CN106132826B - 警用无人机 - Google Patents

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Abstract

在于提供一种警用无人机(20)来协助控制道路交通问题。一种改良式的无人机(20)使用了许多内嵌式的装置以及机构；一摄影机(21)是设置在前侧以对巡逻或是在控制/指挥中心内的警员作数据更新。一迷你扫描仪(22)是设置在后侧,以可对在交通事故中或是违反交通规则之驾驶的文件作扫描,而一迷你打印机(23)则是设置在前侧,且是位于摄影机(21)的下方,以殅印交通罚单、警察报告…等。在警员和驾驶间的沟通可以透过摄影机(21)、在前侧下方的喇叭(24)、以及设置在前侧,且位于打印机(23)和摄影机(21)之间的麦克风(25)来加以监控。围绕着一内嵌于无人机下方本体之管状马达(28)而旋转之网状的二极管(27)屏幕(26)是向下而延展,以显示指令来引导驾驶。

Description

警用无人机
技术领域
本发明主要是有关于一种无人航空器，是作为公路巡逻，以协助控制交通上的各种问题。
发明背景
无人航空器，其通常也称之为无驾驶飞行器或是遥控引导的交通工具，不论是未来，或是在不同的商业以及民间的使用上正在市场上大行其道。不论是热影像或是摄影镜影像、包裹运送、农耕、农作物调查、电影拍摄之航空特技飞行、搜救任务、建筑工业、电缆线检查、水库、管线、野生动物计数、投递医疗设备到远方或是其它无法到达的地区、由动物保护团体所实施之非法盗猎行为之决定、牲畜监控、野火空照、管线安全、家庭安全、道路巡逻、反侵权行为、搜救行为、投放救生设备给多个游泳者、损坏评估、透过云层、雨、雾、以及白天或是黑夜状况的天气影像实时调查。
无人机同时也同于遥控感测工作。它们的遥控感测功能包括了多个电磁光谱传感器、加玛传感器、生化传感器、化学传感器、光学传感器、红外线镜头以及合成孔径雷达(synthetic aperture radar)。
为了能执行这些任务，无人机本身内容需完成一些内部的工作以及功能，例如是测试、数据运用以及沟通。而为了避色意外或是错失目标，无人机应具有下列的能力：
路径规划：在符合目的以及任务的限制前题下，例如是障碍或是油料需求，决定出一条最佳的路径以让交通器能依循。
轨迹产生(也称动作计划)：决定一最佳的控制策略来依循一给定的路径或是由一地到另一地下接受指令。
轨迹管理：限制交通器在一轨迹的容许范围内所需要特定的控制策略。
任务配置以及时程安排：在时间以及设备限制条件下，于一群代理中决定出最佳的任务分配。
合作策略：在代理间，形成一最佳的序列以及活动的空间分配，以能在任何给定任务的情形下，最大化成功机率。
由于无人机技术正无限的发展中，目前在民用中最迫切的一种用途即是警察界了，但有关这主题可行的想法都只用在拍照，或是实时的交通影音，或是打击犯罪上。
目前在市场现存的技术中均没有显示着无人机要如何的来作为公路巡逻，来在一交通意外事故中协助解决交通堵塞、协助警车或是救护车快速地到达事故现场、在警车或救护车到达评估事故严重情形、导引在事故现场中的驾驶，甚至是将位在中控/指挥中心内的警察和在事故现场内汽车驾驶之间建立连结以及沟通、扫描文件、印出警察报告。
本发明提供了一种靠着许多紧密地设置在内部的装置而可以处理许多各种不同交通问题的无人机。
简要说明
在于提供一种警用无人机，以协助控制道路交问题。
一种改良式的无人机使用着许多内建式的装置以及机构，一摄影机是设置在前端，以可对在巡逻或是在指挥/控制中心的警察提供实时的相片或是影片之最新的数据。在后端则设置了一迷你扫描仪，以可对处在交通意外事故中或是违反交通规则的驾驶证件作扫描，而设置在前端，且位在摄影机下方的一迷你打印机则可印制交通罚单、一份交通事故警察报告...等。
在警察以及驾驶间的沟通亦可透过摄影机来加以监控，以及设置在无人机前下方一侧的喇叭以及设在前方位于打印机及摄影机之间的麦克风来执行。
