基于船機配合的自主海上搜救系統(tǒng)

I基于船機配合的自主海上搜救系統(tǒng)我國作為名副其實的海洋大國，海疆廣闊，但是浩瀚的海洋也給我國應(yīng)對結(jié)合現(xiàn)有的?？账丫润w系，面對遠海域、大浪以及迫切需要迅速展開前期搜救等情形，我們團隊基于水面快速反應(yīng)的現(xiàn)代化救援方式，設(shè)計了救援團隊、救助船、無人艇、無人機、多功能救援設(shè)備協(xié)作的多位一體搜救系統(tǒng)。無人艇、無人機和救援設(shè)備可在前期展開快速地自主海上搜救工作，救助船或者岸上救系統(tǒng)信號情況下可進行精確定位。在無人艇提供無人充電裝置的前提下，該搜為提高搜救效率和搜索范圍，自主設(shè)計無人艇、無人機集群控制算法和搜救策略。無人艇和無人機保持矩形隊形協(xié)同航行，可按直線搜索，高效率到達救援區(qū)域，可按S形搜索，在保持最大視野范圍時遍整個設(shè)計過程中，為了使方案中各有關(guān)設(shè)備協(xié)同配合更加密切，我們在現(xiàn)有成熟設(shè)備基礎(chǔ)上進行了改進。將工業(yè)級無人機改進為專門的運送無人機，配備電磁裝置吸引攜帶救援設(shè)備。改進充電接口為直聯(lián)方式，可以讓運送無人機靈活充電。此外，本方案另辟蹊徑，設(shè)計獨立、簡單、可拼接的救援設(shè)備，在為落水人員提供水上支援的同時，還可以有效應(yīng)對風(fēng)浪。該救援設(shè)備可使用無式。該無人充電裝置由無人艇攜帶，可以容納無人機和救援設(shè)備，并隨時為無I -1- -4- 航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽我國海疆廣闊、海岸線長、島嶼眾多，是名副其實的海洋大國。但是浩瀚調(diào)轉(zhuǎn)運，使得搜救組織工作難度極大、消耗時間較長。與近岸海上搜救問題相比，深遠海的遠距離海上搜救，因受基礎(chǔ)設(shè)施少、通信不便、搜救資源密度低等因素制約發(fā)展緩慢，特別是在搜救成本和搜救時間方面對海上突發(fā)事故，尤其是涉及落水人員時，我們必須及時地搜索到人員位置以迅速展開救援。面對遠海域搜救任務(wù)，如何提升搜救設(shè)備的敏捷性和靈活性、面，近年來，無人機技術(shù)迅速發(fā)展成熟。無人機以其體積小、操作靈活、可以無人機的引入為搜救工作的實施提供了更加靈活的解決方案。另一方面，為更高效地完成水上救援任務(wù)，各種水上救援機器人陸續(xù)被研發(fā)出來并正式投產(chǎn)使飛機上投放等多種操作形式，入水后可以操縱迅速靠近落水人員，并攜帶落水圖1-1云洲水面救生機器人[5]航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽裝備，其最大時速達到500km，最大航時12h，最大航程達到5300km[6]。圖1-2AG600隨著海上救援的經(jīng)驗增多，我國也形成了一定的搜救體系。在指揮部門的統(tǒng)一協(xié)調(diào)部署下，有救助船、救助直升機、岸基醫(yī)療機構(gòu)組成的三位一體海上續(xù)航能力強、救援裝備多的優(yōu)勢，實施初步救治；待救助船抵達救助直升機救援半徑之后，救助直升機發(fā)揮速度優(yōu)勢，對危重傷病員進行快速轉(zhuǎn)運；整個救圖1-3三位一體海上醫(yī)療救援體系[3]雖然這些新型技術(shù)或救援體系有使用靈活、救援體量大等優(yōu)點，但是他們航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽也存在一些不足。例如，無人機無法長時間進行工作，續(xù)航和充電是極大的問題；救援機器人可以適應(yīng)湖泊和近海岸的救援環(huán)境，但是在遠海、大浪環(huán)境時，搜索和攜帶人員能力大打折扣；水陸兩棲飛機有服役時間短，專業(yè)救援經(jīng)驗積 調(diào)度救助船及其行駛相對復(fù)雜和緩慢，并且要救助船行駛到一定距離后直升機海上救援力求及時、到位，面對遠海、大浪等情形和強續(xù)航、使用靈活、大批量救援等要求，深入研究具有高實用性、高效能的海上搜救系統(tǒng)，更新搜結(jié)合現(xiàn)有的?？