应用信号驱动的伞体控制系统的制作方法

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种应用信号驱动的伞体控制系统。

背景技术：

信号处理最基本的内容有变换、滤波、调制、解调、检测以及谱分析和估计等。变换诸如类型的傅里叶变换、正弦变换、余弦变换、沃尔什变换等；滤波包括髙通滤波、低通滤波、带通滤波、维纳滤波、卡尔曼滤波、线性滤波、非线性滤波以及自适应滤波等；谱分析方面包括确知信号的分析和随机信号的分析，通常研究最普遍的是随机信号的分析，也称统计信号分析或估计，它通常又分线性谱估计与非线性谱估计；谱估计有周期图估计、最大熵谱估计等；随着信号类型的复杂化，在要求分析的信号不能满足高斯分布、非最小相位等条件时，又有髙阶谱分析的方法。高阶谱分析可以提供信号的相位信息、非高斯类信息以及非线性信息；自适应滤波与均衡也是应用研究的一大领域。自适应滤波包括横向lms自适应滤波、格型自适应滤波，自适应对消滤波，以及自适应均衡等。此外，对于阵列信号还有阵列信号处理等等。

信号处理是电信的基础理论与技术。它的数学理论有方程论、函数论、数论、随机过程论、最小二乘方法以及最优化理论等，它的技术支柱是电路分析、合成以及电子计算机技术。信号处理与当代模式识别、人工智能、神经网计算以及多媒体信息处理等有着密切的关系，它把基础理论与工程应用紧密联系起来。因此信号处理是一门既有复杂数理分析背景，又有广阔实用工程前景的学科。

信号处理是以数字信号处理为中心而发展的。这是因为信号普遍可以用数字化形式来表示，而数字化的信号可以在电子计算机上通过软件来实现计算或处理，这样，无论多么复杂的运算，只要数学上能够分析、可以得到最优的求解，就都可以在电子计算机上模拟完成。如果计算速度适当快，还可以用超大规模的专用数字信号处理心片来实时完成。

技术实现要素：

本发明至少具有以下两个重要的发明点：

(1)只有在翼装飞行员身处降落伞可以打开的低空高度以及附近预设距离内不存在其他翼装飞行员时，方允许翼装飞行员人工弹出背负的降落伞，从而避免飞行事故发生；

(2)采用针对性的信号分析机制对翼装飞行员附近预设距离内是否存在其他翼装飞行员执行相应的状态监测。

根据本发明的一方面，提供了一种应用信号驱动的伞体控制系统，所述系统包括：

速度传感设备，佩戴在翼装飞行员身上，用于在检测并输出所述翼装飞行员当前飞行速度。

更具体地，在所述应用信号驱动的伞体控制系统中，还包括：

数值判断设备，与所述速度传感设备连接，用于在接收到的当前飞行速度大于等于预设速度阈值时，发出第一驱动信号；

其中，所述数值判断设备还用于在接收到的当前飞行速度小于所述预设速度阈值时，发出第二驱动信号。

更具体地，在所述应用信号驱动的伞体控制系统中，还包括：

降落伞包，被背负在翼装飞行员身上，降落伞包上设置有人工操作接口，用于在翼装飞行员的操控下接收翼装飞行员人工输入的伞体弹开指令；

高度测量机构，设置在所述速度传感设备的左侧，用于测量翼装飞行员的当前飞行高度；

信号检测设备，与所述高度测量机构连接，用于在接收到的当前飞行高度在预设高度阈值之下时，发出高度预警信号；

全景采集机构，设置在翼装飞行员的头部，用于对所述翼装飞行员周围执行全景图像数据采集，以获得对应的飞行全景图像；

梯度滤波设备，设置在翼装飞行员的头部，与所述全景采集机构连接，用于对接收到的飞行全景图像执行梯度锐化滤波处理，以获得并输出相应的梯度滤波图像；

信号增强设备，与所述梯度滤波设备连接，用于对接收到的梯度滤波图像执行基于分布函数的直方图均衡处理，以获得并输出相应的当前增强图像；

数据插值设备，与所述信号增强设备连接，用于对接收到的当前增强图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；