警用无人机尚有它可延展/旋转的镜头，它是由一网状的二极管所构成的屏幕。这种屏幕是围绕着嵌入于无人机下方的一管状马达而旋转。在执行任务时，这屏幕经由一缺口而向下旋转。当它垂直的向下悬吊着时，处于巡逻或是位在控制/指挥中心的警察则可发出不同形态的命令来呈现在屏幕上，以导引驾驶。
警用紧急(危险)灯号则是设置在无人机本体表面上，其是座落于环绕着推进器环体内部表面之上，因此几乎可以提供360度的警示灯。
在无人机上方之内设置了有一个急救箱，在需要时能提供给于事故现场的人。
图式简要说明
图1：显示了警用无人机的立体图(左上前侧)。
图2：显示了警用无人机的立体图(左上后侧)。
图3：显示了警用无人机的平面图。
图4：显示了左前底视的立体图。
图5：显示了警用无人机后方平面图。
图6：显示了警用无人机的平面图。
图7：显示了二极管屏幕启动时的警用无人机的立体图。
图8：显示了在交通事故时，透过三台警用无人机作为交通控制情形的立体图。
图9：显示了在交通事故时，透过二台警用无人机作为交通控制情形的放大立体图。
图10：显示了由交通工具内观看朝向导引无人机的立体图。
图11：显示了交通堵塞情形时的立体图，其中，三台无人机正导引以及处理整个交通状况。
图12(A、B、C)：显示了无人机中心(站)的立体图。
图13：显示了在大城市内警用无人机中心分布的平面图。
发明详细说明
实施本发明的最佳模式：
为能简单顺利地实施本发明，提供了一份关于本发明各部零件，且由图式所支持的详细说明，其中，主要的零部件是据其重要性来依序排列；在读取本文的每一个特征时，均会在部件本文后，以及在零件数字列表中都会跟着一数字，这可使得在阅读本文时更容易，零部件特征的号码在此所显示的是由20开始序列列出。当一零部件的特征出现在本文时，都会直接的给予它所需要的号码。如在图1所示，零部件特征是依序地由20、21、22...而排列。
众所周知的，当一件事故发生时，道路上一线、二线或是更多的车道都会发生堵塞，这意谓着交通壅塞，而往往，这壅塞情形会延伸达数公里之远；这对于由后方疾驶而来不论是警车，或是救护车在穿过堵塞区时都会非常的困难。由于时间对于伤者、对于正在使用道路的驾驶者以及乘客、对于警察以及救护车而言都是非常重要的。然而时至今日，仍然没有看到使用着一种改良式的无人机来将事故的副作用降底至最低。对于将无人机的应用于警察任务上仍是处于萌芽阶段，且仅是限于拍照。
本发明是在提供一种改良型的警用无人机来协助控制道路交通问题，例如是：事故、交通堵塞、交通违规、印制警察对事故的报告、发出交通罚单、监看以及控制交通、在警察到达前，接触以及处理驾驶的问题，抑或是不需要警察的参与，而只需要一名在控制/指挥中心的官员即可遥控地处理那些问题。
在此所揭露的是一种改良式警用无人机20，在其内部使用了许多嵌入式的装置以及机构，例如下列所示：
1-一摄影机21是设置在无人机20的前侧，以可对处在巡逻或是控制/指挥中心的警员以实时的相片或是影片来提便最新的信息。一迷你扫描仪22则是设置在后侧，以可对牵连于一事故或是交通违规事件中的驾驶证件作出扫描；这扫描仪22也可由一摄影机来替代。一迷你打印机23则是位在前侧摄影机的下方，以可打印交通罚单、事故警察报告...等(图1、2)。
2-在警员和驾驶间的沟通可以透过所述的摄影机21作监控，并且加上位在无人机20前侧底部的一喇叭24，以及一设置在前侧，位于迷你打印机23和摄影机21之间的拉取式麦克风25来执行。驾驶可以被导引而透过喇叭24(图1-6)作出几乎所有驾驶应作的动作，例如，警员可以在一控制/指挥中心来导引驾驶，透过拉取式麦克风25来和警员沟通。
应注意的是，依据由无人机20所收集有关于事故的数据、传送到控制/指挥中心的影片(在一事故中牵涉其中之车辆、车牌号码、驾驶的相片)，以及依据和在事故中个别驾驶，或是一群驾驶间的通话而言，若是车辆仍可行驶，在控制/指挥中心的警员可和驾驶通话，并将驾驶的证件***并由迷你扫描仪22扫描，或是由摄影机21来为他们拍摄一张相片，以用警察事故报告，而这份报告可以直接地由迷你打印机23印出或直接的利用电邮传送给驾驶处。