账丫润w系，我們團隊針對遠海域、大浪、迅速展開前期搜計了救援團隊、救助船、無人艇、無人機、救援設(shè)備多位一體協(xié)作的搜救系統(tǒng)。我們團隊設(shè)計的多位一體搜救系統(tǒng)，利用無人艇的速度與負載、無人機的靈活敏捷和救援設(shè)備的多功能設(shè)計達到了遠海域、大浪、長續(xù)航的及時搜救任務(wù)要求。在一定程度上提高了搜救效率，實現(xiàn)了空中力量與海上力量的有機結(jié)項目提供了一種船機協(xié)同的方式，無人機以無人艇為中心呈矩形展開協(xié)同大范圍搜索，這為在海上大范圍搜索提供了集群控制模式，為空軍協(xié)同工作提搜救措施。同時，協(xié)同操控擺脫了單地點的單一救援，可進行多地點的同時搜救。項目涉及的無人機直聯(lián)充電改裝和攜帶救援設(shè)備的電磁改裝，為旋翼無人的集群通信使用的是2.4GHz無線電臺技術(shù)項目設(shè)計了一款無人機充電裝置，可以在裝載救援設(shè)備和無人機的同時為它們充電。無人機的續(xù)航是一個重要難題，無人充電裝置的設(shè)計提供了一種有項目創(chuàng)新設(shè)計了一款多功能、可拼接救援設(shè)備，為空軍提供的海上救援提航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽針對遠海域的救援工作，我們還未形成成熟的、快速的前期搜救工作?，F(xiàn)有的救助船、救助直升機、岸基醫(yī)療機構(gòu)組成的三位一體海上醫(yī)療救援體系支持遠海域救援，直升機也可以進行前期迅速搜救，但是也有一定不足，要救助船行駛到一定距離后直升機才能展開救援，單次救援人數(shù)有限制，而且行動相對機械，會延長救援時間。我們團隊依托于救助船、救援團隊救援體系，改進前期搜救系統(tǒng)，利用無人艇、無人機、救援設(shè)備設(shè)計迅速、靈活、大體量的搜系統(tǒng)整體依托于救助船、救援團隊救援體系，還設(shè)計包括了無人艇、無人為搜索無人機和運送無人機，搜索無人機用于協(xié)助搜索落水人員，運送無人機用于投放救援設(shè)備；救援設(shè)備是結(jié)合了海上劃水漿板和有動力水上機器人的獨圖2-1系統(tǒng)各部分示意圖該系統(tǒng)主要是采用輔助工作模式，進行前期的搜救工作。系統(tǒng)工作示意圖航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽圖2-2系統(tǒng)工作示意圖圖2-3工作流程圖在現(xiàn)有的搜救體系中，當(dāng)海上尤其是遠海發(fā)生事故時，救援部門或救援團隊會使用大型救助船前往事故區(qū)域展開搜救。無人艇相較于救助船有體積小行動靈活、航行速度快的優(yōu)點，可先于救助船進行海域搜索。救援團隊可從救助在無人艇到達救援區(qū)域附近后，可釋放搜索無人機在海上協(xié)同搜索落水人搜索無人機探索到事故發(fā)生地或者落水人員位置時，之后根據(jù)情況無人艇派出提供落水人員應(yīng)急救援物資：水、餅干、毛巾等，救援設(shè)備也裝備有可拆卸漂浮板以供不時之需。與此同時，無人艇給救助船發(fā)送落水人員的位置，協(xié)助救助船趕來為落水人員提供后續(xù)救援和治療。當(dāng)有多名不同位置的落水人員時，航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽圖2-4協(xié)同搜索示意圖圖2-5救援設(shè)備前期搜救過程中，很好地利用無人艇的速度和無人機集群的優(yōu)勢。無人機集群相較于直升機搜救可以同時多個方位地進行大范圍探索，而且無人機使用更加靈活。使用無人機集群也可以攜帶多個救援設(shè)備進行投遞，可以同時為多所有參與搜救的無人機選擇的是旋翼無人機。