对象鉴别机构，与所述数据插值设备连接，用于基于翼装飞行服的颜色成像特征从接收到的最近邻插值图像识别出一个或多个翼装飞行服对象；

参数分析设备，与所述对象鉴别机构连接，用于在检测所述最近邻插值图像中的各个翼装飞行服对象的景深值，并在存在景深值浅于预设景深阈值的翼装飞行服对象时，发出人员接近信号；

弹开使能机构，分别与所述信号检测设备和所述参数分析设备连接，用于在接收到人员接近信号或接收到高度安全信号时，拒绝执行人工输入的伞体弹开指令；

其中，所述弹开使能机构还用于在接收到人员远离信号且接收到高度预警信号时，允许执行人工输入的伞体弹开指令。

本发明的应用信号驱动的伞体控制系统结构紧凑、安全可靠。由于能够根据翼装飞行员当前飞行高度以及附近其他翼装飞行员存在情况自动决定是否允许翼装飞行员人工弹出背负的降落伞，从而提升了翼装飞行的可控性和安全性。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的应用信号驱动的伞体控制系统的全景采集机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的应用信号驱动的伞体控制系统的实施方案进行详细说明。

降落伞是利用空气阻力原理，依靠相对于空气运动充气展开的可展式气动力减速器。现代的降落伞使人或物从空中安全降落到地面的一种航空工具。主要由柔性织物制成。是空降兵作战和训练、航空航天人员的救生和训练、跳伞运动员进行训练、比赛和表演，空投物资、回收飞行器的设备器材。

降落伞的主要组成部分有伞衣、引导伞、伞绳、背带系统、开伞部件和伞包等。由降落伞绸(早期曾用丝绸、棉布、现用锦纶织物制作)、伞绳、伞带和伞线等纺织材料以及部分金属件及橡胶塑料件构成。伞绳采用空芯或有芯的编织绳，要求结构紧凑、强度高、柔软、弹性好、伸长不匀率小。伞带用作伞衣加强带和背带系统。伞绳是伞衣的骨架，要求具有轻薄、柔软、强度高、有较高的弹性模量和小于伞衣织物的断裂伸长等性能。伞带采用双层或三层织物的厚型带，要求具备很高的强度和断裂功。伞线是缝合降落伞绸、带、绳各部件的连接材料，要求强度高、润滑好和捻度均匀稳定。

目前，翼装飞行员需要配置降落伞以在飞行到低空区域打开降落伞进行安全着陆。然而，打开降落伞的时机完全是翼装飞行员人工模式触发，一旦时机判断错误，例如周围存在过近的其他翼装飞行员或者当前飞行高度尚未达到可以打开降落伞的低空高度区间，错误打开降落伞将对翼装飞行员的后续飞行和着陆带来危险。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种应用信号驱动的伞体控制系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的应用信号驱动的伞体控制系统包括：

速度传感设备，佩戴在翼装飞行员身上，用于在检测并输出所述翼装飞行员当前飞行速度。

接着，继续对本发明的应用信号驱动的伞体控制系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述应用信号驱动的伞体控制系统中，还包括：

数值判断设备，与所述速度传感设备连接，用于在接收到的当前飞行速度大于等于预设速度阈值时，发出第一驱动信号；

其中，所述数值判断设备还用于在接收到的当前飞行速度小于所述预设速度阈值时，发出第二驱动信号。

在所述应用信号驱动的伞体控制系统中，还包括：

降落伞包，被背负在翼装飞行员身上，降落伞包上设置有人工操作接口，用于在翼装飞行员的操控下接收翼装飞行员人工输入的伞体弹开指令；

高度测量机构，设置在所述速度传感设备的左侧，用于测量翼装飞行员的当前飞行高度；

信号检测设备，与所述高度测量机构连接，用于在接收到的当前飞行高度在预设高度阈值之下时，发出高度预警信号；

全景采集机构，设置在翼装飞行员的头部，用于对所述翼装飞行员周围执行全景图像数据采集，以获得对应的飞行全景图像；

其中，所述全景采集机构的具体结构如图1所示；

梯度滤波设备，设置在翼装飞行员的头部，与所述全景采集机构连接，用于对接收到的飞行全景图像执行梯度锐化滤波处理，以获得并输出相应的梯度滤波图像；

信号增强设备，与所述梯度滤波设备连接，用于对接收到的梯度滤波图像执行基于分布函数的直方图均衡处理，以获得并输出相应的当前增强图像；

数据插值设备，与所述信号增强设备连接，用于对接收到的当前增强图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；

