一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置

技术领域

本发明涉及弹射跳伞高度评判技术领域，具体为一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置。

背景技术

跳伞运动是指跳伞员乘飞机、气球等航空器或其他器械升至高空后跳下，或者从陡峭的山顶、高地上跳下，并借助空气动力和降落伞在张开降落伞之前和开伞后完成各种规定动作，并利用降落伞减缓下降速度在指定区域安全着陆的一项体育运动。按行动性质分为战斗跳伞、训练跳伞、任务跳伞；按行动分为主动跳伞和被迫跳伞；按降落点的自然地理条件分为山地跳伞、森林地跳伞、水网稻田地跳伞、炎热地区跳伞、寒区跳伞、水上跳伞、高原跳伞等；按开伞方法分为绳拉开伞跳伞、手拉开伞跳伞、射伞枪开伞跳伞等。此外，还可根据航空器类型、跳伞高度、开伞时间等进行分类。

目前弹射跳伞在降落过程中跳伞人员根据自身经验来判断高度进行开伞，容易造成较大的误差，安全性低，因此，有必要设计一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置，包括安装板、监测箱和支撑腿机构，所述监测箱安装于安装板下端面，所述安装板两端分别开设安装孔；

支撑腿机构，所述支撑腿机构包括第一支撑腿组件和第二支撑腿组件，所述第一支撑腿组件和第二支撑腿组件对称安装于安装板两端，所述监测箱下端面两侧分别安装距离传感器，所述监测箱下端面中部安装红外测距仪，监测箱内腔安装控制器和信号收发器，所述距离传感器、红外测距仪、信号收发器分别连接控制器；

还包括图像采集摄像头，所述图像采集摄像头安装于距离传感器一侧。

优选的，本申请提供的一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置，其中，所述控制器内安装中央处理器、传感信号采集单元、红外信号采集单元、告警单元、图像信号采集单元、图像处理单元、信号传输单元，所述传感信号采集单元输入端分别连接距离传感器，所述传感信号采集单元输出端连接中央处理器，所述红外信号采集单元输入端连接红外测距仪，所述红外信号采集单元输出端连接中央处理器，所述图像信号采集单元输入端连接图像采集摄像头，所述图像信号采集单元输出端通过图像处理单元连接中央处理器，所述告警单元连接中央处理器，所述中央处理器通过信号传输单元连接信号收发器，所述信号收发器分别连接跳伞人员耳机和后台监控终端；其中，传感信号采集单元用于采集距离传感器信号；红外信号采集单元用于采集红外测距信号；图像处理单元用于对采集的图像进行无失真处理。

优选的，本申请提供的一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置，其中，还包括GPS/北斗定位单元，所述GPS/北斗定位单元连接中央处理器，所述GPS/北斗定位单元用于对弹射跳伞位置实时定位。

优选的，本申请提供的一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置，其中，所述传感信号采集单元包括运算放大器A和运算放大器B，所述运算放大器A正极输入端通过电阻A连接传感信号采集端，所述运算放大器A负极输入端通过电阻B接地，所述运算放大器A控制端通过电阻C连接输出端，所述运算放大器A输出端和运算放大器B正极输入端之间连接电阻D，所述运算放大器B负极输入端通过电阻E接地，所述运算放大器B输出端通过电阻F连接信号输出端

优选的，本申请提供的一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置，其中，所述第一支撑腿组件和第二支撑腿组件结构完全一致，包括支撑腿本体和减震组件，所述支撑腿本体与安装板之间安装减震组件，所述减震组件包括上套筒、下套筒、阻尼筒、阻尼杆、导向柱和减震弹簧，所述阻尼筒安装于下套筒内，所述阻尼杆底端与阻尼筒连接，所述阻尼杆上端部与导向柱底端连接，所述导向柱上端部置于上套筒内，所述减震弹簧套设于导向柱外部。

优选的，本申请提供的一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置，其中，其使用方法包括以下步骤：

A、弹射跳伞降落时，距离传感器实时采集弹射跳伞底部与地面之间的距离；同时红外测距仪实时测量弹射跳伞底部与地面之间的距离，采集的距离信号放大后传输至控制器；

B、图像采集摄像头实时采集弹射跳伞周围图像信号，并处理后传输至控制器；

C、控制器接收距离信号和图像信号，采集的距离信号转换成具体的高度值，并与预设的最低安全高度进行比较；

D、若弹射跳伞与地面的距离处于最低安全高度范围内，则立即向跳伞人员发出报警信号提醒跳伞人员开伞；

E、同时将距离信号、位置信号、图像信号实时反馈至后台监测终端。

优选的，本申请提供的一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置，其中，所述图像处理单元处理方法如下：

a、首先对图像进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声；

b、之后对图像进行噪点去除；

其中，噪点去除采用图像插值函数运算进行处理，其中，函数公式为：

C’＝A*T+D*(1-T)，其中，C’表示输出去燥后图像像素，A表示当前图像待处理像素，T表示逻辑平衡变量，D表示当前待处理像素的噪声平滑值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明结构设计新颖，智能化程度高，安装在弹射跳伞下方，能够对弹射跳伞最低安全高度快速监测和评断，能够立即将信号反馈至跳伞人员，确保弹射跳伞人员的安全。

(2)本发明采用的传感信号采集单元能够对距离信号进行无失真放大，能够提高最低安全高度的监测精度。

(3)本发明采用的支撑腿组件具有支撑缓冲作用，能够在弹射跳伞掉入地面后起到保护监测箱的作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明支撑腿组件结构示意图；