因此，在这情形下，不需要警员，也没有必要等到巡逻警员到场，某些事故即可极快速的处理掉。
3-警用无人机20其它的特征在于它可延展/旋转的指挥屏幕26(图1-7)，它是一种对现行技术的革命性改良，它可以由其它使用者使用在其它许多不同的商业(媒体)用途。所述的屏幕26是由一网状的二极管27所形成。这种屏幕是以传统的方式围绕着设置在无人机20下方本体内的一管形马达(未显示)而旋转。当出勤务时，屏幕26会由一缺口29而朝向下旋转，因此，当垂直地悬吊时，在巡逻中，或是在控制/指挥中心内的警察可依据交通需求的状况而发出适切的指令而呈现在屏幕26上，来导引驾驶到达正确的车道上。
因此，在不需要警员站在车道的中央，具有指挥屏幕26、盘旋在汽车挡风玻璃前方的无人机20，可以引导驾驶。无人机20同时也具有快速地由一地或是一车道移到另一地或车道、广阔的视角，并对百公尺外的交通状况拍照的能力，这些能力都不是一位站在交通堵塞现场内的警员能够作到的事。
4-警用紧急(危险)警示灯30是设置在无人机的本体表面上，座落于环绕着推进器32的内环31上方，如此才以提供几乎是360度的闪光灯(图1-5)。
5-急救箱33是设置在无人机20上方的中央部(图2)，以使在需要时，能对在事故现场的人提供服务。驾驶人员或是协助患者的人员可透过在控制/指挥中心警员的声音和无人机20的喇叭24而被导引到急救箱33处。
6-无人机处理事故的情形(图8-11)：在此使用了三台无人机20(于图1，2，3标示出)来处理一事故，在一条三线道的高速公路上，在左线道上发生了二部车辆的交通意外事故，因此引发了交通堵塞，一巡逻中的警察试着由后方来接近现场。所述的三台无人机20(1、2、3)在巡逻警员到达前先行到达了现场。第一台无人机(1)20接近事故现场的车辆，并开始摄影以及和车辆驾驶沟通。第二台无人机(2)20直接地***在停止不动的辆以及后方，在相同道内疾驶而来的车辆之间，并开始利用指挥屏幕26来导引那些车辆移到右线道(正确的车道)来远离事故区域。第三台无人机率3)20直接地由事故现场开始向前移到巡逻警察处，并同时警示着驾驶移向右侧。一旦它到达了直接位在巡逻警察前方，并将前方阻挡的车辆时，它会即刻地开始利用指挥屏幕26，甚至是利用了喇叭24来发布命令来要求他们向右侧移。这一无人机(3)以相同于巡逻的方向，以及相同的速度向前移，来命令其它在巡逻车之前的车辆向右侧移动，因此，在巡逻车前方、因为一车辆挡住了视线而无法由车辆后视镜获得良好视线的车辆则会知道，并被无人机20导引。因此，挡住巡逻车车道的车辆将会提早告知以清空车道。这作法也有另一种益处，就是这些车辆在到达事故现场前将会在右线道组织起来，并降低车速，因为在事故现场将会很难向右侧移。
这也避免了另外交通事故的发生，因为在前方发生了事故时，在后方的车辆瞬间会发现车道发生了壅塞以致于会即刻的大力踩下然车，而这也是造成更多的交通混乱以及可能更多的意外事故。
7-无人机站(中心)图(A、B、C)：作为无人机停机站的中心34可以建成所提供的形状。中心34提供了一个遮避处，难以到达，由自动门35封闭着，AC空调，并对无人机20具有充电服务。
8-中心分配图(图13)：无人机20站在一个约25X35公里的城市范围内的中心34分配图可以建立，如此，每一个中心有6台无人机20，每3台可以由其所在其位置最大5公里范围内工作，这种分配意谓着在1-5分钟内，一组3台的无人机20可到场，并处理事故以及交通问题。对于具有这种面积之城市的分配需要着20个中心34以及240台无人机20(这些无人机将花费2千5百万美金，这对于大城市的交通计划而言花费并不大)。
注意：使用无人机于交通控制所带来的利益并不仅限于在此作为范例的情形，它也可用于环形交流道的交通管控、对故障的交通号志灯作出执行暂时性的工作、以及引导一群人到正确的方向，而不是由往往在短距离内也无法看到的警员站在路上来执行。
产业利用性
1-警用无人机装置、工具、以及机构均是由现有的工具、零部件、机构而构成，再加上可实施的改良。