對于船機結(jié)合的設(shè)計，小型航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽術(shù)成熟和適合垂直起降要求的旋翼無人機可以完成搜索目標(biāo)和投遞物資的任務(wù)。使用無人設(shè)備進行遠海救援有定位、通信、能源供給等難題。項目針對性為了能更好的控制搜救設(shè)備以及確定救援區(qū)域的精確位置，遠海救援時需要使用定位系統(tǒng)，時時把握搜索設(shè)備和救援設(shè)備的位置。目前常用的衛(wèi)星定位以接收來自多個衛(wèi)星系統(tǒng)的信號，并使用這些信號來計算位置。這增加了定位的可靠性和準(zhǔn)確性，并提高了在較差的信號條件下的性能。通過使用不同的頻段的信號也可以提高抗干擾的魯棒性。為了能實現(xiàn)更好的定位，無人艇、無人機和救援設(shè)備可以使用多頻GNSS模塊，這樣能同時接收從多個導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)目前海上通信方式常用的有甚高頻通信（VHF）和衛(wèi)星通信。但是甚高頻通信距離有限，在30海里左右，在信號覆蓋不到以及船舶稀疏的遠海的有海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)。但是海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)安裝和使用費用較高，簡單通信服務(wù)就只提供電話、電報、傳真等方式，對于遠海控制使用不便。已經(jīng)得到術(shù)在使用時不受地形和距離等因素的影響，能夠傳輸文字、影像或音頻等不同類型的信息，加上其天線口徑相對較小的優(yōu)點，使得其在進行信息傳輸?shù)倪^程兩個頻段切換和快速頻點調(diào)整技術(shù)來規(guī)避無線干擾[13]。若未來進行項目合作，航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽圖2-62.4GHz無線電臺[12]人艇、無人機、救援設(shè)備之間通過2.4GHz搜救過程中救助船可以為無人艇提供長續(xù)航支持，而無人艇可以為無人機和救援設(shè)備提供長續(xù)航支持。在長距離救援中，救助船可以給無人艇提供能源補充。在無人艇上也裝備無人充電裝置，該裝置在收納無人機和救援設(shè)備的同有時大浪情況下，單個救援設(shè)備有被掀翻的風(fēng)險，當(dāng)落水人員較多且集中一個“回”形水上支持平臺。使用拼接平臺擴大面積，不僅可以暫時提供更大的支持平臺，也可以提供更大的抗扭力矩，減小單個救援設(shè)備容易受浪傾翻的風(fēng)險。同時每個救援設(shè)備都裝備有漂浮板，可供拆卸使用，以便更好地應(yīng)對風(fēng)浪航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽圖2-7拼接示意圖拼接有兩種形式，可以在空中拼接也可以在水上拼接。在空中，可以控制運送無人機兩兩靠近，形成“回”形后開啟救援設(shè)備的電磁裝置形成連接。在水中，直接控制救援設(shè)備在水中移動，靠近后開啟電磁裝置。浪大時可考慮空中拼接方式采用的是電磁吸引。電磁吸引方式簡單，沒有復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在技術(shù)的提升，小的電磁鐵也可以提供大的吸引力。目前部分直流電磁鐵提力。較大的電磁吸引力可以使拼接平臺不易被風(fēng)浪拆散。為了形成環(huán)形拼接，救援設(shè)備是一側(cè)電磁鐵，一側(cè)鐵塊。在水中使用電磁鐵還要注重防水密封的設(shè)圖2-8電磁鐵及其尺寸[14]同時，為應(yīng)對大風(fēng)，搜索無人機和運送無人機都選擇抗風(fēng)等級強的無人機。為了能更好地完成自主海上搜救系統(tǒng)的工作目標(biāo)，需要進行一些修改設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計。