БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ РОЗЫСКА РАНЕНЫХ Российский патент 2024 года по МПК B64U10/00 A62B99/00 

Изобретение относится к области разработки и применения мобильных малогабаритных беспилотных авиационных систем с беспилотными летательными аппаратами.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является беспилотный летательный аппарат самолетного типа для обнаружения пропавшего человека (патент на изобретение RU №2723201), содержащий корпус, встроенную бортовую вычислительную систему, модуль определения пространственных координат, модуль связи, аудиорегистратор; летательный аппарат имеет два громкоговорителя, усилитель звукового сигнала, две антенны F типа, радиомодуль передачи данных с компьютера и звукового сигнала с аудиорегистратора; компьютер подключен через интерфейс питания к распаечной коробке, имеет возможность соединения с камерой наблюдения в виде беззеркальной фотокамеры и радиомодулем передачи данных с компьютера и звука с аудиорегистратора в виде высокочувствительного микрофона, жестко закрепленного на одном крыле; между громкоговорителями размещен парашютный люк; модуль определения пространственных координат выполнен с антенной GPS/Glonass приемника и соединен с полетным контроллером; модуль связи выполнен в виде радиомодуля телеметрии и управления; бортовой обрабатывающий одноплатный компьютер и беззеркальная фотокамера установлены на съемную карбоновую площадку; беззеркальная фотокамера соединена распаечной коробкой с полетным контроллером.

Недостатком этого технического решения является высокая заметность приземлившегося беспилотного летательного аппарата - после приземления на территории вероятного противника он может быть обнаружен с помощью бинокля или с помощью системы воздушной разведки как объект высокого контраста на фоне подстилающей поверхности.

Технической задачей изобретения является расширение арсенала мобильных малогабаритных беспилотных авиационных систем с беспилотными летательными аппаратами.

Решение технической задачи достигается тем, что беспилотный летательный аппарат розыска раненых содержит встроенную бортовую вычислительную систему, модуль определения пространственных координат, модуль связи, аудиорегистратор, при этом корпус беспилотного летательного аппарата выполнен с возможностью одновременной фиксации и подключения к бортовой вычислительной системе камеры наблюдения, отличающийся тем, что дополнительно содержит два громкоговорителя, усилитель звукового сигнала, две антенны F-типа, радиомодуль передачи данных с компьютера и звукового сигнала с аудиорегистратора, интерфейс питания, при этом бортовая вычислительная система представлена обрабатывающим одноплатным компьютером со сверхточной нейронной сетью, к которому подключен радиатор воздушного охлаждения, и которые расположены в монолитном корпусе беспилотного летательного аппарата, при этом обрабатывающий одноплатный компьютер подключен через интерфейс питания к распаечной коробке, имеет возможность соединения с камерой наблюдения в виде беззеркальной фотокамеры и радиомодулем передачи данных с компьютера и звука с аудиорегистратора в виде высокочувствительного микрофона, жестко закрепленного на одном крыле, край которого выполнен с нанесением виброгасящего и шумоизолирующего покрытий и имеет возможность соединения с радиомодулем передачи данных с компьютера и звука, два громкоговорителя соосно жестко закреплены в нижней части корпуса беспилотного летательного аппарата, каждый находится в пластиковом корпусе со степенью защиты IP55 и имеет соединение с усилителем звукового сигнала, который соединен с распаечной коробкой, между громкоговорителями размещен парашютный люкс системой парашютной посадки, модуль определения пространственных координат выполнен с антенной GPS/Glonass приемника и имеет возможность соединения с полетным контроллером, модуль связи выполнен в виде радиомодуля телеметрии и управления беспилотного летательного аппарата, закреплен на расположенной во внутренней части корпуса 3D-печатной платформе из пластика и имеет соединение с полетным контроллером, антенны выполнены медными F-типа, работающими на частоте 860-980 МГц, одна из которых имеет соединение с радиомодулем телеметрии и управления беспилотного летательного аппарата, другая имеет соединение с радиомодулем передачи данных с компьютера и звукового сигнала с микрофона, каждая закреплена на съемной текстолитовой площадке, бортовой обрабатывающий одноплатный компьютер и беззеркальная фотокамера установлены на съемную карбоновую площадку, которая крепится по центру внешнего корпуса беспилотного летательного аппарата, распаечная коробка выполнена из пластика, в которую установлен полевой транзистор, беззеркальная фотокамера соединена распаечной коробкой с полетным контроллером, корпус и каркас беспилотного летательного аппарата выполнен из полых компонентов, в корпус беспилотного летательного аппарата встроен микропроцессор, соединенный с встроенным в корпус блоком беспроводного интерфейса, на корпусе закреплен ориентированный вверх автоматический зонт, механизм которого выполнен с возможностью раскрывания и складывания зонта по команде с микропроцессора, площадь купола зонта в раскрытом состоянии обеспечивает полное накрытие беспилотного летательного аппарата, цвет внешней поверхности купола зонта выполнен в тон подстилающей поверхности, на внешней поверхности купола встроена метка радиочастотной идентификации, выполненная с возможностью шифрования данных, контуры периметра которой выполнены хаотично изломанными, корпус и все элементы беспилотного летательного аппарата выполнены из радиопоглощающего материала, нижняя часть корпуса выполнена с частично закрытой полостью, открытая часть которой обращена к земле, в полость встроен баллон, выполненный с возможностью раздутия и сдутия по команде с микропроцессора, объем раздутого баллона обеспечивает удержание беспилотного летательного аппарата над землей и над водой на высоте не менее 3 см, в корпус встроен ориентированный к земле лазерный дальномер, соединенный и микропроцессором, микропроцессор выполнен с возможностью формирования команд на открытие или закрытие купола зонта и на раздутие или сдутие баллона.