2-具有许多在交通以及民间救援、安全服务的用途，也是警员的第一个无人助手。
3-可使用传统的遥控控制来使用来自控制/指挥中心的指挥命令来接近停止不动的车辆、交通壅塞地，而透过它本身的摄影机以及喇叭，控制的警员可以处理各种不同的交通问题。
4-它本身具有的革命性指挥屏幕对民间用途提供了许多不同的选项。
5-它可以有自己本身的停靠站(中心)，这些停靠站提供了停靠、充电以及储存的服务。
6-使用无人机避免许多额外的事故，维护人们的安全，以及节省了时间以及金钱。
零件列表
20 无人机
21 摄影机
22 迷你扫描仪
23 迷你打印机
24 喇叭
25 麦克风
26 指挥屏幕
27 网状二极管
29 缺口
30 警用紧急警示灯
31 环
32 推进器
33 急救箱
34 中心
35 自动门

Claims (6)

1.一种用于处理交通问题的警用无人机(20),其特征在于,包括了:
一无人机(20)；
一摄影机(21)；
一迷你扫描仪(22)；
一迷你打印机(23)；
一麦克风(25)；
一指挥屏幕(26)；
一网状二极管(27)；
一管状马达；
一缺口(29)；
一急救箱(33)；
进一步的，所述的迷你扫描仪(22)是设置在后侧,以扫描在一事故中或是违反交通规则驾驶的文件,所述的迷你打印机(23)是设置前侧,且位于所摄影机(21)的下方,以用于打印一交通罚单、警察报告；
所述的指挥屏幕(26)是由网状的二极管(27)所组成,以用于多重警察以及民用目的,所述的屏幕是围绕着一管状马达而旋转,且所述的马达是设置在沿着所述无人机(20)下方本体而嵌设,所以每当在执行任务时,所述的屏幕(26)可透过所述的缺口(29)而向下旋转,而当其垂直地向下悬吊时,依据交通所需的指令,巡逻中或是处在控制/指挥中心的警员可发出相应的指令,并出现在所述的屏幕(26)上,以引导驾驶到正确的车道。
2.如权利要求1所述的用于处理交通问题的警用无人机(20),其特征在于,所述的摄影机(21)是设置于所述的无人机(20)的前侧,以可供巡逻中或是处在控制/指挥中心的警察最新的相片或是影像。
3.如权利要求1所述的用于处理交通问题的警用无人机(20),其特征在于,所述的麦克风(25)是设置在前侧,且位于所述的迷你打印机(23)以及摄影机(21)之间,以致于在一控制/指挥中心的警员和一驾驶间的沟通可以藉由所述的摄影机(21)来加以监控,并由一设置在所述无人机(20)前方底部的喇叭(24)和所述的麦克风(25)来执行；驾驶可藉由所述的喇叭(24)加以引导而作出所有必要的动作,警员可引导驾驶将其文件***于所述迷你扫描仪(22),或是由所述的摄影机(21)拍摄一张相片,以用于警察事故报告中,这份报告可直接由所述的迷你打印机(23)打印,或是以电邮传送给驾驶。
4.如权利要求1所述的用于处理交通问题的警用无人机(20),其特征在于,还包括警用紧急警示灯(30)，所述的警用紧急警示灯(30)是设置在所述无人机(20)本体的表面,亦是座落在围绕推进器(32)之内环(31)之上,所以可以提供几乎360度的警示灯。
5.如权利要求1所述的用于处理交通问题的警用无人机(20),其特征在于,所述急救箱(33)是设置在所无人机(20)的***部,以便需要时能提供给在事故现场的人员。
6.如权利要求1所述的用于处理交通问题的警用无人机(20),其特征在于,一组三台编号为1-3的警用无人机(20)可透过一指挥/控制中心而离开其储存中心(34)来处理事故问题,来在警员到达前先行到达事故现场,其中,第一台到达事故现场车辆的无人机(20)是用于拍照以及和车辆驾驶沟通,第二台到达的无人机(20)直接***在停止不动的车辆以及来自后方处于同一车道内的车辆之间,以可将后方的车辆引导到正确的车道并远离事故现场,第三台无人机(20)抵达直接位于巡逻警察前方,并堵塞了前方交通的车辆时,会透过指挥屏幕(20)而发出指令来命令他们离开巡逻车道。
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