主要完成的目標(biāo)的有：運送無人機可攜帶救援設(shè)備，救援設(shè)備有多項救助功能，系統(tǒng)可實現(xiàn)無人機和救援設(shè)備的靈活收納與充電，協(xié)同廣范圍無人機修改主要針對的是運送無人機，使其能攜帶救援設(shè)備和更好的充電。運送無人機以工業(yè)無人機為藍本進行修改。它裝備有攝像頭、定位、紅外等傳感器，可用于目標(biāo)識別和位置定位。相較于傳統(tǒng)的無人機，運送無人機示意圖帶運送救援設(shè)備。運送無人機支架兩側(cè)腳的位置是電磁裝置，使用電磁鐵配合裝置的復(fù)雜程度，使用電磁裝置來做銜接裝置?？梢允褂蒙衔慕榻B的電磁鐵，圖2-9運送無人機示意圖運送無人機支架四個腿的位置各有一個矩形充電塊，配合充電裝置，以便搜索無人機可以使用現(xiàn)有的抗風(fēng)等級強的航拍無人機，同運送無人機一樣救援設(shè)備是全新的設(shè)計，結(jié)合了海上劃水漿板和水上機器人的特點。救援航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽圖2-10救援設(shè)備的示意圖圖2-11救援設(shè)備的投影視圖航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽圖2-12救援設(shè)備的說明示意圖1圖2-13救援設(shè)備的說明示意圖2表2-1救援設(shè)備說明表圖序號名稱組成、特點、作用a板子角度說明45度角，便于四個救援設(shè)備拼接成“回”b電磁鐵電磁鐵與另一個設(shè)備鐵塊作用吸引c把手d左右主板使用環(huán)氧板，提供浮力，輕便耐用e側(cè)翼鐵塊鐵塊與另一個設(shè)備的電磁鐵作用吸引f物資盒應(yīng)急物資盒，里面可裝水、毛巾等物資g漂浮板使用救生衣等漂浮材料，可拆卸供人應(yīng)急h上側(cè)鐵塊作為運送無人機吸引銜接部分，電磁吸引i鐵罩預(yù)防人們身體接觸推進電機造成傷害j電源和控制器密封、防水圖2-10a傳感器及通信前后兩攝像頭、紅外、定位、語音等設(shè)備b推進電機使設(shè)備整體可以在水上平面運動c充電裝置無線感應(yīng)充電救援設(shè)備結(jié)構(gòu)及特點如上所示。它可以提供落水人員的水上支持平臺，也可以攜帶人員運動，同時提供了救援應(yīng)急物資以及應(yīng)急漂浮物。整體結(jié)構(gòu)又可以進行集群拼接，增大平臺面積，和抗擊風(fēng)浪扭矩。搭配無線感應(yīng)充電，又可航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽以靈活的進行充電續(xù)航。使用語音設(shè)備，能及時制導(dǎo)落水人員進行應(yīng)急措施，無人充電裝置也可以說是救援設(shè)備和無人機的機庫，在容納救援設(shè)備和無人機的同時可以做到無人充電。設(shè)計參考目前市面上的無人機充電平臺，主要充換電平臺可以自主為無人機更換電池，或者進行充電。本系統(tǒng)設(shè)計的無人充電裝置創(chuàng)新設(shè)計有無線充電平臺、直聯(lián)充電平臺、升降平臺等裝置。無人充電圖2-14一種無人機充電平臺航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽圖2-15無人充電裝置示意圖救援設(shè)備和運送無人機按照“回”形排布可收入于充電裝置中。這個裝置可以搭載于無人艇上，可以用于續(xù)航和存儲救援設(shè)備和運送無人機作用。組合容納救航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽圖2-16組合容納救援設(shè)備和運送無人機效果圖感應(yīng)裝置，可以為救援設(shè)備進行無線感應(yīng)充電。環(huán)繞圓柱無線感應(yīng)裝置設(shè)計有U形升降臺，可以支持救援設(shè)備、運送無人機在充電裝置中升降，達到釋放和收納的功能。在充電裝置中心柱四側(cè)有T形充電裝置，通過對救援設(shè)備使用無線充電，防止有水造成電路短路。