Технический результат, достигаемый заявленной совокупностью признаков, заключается в снижении заметности приземлившегося беспилотного летательного аппарата, предназначенного для розыска раненых.

Составные части заявляемого изобретения известны из уровня техники:

зонт может быть выполнен согласно техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель RU №167893;

баллон может быть выполнен согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2587789;

метка радиочастотной идентификации может быть выполнена согласно техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2790279;

блок беспроводного интерфейса может быть выполнен согласно техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель RU №145416.

Реализация заявленного изобретения заключается в том, что

Корпус беспилотного летательного аппарата предварительно комплектуется внешними и внутренними конструктивными элементами. Край крыла, где устанавливается высокочувствительный микрофон, выполняется с виброгасящим и шумоизолирующим покрытиями.

Радиомодуль телеметрии и управления, соединенный с полетным контроллером позволял удаленно управлять беспилотником. Бортовой обрабатывающий одноплатный компьютер для питания нужного тока подключался через интерфейс питания к распаечной коробке с транзистором совместно с беззеркальной фотокамерой. После приведения беспилотника в рабочее состояние он направлялся в заданную зону розыска раненых. Посредством беззеркальной фотокамеры, аппарат выполняет аэросъемку, сканируя территорию при помощи фотоснимков. Полеты беспилотника выполняют таким образом, чтобы фотоснимки получались с минимальными продольными и поперечными перекрытиями. Сканируемая информация поступает на бортовой обрабатывающий одноплатный компьютер, где происходит обработка снимков на наличие человека.

Параллельно, по радиомодулю передачи данных с компьютера и звука с высокочувствительного микрофона, формируется поток данных, включая звуковой и цифровой. Далее, с использованием антенн F-типа, звуковой сигнал передается на наземную станцию управления, прослушивался с поверхности земли во время полета и передается цифровой поток данных в виде фотоснимков с их координатами, и с предполагаемым объектом для более точного изучения кадра на земле.

Координаты, привязанные к фотоснимку, определяются антенной GPS/Glonass, подключенной к полетному контроллеру. На земле полученные фотоснимки обрабатывают более подробно с помощью нейронной сети и делают заключение о наличии раненого. Затем на место выделенного объекта направляется беспилотного летательного аппарата с целью попытки установления контакта при помощи громкоговорителей, подключенных к усилителю звукового сигнала, и заранее записанных голосовых команд, или световых сигналов заранее заданной кодировки.

