基本信息
- 项目名称：
- 地面快速反应智能缓冲救生系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该作品是由双目立体视觉、全方位移动和双层缓冲气垫等部分组成的救生系统.它采用“视觉判断—轨迹预测—救生装置移动”相结合的设计思路，融合计算机视觉、电子、自动控制、机械等技术，具有体积小、智能化、反应迅速和全方位移动等点，可针对各类高空坠落事件实施及时有效的营救。
- 详细介绍：
- 据调查发现，目前营救高空坠落人员的救生装备只有升降车、救生气垫等少数几种，其体积庞大、笨重，不能快速布置，无法迅速移动，仅适用于定点坠落（如从窗口落下）。鉴于此，我们设计了一种针对目标随机移动情况下坠落的智能救生设备——地面快速反应智能缓冲救生系统。作品具有如下特点： 智能化：利用双目立体视觉系统，通过软件编程完成对目标重心的提取，自动判断跳楼自杀人员的地面落点。 新型气垫结构：长宽尺寸大幅减小，以适应移动平台；高度方向为三重缓冲设计，增大缓冲效果；在气垫上设置锁定装置，保护坠落者避免反弹受伤。 全方位移动：采用全方位轮行走技术构建的移动平台，可以迅速向任意方向直线移动，确保缓冲装置及时到位。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的： 查阅资料和走访合肥消防队后，了解到跳楼自杀事件逐年增多，而现有装备存在体积大、不易移动等不足，仅适于定点救生，成功率低。我们设计的作品，具有体积小、智能化、反应迅速和全方位移动等特点，可以有效地实施救援工作。 基本思路： 我们结合生物接坠落物体的思路，设计整个救援过程为：首先，利用基于双目立体视觉的目标侦测系统实时观察人的坠落情况，并预测落点的世界坐标；随后，控制系统接收位置信号，输出全方位轮电机的控制信号；紧接着，平台提前到达落点；最后，用多重缓冲救生气垫将人接住并锁住。 创新点： 1、智能化，利用计算机视觉技术，通过编程实现图像采集与分析，预测出目标的运动轨迹及姿态，从而对目标落点作出准确判断； 2、快速直线移动，采用全方位轮行走技术构建的移动平台，可以迅速向任意方向直线运动，确保缓冲装置及时到达预定地点； 3、气垫结构创新，多重缓冲装置增强缓冲能力；锁定装置避免反弹受伤。 技术关键： 1、用自行设计制作的测量装置，快速定，满足精度和速度要求； 2、采用PWM调速控制四个全方位轮电机的转速，实现全方位移动； 3、缓冲系统的设计与制作； 4、图像处理与分析程序的编制。 主要技术指标： 1、软件环境：Windows XP，VC++6.0，DirectShow SDK9.0，OpenCV 1.0 2、目标测量精度：1/50～1/100 3、平台移动速度： 1.106 m/s
科学性、先进性
- 1、查阅相关资料，尚未发现同类型的救援救生装备； 2、采用“视觉判断—轨迹预测—救生装置移动”相结合的设计思路，融合计算机视觉、电子、自动控制、机械等技术，实现了救援救生过程的智能化、快速反应化无人化； 3、气垫周围设置锁紧装置，避免坠落者反弹以至损伤； 4、采用网格标定法替代现有的摄像机标定法；
获奖情况及鉴定结果
- 2011-05-27在省第四届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中获一等奖
作品所处阶段
- 模型制作阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物模型现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 该作品可有效地用于高空坠落目标的救援工作，当有坠落者从高空坠落时，用双摄像头获取坠落者的坠落信息，通过编程实现图像及视频采集、图像分析，测出目标的系列空间位置，预测出目标的运动轨迹及姿态，从而对目标落点作出准确判断。紧接着，装载有多重缓冲装置的全方位轮平台迅速移动到地面落点处。当坠落者一接近气垫，立即触发锁紧装置，将其锁定在气垫上。 技术特点和优势： 该作品具有体积小、反应迅速、智能判断以及全方位移动等优点，救生成功率比现有的救生设备高，营救范围也更广。 适应范围及推广前景： 我们设计的作品具有智能化、快速反应以及无人化等优点，而且救生成功率较高。因此，这种救生装置替代现有的救生装置必将是未来救援救生界的发展趋势。它可应用于各类理性、非理性跳楼自杀事件，也可作为高空作业人员的防护装置。
同类课题研究水平概述
- 近年来，各类人员高空坠落事件时有发生，有因各种矛盾纠纷坠楼的，有心理问题坠楼的，有因大楼失火坠楼的……，坠落的地点有高楼、大桥、塔吊、大树等，甚至有些地点成为坠落人员心中的“圣地”， 如广州的珠江路大桥。坠落事件的发生造成人员伤亡严重，社会影响恶劣。 我们发现，这种高空坠落事件中，有相当一部分存在这样的特点：坠落过程的时间较长，坠楼人员存在思考、犹豫阶段，并试图躲避地面铺设的固定气垫，坠落方向及地面落点具有随机性。 目前所用的传统救生方式以固定气垫和救生吊车为主，此类救生设备体积庞大、不易快速布置，无法快速移动，导致救援效果不是很理想。 我们设计的地面快速反应智能缓冲救生系统，以计算机视觉捕捉高空坠落情况的实时信息，反馈给控制系统，经分析判断，将运动指令传达给载有多重缓冲装置的移动平台，在人员坠落气垫的瞬间将其锁定在气垫上。该系统具有智能化、体积小、反应迅速和全方位移动等特点，可以有效地实施高空坠落的救援工作。目前市场上还没有此类产品，国内外各种报道及文献资料也未曾记录过此类新型智能救生系统。