對無人機使用直聯(lián)充圖2-17無人充電裝置細節(jié)圖圖2-18無人充電效果圖無人充電裝置的設(shè)計在滿足救援設(shè)備和運送無人機收納的同時也滿足了充圖2-19搜索隊形效果圖集群的隊形可以被視為智能體之間相對距離或角度的表示。在本方案中，無人艇為參考原點建立坐標(biāo)系，垂直海平面方向為z軸方向，運動方向為x軸圖2-20坐標(biāo)系示意圖?3 ?3 ]對于集群的運動控制，有集中式和分布式兩種控制方法，集中式算法將所有決策集中在一個中央控制器上，而分布式方法允許無人艇和無人機進行本地決策并進行協(xié)作，具有較高的可靠性和更低的通信負載。為保持各智能體之間航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽的相對位置和速度的一致，選擇分布式方法中的一致性算法對整個系統(tǒng)進行控制。該控制方法的目標(biāo)是讓編隊內(nèi)部的所有智能體的狀態(tài)保持一致。在實現(xiàn)的過程中是每一個智能體都可以與自己的“鄰居”進溝通。在綜合考慮本機和“鄰居”i(t)=?∑=1aij(t)(yi(t)?yj(t))，控制圖的鄰接矩陣的（i,j）元。圖2-21通信拓撲圖10110111011011001110010000111北為x軸，西為y軸。以第i架四旋翼無人機模型的x軸方向為例，將子系統(tǒng)模型表示如下式。航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽考慮定拓撲結(jié)構(gòu)下的通信延遲為τ的編隊問題，子系統(tǒng)（2-5）的連續(xù)時間uc,x,i(t)=k1∑=1aij{[pj,x(t?τ)?pj,d(t?τ)]c,x,i(t)表示第i架四旋翼無人機的一致性控制協(xié)議；k1表示一致性控制協(xié)議的增益并且滿足k1＞0；pi,x和pj,x分別表示第i和第j架四旋翼無人機在x軸方向的實時位置；pi,d和pj,d分別表示第i和第j架四旋翼在x軸方向的期望的位為避免搜索過程中發(fā)生碰撞，本方案選用人工勢場法對集群進行避障算法控制方法，通常用于機器人和無人機的自主導(dǎo)航和避障。其基本思想是將機器人視為運動質(zhì)點，將目標(biāo)的吸引力和障礙物的斥力轉(zhuǎn)換為對運動質(zhì)點的勢場，并利用勢場對運動質(zhì)點的控制來實現(xiàn)自主導(dǎo)航和避障。在智能體避障場景中，APF可以將智能體與目標(biāo)之間的距離和方向建模為目標(biāo)吸引力場，將無人機與障礙物之間的距離建模為障礙物斥力場，然后在兩個勢場之間計算無人機的速uit(xi)=0.5ap2(xi,xt)uik(xi)={.5β(p(xxk)?pkax)2it(xi)表示目標(biāo)點t對無人機i引力場函數(shù)，根據(jù)其定義可知當(dāng)無人機距斥力越大，而當(dāng)無人機不在障礙物的影響范圍內(nèi)時，所受到的斥力為0，a和β人機i的最大影響范圍。在該場景中，障礙物的斥力場可以阻止飛行器飛向障礙物，而目標(biāo)的吸引力場可以引導(dǎo)飛行器朝著目標(biāo)方向飛行，合力方向為無人機當(dāng)前時刻速度方向。 航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽圖2-22人工勢場法示意圖面積為無人協(xié)同系統(tǒng)的最大視野范圍，按圖所示路線可以較高的效率對該海域圖2-23搜尋路線示意圖若是提前知道救援目標(biāo)位置，可以直接直線控制達到目標(biāo)區(qū)域展開救援。除了派出一組設(shè)備外還可以派出多組無人搜救系統(tǒng)進行多方位、廣海域搜救。每個系統(tǒng)負責(zé)一片海域，無人船載著無人機到達該海域后，無人機起飛，每架航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽圖2-24多組無人搜救系統(tǒng)搜救示意信息融合技術(shù)是使多設(shè)備探測到的信息可供后續(xù)決策使用的基礎(chǔ)，通過對多個設(shè)備的探測信息進行綜合處理，消除多節(jié)點探測信息之間可能存在的冗余在應(yīng)急救援中救援目標(biāo)的存在與否等檢測問題均可歸類為二元假設(shè)檢驗問題，可以用H0和H1代表救援目標(biāo)不存在和存在兩種情況。