图3为本发明控制原理框图；

图4为本发明传感信号采集单元电路图；

图5为本发明工作流程图；

图中：安装板1、监测箱2、第一支撑腿组件3、第二支撑腿组件4、距离传感器5、红外测距仪6、控制器7、信号收发器8、图像采集摄像头9、中央处理器10、传感信号采集单元11、红外信号采集单元12、告警单元13、图像信号采集单元14、图像处理单元15、信号传输单元16、跳伞人员耳机17、后台监控终端18、GPS/北斗定位单元19、支撑腿本体20、上套筒21、下套筒22、阻尼筒23、阻尼杆24、导向柱25和减震弹簧26。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种弹射跳伞最低安全高度智能评判报警装置，包括安装板1、监测箱2和支撑腿机构，所述监测箱2安装于安装板1下端面，所述安装板1两端分别开设安装孔；

支撑腿机构，所述支撑腿机构包括第一支撑腿组件3和第二支撑腿组件4，所述第一支撑腿组件3和第二支撑腿组件4对称安装于安装板1两端，所述监测箱2下端面两侧分别安装距离传感器5，所述监测箱2下端面中部安装红外测距仪6，监测箱2内腔安装控制器7和信号收发器8，所述距离传感器5、红外测距仪6、信号收发器8分别连接控制器7；

还包括图像采集摄像头9，所述图像采集摄像头9安装于距离传感器5一侧。

本发明中，控制器7内安装中央处理器10、传感信号采集单元11、红外信号采集单元12、告警单元13、图像信号采集单元14、图像处理单元15、信号传输单元16，所述传感信号采集单元11输入端分别连接距离传感器5，所述传感信号采集单元11输出端连接中央处理器10，所述红外信号采集单元12输入端连接红外测距仪6，所述红外信号采集单元12输出端连接中央处理器10，所述图像信号采集单元14输入端连接图像采集摄像头9，所述图像信号采集单元14输出端通过图像处理单元15连接中央处理器10，所述告警单元13连接中央处理器10，所述中央处理器10通过信号传输单元16连接信号收发器8，所述信号收发器8分别连接跳伞人员耳机17和后台监控终端18；其中，传感信号采集单元用于采集距离传感器信号；红外信号采集单元用于采集红外测距信号；图像处理单元用于对采集的图像进行无失真处理；还包括GPS/北斗定位单元19，所述GPS/北斗定位单元19连接中央处理器10，所述GPS/北斗定位单元19用于对弹射跳伞位置实时定位。

其中，传感信号采集单元包括运算放大器A1b和运算放大器B2b，所述运算放大器A1b正极输入端通过电阻A1a连接传感信号采集端，所述运算放大器A1b负极输入端通过电阻B2a接地，所述运算放大器A1b控制端通过电阻C3a连接输出端，所述运算放大器A1b输出端和运算放大器B2b正极输入端之间连接电阻D4a，所述运算放大器B2b负极输入端通过电阻E5a接地，所述运算放大器B2b输出端通过电阻F6a连接信号输出端。本发明采用的传感信号采集单元能够对距离信号进行无失真放大，能够提高最低安全高度的监测精度。

此外，本发明中，第一支撑腿组件3和第二支撑腿组件4结构完全一致，包括支撑腿本体20和减震组件，所述支撑腿本体20与安装板1之间安装减震组件，所述减震组件包括上套筒21、下套筒22、阻尼筒23、阻尼杆24、导向柱25和减震弹簧26，所述阻尼筒23安装于下套筒22内，所述阻尼杆24底端与阻尼筒23连接，所述阻尼杆24上端部与导向柱25底端连接，所述导向柱25上端部置于上套筒21内，所述减震弹簧26套设于导向柱25外部。本发明采用的支撑腿组件具有支撑缓冲作用，能够在弹射跳伞掉入地面后起到保护监测箱的作用。

工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：

A、弹射跳伞降落时，距离传感器实时采集弹射跳伞底部与地面之间的距离；同时红外测距仪实时测量弹射跳伞底部与地面之间的距离，采集的距离信号放大后传输至控制器；

B、图像采集摄像头实时采集弹射跳伞周围图像信号，并处理后传输至控制器；

C、控制器接收距离信号和图像信号，采集的距离信号转换成具体的高度值，并与预设的最低安全高度进行比较；

D、若弹射跳伞与地面的距离处于最低安全高度范围内，则立即向跳伞人员发出报警信号提醒跳伞人员开伞；

E、同时将距离信号、位置信号、图像信号实时反馈至后台监测终端。

其中，图像处理单元处理方法如下：

a、首先对图像进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声；

b、之后对图像进行噪点去除；

其中，噪点去除采用图像插值函数运算进行处理，其中，函数公式为：

C’＝A*T+D*(1-T)，其中，C’表示输出去燥后图像像素，A表示当前图像待处理像素，T表示逻辑平衡变量，D表示当前待处理像素的噪声平滑值。采用的图像处理单元降低了图像的全局亮度差异，增强了图像对比度，有效的抑制了噪声，提高了图像采集的清晰度。

综上所述，本发明结构设计新颖，智能化程度高，安装在弹射跳伞下方，能够对弹射跳伞最低安全高度快速监测和评断，能够立即将信号反馈至跳伞人员，确保弹射跳伞人员的安全。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。