Обратная связь осуществляется при помощи высокочувствительного микрофона, с помощью которого на землю передавался звуковой сигнал (при возможности раненого издавать и принимать команды) либо с помощью световых сигналов заранее заданной кодировки. Даже если контакт не устанавливался, наблюдение над раненым продолжается - его координаты передаются спасательному (медицинскому) отряду, имеющему возможность выдвинуться в заданное место, либо беспилотному роботизированному эвакуационному средству. Параллельно ведется общение с раненым возможными способами. После выполнения полета через парашютный люк выбрасывается система парашютной посадки, с помощью которой выполняется посадка беспилотного летательного аппарата.

Таким образом, заявляемая конструкция беспилотного летательного аппарата самолетного типа для обнаружения пропавшего человека обеспечивает возможность проведения оперативной разведки местности беспилотным летательным аппаратом для определения координат раненого.

Корпус и каркас беспилотного летательного аппарата выполнен из полых компонентов, в корпус встроен микропроцессор, соединенный с встроенным в корпус блоком беспроводного интерфейса.

На корпусе закреплен ориентированный вверх автоматический зонт, механизм которого выполнен с возможностью раскрывания и складывания зонта по команде с микропроцессора.

Площадь купола зонта в раскрытом состоянии обеспечивает полное накрытие беспилотного летательного аппарата.

Цвет внешней поверхности купола зонта выполнен в тон подстилающей поверхности (для снижения заметности).

На внешней поверхности купола встроена метка радиочастотной идентификации, выполненная с возможностью шифрования данных. Контуры периметра метки выполнены хаотично изломанными для минимизации обнаружения метки по «ровному прямоугольному контуру» средствами воздушной разведки.

Для снижения радиолокационной заметности корпус и все элементы беспилотного летательного аппарата выполнены из радиопоглощающего материала.

Нижняя часть корпуса выполнена с частично закрытой полостью, открытая часть которой обращена к земле, в эту полость встроен баллон, выполненный с возможностью раздутия и сдутия по команде с микропроцессора.

Объем раздутого баллона обеспечивает удержание беспилотного летательного аппарата над землей и над водой на высоте не менее 3 см, что минимизирует риски повреждения полезной нагрузки вследствие прямого контакта с подстилающей поверхностью.

В корпус встроен ориентированный к земле лазерный дальномер, соединенный и микропроцессором.

Микропроцессор выполнен с возможностью формирования команд на открытие или закрытие купола зонта и на раздутие или сдутие баллона по показаниям лазерного дальномера и информации с имеющейся видеокамеры. Такие команды могут быть даны оператором, управляющим беспилотным летательным аппаратом, посредством блоком беспроводного интерфейса.

За счет того, что корпус беспилотного летательного аппарата выполнен из радиополгощающего материала, а при приземлении беспилотного летательного аппарата он накрывается куполом зонта, раскрашенным в цвет подстилающей поверхности, снижается его заметность. При необходимости беспилотный летательный аппарат может быть обнаружен с помощью метки радиочастотной идентификации - ее выполнение с возможностью шифрования данных, также направлено на повышение скрытности беспилотного летательного аппарата.

При необходимости приземлившийся беспилотный летательный аппарат может продолжить полет, свернув зонт и, при необходимости, сдув баллоны, а может «дожидаться» обнаружения человеком, обеспечивающим его доставку в расположение подразделения и/или обнаружения раненого по координатам беспилотного летательного аппарата или с помощью имеющейся метки радиочастотной идентификации.

Беспилотный летательный аппарат розыска раненых cодержит встроенную бортовую вычислительную систему, модуль определения пространственных координат, модуль связи, аудиорегистратор, микрофон, жестко закрепленный на одном крыле, край которого выполнен с нанесением виброгасящего и шумоизолирующего покрытий, камеру наблюдения, два громкоговорителя, усилитель звукового сигнала, две антенны F-типа, радиомодуль передачи данных, интерфейс питания. Бортовая вычислительная система содержит одноплатный компьютер с нейронной сетью. Корпус и каркас беспилотного летательного аппарата выполнены из полых компонентов. В корпус встроен микропроцессор и закреплен ориентированный вверх автоматический зонт, механизм которого выполнен с возможностью раскрывания и складывания зонта по команде с микропроцессора, а на внешней поверхности купола зонта встроена метка радиочастотной идентификации. Нижняя часть корпуса выполнена с частично закрытой полостью, открытая часть которой обращена к земле, при этом в полость встроен баллон, выполненный с возможностью раздутия и сдутия, а также в корпус встроен ориентированный к земле лазерный дальномер, управляемый по команде с микропроцессора. Обеспечивается снижение заметности приземлившегося беспилотного летательного аппарата, предназначенного для розыска раненых.