通過多設(shè)備采集救援信息，比如目標(biāo)的攝像視覺信息、目標(biāo)的紅外信號信息等，綜合計算提升準(zhǔn)確應(yīng)急搜尋信息處理過程由原始數(shù)據(jù)采集、特征提取、融合、判決以及估計等基本的步驟組成。按照融合步驟所處的階段或所處理信息的抽象程度的不同，可以將信息融合劃分為數(shù)據(jù)層融合、特征層融合和決策層融合等三個層級，在尋場景;隨著傳輸數(shù)據(jù)量的上升，數(shù)據(jù)層融合準(zhǔn)確性逐漸升高[16]。本設(shè)計采用數(shù) 基于原始觀測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)層融合指各設(shè)備節(jié)點信息不經(jīng)過特征提取和判決等過程，直接處理后做最終信息判決，設(shè)計采用線性加權(quán)法進行數(shù)據(jù)層融合，iyi1?n。取Y為判斷閾值，當(dāng)yg>Y時，可判定救援目標(biāo)存在，這樣對多個搜索設(shè)備系統(tǒng)主要改進和創(chuàng)新的設(shè)備有無人艇、搜索無人機、運送無人機、救援設(shè)表2-2主要設(shè)備匯總表設(shè)備主要部分或裝置無人艇艇，VAST衛(wèi)星通信裝置，2.4GHz無線電臺，無人充電裝置搜索無人機航拍無人機運送無人機工業(yè)級無人機、電磁裝置救援設(shè)備各部分見表2-1除了救援設(shè)備是全新的設(shè)計之外，其他設(shè)備都是利用現(xiàn)有技術(shù)進行改進。而各設(shè)備的裝置都是使用現(xiàn)有的成型裝置。救援設(shè)備的設(shè)計也都考慮了裝置組項目設(shè)立除了系統(tǒng)的設(shè)計還要進行系統(tǒng)產(chǎn)品的價格預(yù)算。其中，無人艇和充電裝置可以由無人船技術(shù)和無人機充電平臺技術(shù)進行制作，由于是新興技術(shù)，管理部門也眾多，先不做預(yù)算分析。方案預(yù)算先從有現(xiàn)成產(chǎn)品和易于改裝、制行方案可行性分析，整體方案設(shè)計可行性在2.3.3搜索無人機承擔(dān)長時間海上搜尋工作，因此需要具備續(xù)航時間長、抗風(fēng)性強、防水性高、可搭載攝像設(shè)備等功能。根據(jù)市面上已有的無人機性能，給出表2-3搜索無人機名稱續(xù)航（min）抗風(fēng)等級防水等級價格航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽DJIMatrice200SeriesV2約40639999DJIMatrice300RTK約55681200PowerVisionPowerEggX約3059985約40813299運送無人機主體采用工業(yè)級無人機，要有一定的載重能力和抗風(fēng)能力，有表2-4工業(yè)級無人機名稱續(xù)航抗風(fēng)等級載重價格FreeflyAlta-X約50515.9115299亦航智能YH-116約5062057000科拓夢E612約45328800運輸用工業(yè)級無人機價格因質(zhì)量、抗風(fēng)等級、載重、是否進口等因素，使得不同無人機價格差異較大。若要面對大風(fēng)浪救援，就要應(yīng)對大風(fēng)天氣，注重除了無人機，還要進行改進，加裝電磁裝置。市面的直流電磁裝置相對便因此，為打造一款可電磁攜帶救援設(shè)備、有一定抗風(fēng)能力的運送無人機需救援設(shè)備預(yù)算涉及的部分和裝置比較多，需要進行綜合考慮和匯總，以先準(zhǔn)備主要的、大額的部分進行預(yù)算，包括：救援設(shè)備主體的左右主板、進行拼為救援設(shè)備提供主要浮力和擔(dān)任設(shè)備主體的左右主板，參考劃水、沖浪使用的漿板制作。