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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 地面快速反應(yīng)智能緩沖救生系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該作品是由雙目立體視覺、全方位移動和雙層緩沖氣墊等部分組成的救生系統(tǒng).它采用“視覺判斷—軌跡預(yù)測—救生裝置移動”相結(jié)合的設(shè)計(jì)思路，融合計(jì)算機(jī)視覺、電子、自動控制、機(jī)械等技術(shù)，具有體積小、智能化、反應(yīng)迅速和全方位移動等點(diǎn)，可針對各類高空墜落事件實(shí)施及時(shí)有效的營救。
- 詳細(xì)介紹：
- 據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前營救高空墜落人員的救生裝備只有升降車、救生氣墊等少數(shù)幾種，其體積龐大、笨重，不能快速布置，無法迅速移動，僅適用于定點(diǎn)墜落（如從窗口落下）。鑒于此，我們設(shè)計(jì)了一種針對目標(biāo)隨機(jī)移動情況下墜落的智能救生設(shè)備——地面快速反應(yīng)智能緩沖救生系統(tǒng)。作品具有如下特點(diǎn)： 智能化：利用雙目立體視覺系統(tǒng)，通過軟件編程完成對目標(biāo)重心的提取，自動判斷跳樓自殺人員的地面落點(diǎn)。 新型氣墊結(jié)構(gòu)：長寬尺寸大幅減小，以適應(yīng)移動平臺；高度方向?yàn)槿鼐彌_設(shè)計(jì)，增大緩沖效果；在氣墊上設(shè)置鎖定裝置，保護(hù)墜落者避免反彈受傷。 全方位移動：采用全方位輪行走技術(shù)構(gòu)建的移動平臺，可以迅速向任意方向直線移動，確保緩沖裝置及時(shí)到位。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的： 查閱資料和走訪合肥消防隊(duì)后，了解到跳樓自殺事件逐年增多，而現(xiàn)有裝備存在體積大、不易移動等不足，僅適于定點(diǎn)救生，成功率低。我們設(shè)計(jì)的作品，具有體積小、智能化、反應(yīng)迅速和全方位移動等特點(diǎn)，可以有效地實(shí)施救援工作。 基本思路： 我們結(jié)合生物接墜落物體的思路，設(shè)計(jì)整個(gè)救援過程為：首先，利用基于雙目立體視覺的目標(biāo)偵測系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀察人的墜落情況，并預(yù)測落點(diǎn)的世界坐標(biāo)；隨后，控制系統(tǒng)接收位置信號，輸出全方位輪電機(jī)的控制信號；緊接著，平臺提前到達(dá)落點(diǎn)；最后，用多重緩沖救生氣墊將人接住并鎖住。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、智能化，利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，通過編程實(shí)現(xiàn)圖像采集與分析，預(yù)測出目標(biāo)的運(yùn)動軌跡及姿態(tài)，從而對目標(biāo)落點(diǎn)作出準(zhǔn)確判斷； 2、快速直線移動，采用全方位輪行走技術(shù)構(gòu)建的移動平臺，可以迅速向任意方向直線運(yùn)動，確保緩沖裝置及時(shí)到達(dá)預(yù)定地點(diǎn)； 3、氣墊結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，多重緩沖裝置增強(qiáng)緩沖能力；鎖定裝置避免反彈受傷。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、用自行設(shè)計(jì)制作的測量裝置，快速定，滿足精度和速度要求； 2、采用PWM調(diào)速控制四個(gè)全方位輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)全方位移動； 3、緩沖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作； 4、圖像處理與分析程序的編制。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、軟件環(huán)境：Windows XP，VC++6.0，DirectShow SDK9.0，OpenCV 1.0 2、目標(biāo)測量精度：1/50～1/100 3、平臺移動速度： 1.106 m/s
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、查閱相關(guān)資料，尚未發(fā)現(xiàn)同類型的救援救生裝備； 2、采用“視覺判斷—軌跡預(yù)測—救生裝置移動”相結(jié)合的設(shè)計(jì)思路，融合計(jì)算機(jī)視覺、電子、自動控制、機(jī)械等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了救援救生過程的智能化、快速反應(yīng)化無人化； 3、氣墊周圍設(shè)置鎖緊裝置，避免墜落者反彈以至損傷； 4、采用網(wǎng)格標(biāo)定法替代現(xiàn)有的攝像機(jī)標(biāo)定法；
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011-05-27在省第四屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲一等獎
作品所處階段
- 模型制作階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物模型現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 使用說明： 該作品可有效地用于高空墜落目標(biāo)的救援工作，當(dāng)有墜落者從高空墜落時(shí)，用雙攝像頭獲取墜落者的墜落信息，通過編程實(shí)現(xiàn)圖像及視頻采集、圖像分析，測出目標(biāo)的系列空間位置，預(yù)測出目標(biāo)的運(yùn)動軌跡及姿態(tài)，從而對目標(biāo)落點(diǎn)作出準(zhǔn)確判斷。緊接著，裝載有多重緩沖裝置的全方位輪平臺迅速移動到地面落點(diǎn)處。當(dāng)墜落者一接近氣墊，立即觸發(fā)鎖緊裝置，將其鎖定在氣墊上。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢： 該作品具有體積小、反應(yīng)迅速、智能判斷以及全方位移動等優(yōu)點(diǎn)，救生成功率比現(xiàn)有的救生設(shè)備高，營救范圍也更廣。 適應(yīng)范圍及推廣前景： 我們設(shè)計(jì)的作品具有智能化、快速反應(yīng)以及無人化等優(yōu)點(diǎn)，而且救生成功率較高。因此，這種救生裝置替代現(xiàn)有的救生裝置必將是未來救援救生界的發(fā)展趨勢。它可應(yīng)用于各類理性、非理性跳樓自殺事件，也可作為高空作業(yè)人員的防護(hù)裝置。
同類課題研究水平概述
- 近年來，各類人員高空墜落事件時(shí)有發(fā)生，有因各種矛盾糾紛墜樓的，有心理問題墜樓的，有因大樓失火墜樓的……，墜落的地點(diǎn)有高樓、大橋、塔吊、大樹等，甚至有些地點(diǎn)成為墜落人員心中的“圣地”， 如廣州的珠江路大橋。墜落事件的發(fā)生造成人員傷亡嚴(yán)重，社會影響惡劣。 我們發(fā)現(xiàn)，這種高空墜落事件中，有相當(dāng)一部分存在這樣的特點(diǎn)：墜落過程的時(shí)間較長，墜樓人員存在思考、猶豫階段，并試圖躲避地面鋪設(shè)的固定氣墊，墜落方向及地面落點(diǎn)具有隨機(jī)性。 目前所用的傳統(tǒng)救生方式以固定氣墊和救生吊車為主，此類救生設(shè)備體積龐大、不易快速布置，無法快速移動，導(dǎo)致救援效果不是很理想。 我們設(shè)計(jì)的地面快速反應(yīng)智能緩沖救生系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)視覺捕捉高空墜落情況的實(shí)時(shí)信息，反饋給控制系統(tǒng)，經(jīng)分析判斷，將運(yùn)動指令傳達(dá)給載有多重緩沖裝置的移動平臺，在人員墜落氣墊的瞬間將其鎖定在氣墊上。該系統(tǒng)具有智能化、體積小、反應(yīng)迅速和全方位移動等特點(diǎn)，可以有效地實(shí)施高空墜落的救援工作。目前市場上還沒有此類產(chǎn)品，國內(nèi)外各種報(bào)道及文獻(xiàn)資料也未曾記錄過此類新型智能救生系統(tǒng)。