Беспилотный летательный аппарат розыска раненых, характеризующийся тем, что он содержит встроенную бортовую вычислительную систему, модуль определения пространственных координат, модуль связи, аудиорегистратор, при этом корпус беспилотного летательного аппарата выполнен с возможностью одновременной фиксации и подключения к бортовой вычислительной системе камеры наблюдения, отличающийся тем, что дополнительно содержит два громкоговорителя, усилитель звукового сигнала, две антенны F-типа, радиомодуль передачи данных с компьютера и звукового сигнала с аудиорегистратора, интерфейс питания, при этом бортовая вычислительная система представлена обрабатывающим одноплатным компьютером со сверхточной нейронной сетью, к которому подключен радиатор воздушного охлаждения, которые расположены в монолитном корпусе беспилотного летательного аппарата, при этом обрабатывающий одноплатный компьютер подключен через интерфейс питания к распаечной коробке, имеет возможность соединения с камерой наблюдения в виде беззеркальной фотокамеры и радиомодулем передачи данных с компьютера и звука с аудиорегистратора в виде высокочувствительного микрофона, жестко закрепленного на одном крыле, край которого выполнен с нанесением виброгасящего и шумоизолирующего покрытий и имеет возможность соединения с радиомодулем передачи данных с компьютера и звука, два громкоговорителя соосно жестко закреплены в нижней части корпуса беспилотного летательного аппарата, каждый находится в пластиковом корпусе со степенью защиты IP55 и имеет соединение с усилителем звукового сигнала, который соединен с распаечной коробкой, между громкоговорителями размещен парашютный люкс с системой парашютной посадки, модуль определения пространственных координат выполнен с антенной GPS/Glonass приемника и имеет возможность соединения с полетным контроллером, модуль связи выполнен в виде радиомодуля телеметрии и управления беспилотного летательного аппарата, закреплен на расположенной во внутренней части корпуса 3D-печатной платформе из пластика и имеет соединение с полетным контроллером, антенны выполнены медными F-типа, работающими на частоте 860-980 МГц, одна из которых имеет соединение с радиомодулем телеметрии и управления беспилотного летательного аппарата, другая имеет соединение с радиомодулем передачи данных с компьютера и звукового сигнала с микрофона, каждая закреплена на съемной текстолитовой площадке, бортовой обрабатывающий одноплатный компьютер и беззеркальная фотокамера установлены на съемную карбоновую площадку, которая крепится по центру внешнего корпуса беспилотного летательного аппарата, распаечная коробка выполнена из пластика, в которую установлен полевой транзистор, беззеркальная фотокамера соединена распаечной коробкой с полетным контроллером, отличающийся тем, что:

корпус и каркас беспилотного летательного аппарата выполнены из полых компонентов,

в корпус беспилотного летательного аппарата встроен микропроцессор, соединенный с встроенным в корпус блоком беспроводного интерфейса,

на корпусе закреплен ориентированный вверх автоматический зонт, механизм которого выполнен с возможностью раскрывания и складывания зонта по команде с микропроцессора,

площадь купола зонта в раскрытом состоянии обеспечивает полное накрытие беспилотного летательного аппарата,

цвет внешней поверхности купола зонта выполнен в тон подстилающей поверхности,

на внешней поверхности купола встроена метка радиочастотной идентификации, выполненная с возможностью шифрования данных, контуры периметра которой выполнены хаотично изломанными,

корпус и все элементы беспилотного летательного аппарата выполнены из радиопоглощающего материала,

нижняя часть корпуса выполнена с частично закрытой полостью, открытая часть которой обращена к земле,

в полость встроен баллон, выполненный с возможностью раздутия и сдутия по команде с микропроцессора,

объем раздутого баллона обеспечивает удержание беспилотного летательного аппарата над землей и над водой на высоте не менее 3 см,

в корпус встроен ориентированный к земле лазерный дальномер, соединенный с микропроцессором,

микропроцессор выполнен с возможностью формирования команд на открытие или закрытие купола зонта и на раздутие или сдутие баллона.