漿板使用的是環(huán)氧板，考慮到使用環(huán)氧板做設(shè)備需要加工，左圖2-25藍科970元海上劃水漿板表2-5一些推進電機的性能及價格品牌工作電壓最大電流最大推力價格HYDROCEAN10-20V23A7.1kgSPEEDINGRC11.1-25.2V7.5kgFATJAY：KYI-8ET12-25.2V23.4A8.6kgFATJAY：KYI-30T-H12-50.2V38.2A30.4kg2499元1個FATJAY：KTI-15T-30T-E24-50V38.4A30kg2800元1個圖2-26漂浮板表2-6漂浮板價格表WATERTIME圖2-27可定制鋰電池組表2-7不同容量電池價格表48V19.2AH48V28.8AH充電裝置，設(shè)置的是無線充電，需要搭配無線充電模組。為更快地充電，圖2-28100W無線充電模組表2-8一些充電模組價格救援設(shè)備設(shè)計使用的是2.4GHz無線電表2-9救援設(shè)備各裝置價格匯總表134航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽2111這樣救援設(shè)備質(zhì)量至少16kg?？紤]到救援設(shè)備重量，可以使用亦航智能YH-綜上，一臺搜索無人機的預(yù)算為13500元，一臺運送無人機的預(yù)算為項目針對的是遠海域救援，設(shè)計的系統(tǒng)要滿足遠距離、長時間、廣范圍搜表2-10方案設(shè)計可行性分析表4、自主設(shè)計的救援設(shè)備有更長的翼展抗風(fēng)浪的航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽通過可行性分析，項目設(shè)計可以滿足遠海域救援需求，在技術(shù)層面，通過改進、融合和仿真，可以在一定程度達到應(yīng)用需求，在預(yù)算方面也可以通過優(yōu)項目設(shè)計可針對多個場景，展開海空協(xié)同搜救。無論是船舶意外事故還是有人意外落水，都可以使用該設(shè)計展開前期快速搜救。該設(shè)計充分利用了船和無人機的配合，不僅可以應(yīng)對生活意外事故搜救，也可以應(yīng)對戰(zhàn)時突發(fā)狀況的故或有人落海時，派出救助船后，救援團隊可控制無人艇攜帶無人機和救援設(shè)人搜救。為延長無人機搜救時間，無人艇搭配了無人充電裝置，隨時為無人機搜救提供了有力保障。在軍用上，若在敵我戰(zhàn)機對戰(zhàn)后有墜機人員落于海上，該系統(tǒng)各個部分聯(lián)合使用可以提供長續(xù)航遠海救援，對于近?；蛘吆词峦У臈l件下，可以單獨操縱救援設(shè)備作為水上救援機器人運動到落水人員附近，海上行駛船舶，有時船員可能因為船搖擺、海水沖刷甲板或其他意外而落海。應(yīng)對行駛船舶上落水人員的救援，可以單獨操作運送無人機攜帶救援設(shè)備航空創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽迅速進行救援設(shè)備投遞。該方法操作靈活，迅捷方便，可快速直達落水區(qū)域。在軍用上，在船舶護航行程中或者遠洋巡航中，若有乘員落水，可以做應(yīng)急救設(shè)計的救援設(shè)備可以提供水上支持平臺。面對風(fēng)浪情況，單個救援設(shè)備容易被浪掀翻，設(shè)計的可電磁吸引的拼接救援設(shè)備，可以適時拼接，擴大水上支持平臺范圍和面積。利用強磁吸引拼接，在一定程度上防止了平臺被浪拆散的系統(tǒng)設(shè)計采用無人艇、無人機集群式的協(xié)同搜救，可以同時對多個位置的援更多的人。救援設(shè)備也可以為落水人員裝備了救援物資，并且可以發(fā)送位置結(jié)合現(xiàn)有的?？账丫润w系，我們團隊針對遠海域、大浪、迅速展開前期搜救等情形，基于水面快速反應(yīng)、船機配合現(xiàn)代化救援方式，設(shè)計了救援團隊、救助船、無人艇、無人機、多功能