисковых и спасательных операций является промышленно применимым, поскольку может быть реализован предприятиями (организациями) радиоэлектронной и оборонной промышленности.