对象鉴别机构，与所述数据插值设备连接，用于基于翼装飞行服的颜色成像特征从接收到的最近邻插值图像识别出一个或多个翼装飞行服对象；

参数分析设备，与所述对象鉴别机构连接，用于在检测所述最近邻插值图像中的各个翼装飞行服对象的景深值，并在存在景深值浅于预设景深阈值的翼装飞行服对象时，发出人员接近信号；

弹开使能机构，分别与所述信号检测设备和所述参数分析设备连接，用于在接收到人员接近信号或接收到高度安全信号时，拒绝执行人工输入的伞体弹开指令；

其中，所述弹开使能机构还用于在接收到人员远离信号且接收到高度预警信号时，允许执行人工输入的伞体弹开指令。

在所述应用信号驱动的伞体控制系统中：

所述信号检测设备还用于在接收到的当前飞行高度在预设高度阈值之上时，发出高度安全信号。

在所述应用信号驱动的伞体控制系统中：

所述参数分析设备还用于在各个翼装飞行服对象的景深值中不存在景深值浅于预设景深阈值的翼装飞行服对象时，发出人员远离信号。

在所述应用信号驱动的伞体控制系统中，还包括：

电力供应设备，分别与所述对象鉴别机构和所述参数分析设备连接，用于根据所述对象鉴别机构和所述参数分析设备的输入电压的需求分别为所述对象鉴别机构和所述参数分析设备提供不同的输入电压。

在所述应用信号驱动的伞体控制系统中：

所述电力供应设备包括电源供应单元、电压转换单元和电压输出单元，所述电源供应单元与所述电压转换单元连接。

在所述应用信号驱动的伞体控制系统中：

所述电压转换单元中包括用户输入接口和电压转换电路，所述用户输入接口用于接收人工输入的各项需求电压数值

其中，所述电压转换电路与所述用户输入接口连接，用于基于接收到的各项需求电压数值对所述电力供应设备提供的输入电压分别进行不同的降压转换操作。

在所述应用信号驱动的伞体控制系统中：

所述电力供应设备中还包括稳压电路，设置在所述电压转换单元的前端，用于为所述电压转换单元提供稳定的输入电压；

其中，所述对象鉴别机构内置有省电控制单元，用于在接收到休眠控制命令时，将所述对象鉴别机构由工作状态切换到休眠状态。

在所述应用信号驱动的伞体控制系统中：

所述省电控制单元还用于在接收到唤醒控制命令时，将所述对象鉴别机构由休眠状态切换到工作状态。

另外，所述参数分析设备为一个gpu芯片。gpu是显示卡的“大脑”，gpu决定了该显卡的档次和大部分性能，同时gpu也是2d显示卡和3d显示卡的区别依据。2d显示芯片在处理3d图像与特效时主要依赖cpu的处理能力，称为软加速。3d显示芯片是把三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内，也就是所谓的“硬件加速”功能。显示芯片一般是显示卡上最大的芯片(也是引脚最多的)。时下市场上的显卡大多采用nvidia和amd-ati两家公司的图形处理芯片。

gpu已经不再局限于3d图形处理了，gpu通用计算技术发展已经引起业界不少的关注，事实也证明在浮点运算、并行计算等部分计算方面，gpu可以提供数十倍乃至于上百倍于cpu的性能，如此强悍的“新星”难免会让cpu厂商老大英特尔为未来而紧张，nvidia和英特尔也经常为cpu和gpu谁更重要而展开口水战。gpu通用计算方面的标准目前有opencl、cuda、atistream。其中，opencl(全称opencomputinglanguage，开放运算语言)是第一个面向异构系统通用目的并行编程的开放式、免费标准，也是一个统一的编程环境，便于软件开发人员为高性能计算服务器、桌面计算系统、手持设备编写高效轻便的代码，而且广泛适用于多核心处理器(cpu)、图形处理器(gpu)、cell类型架构以及数字信号处理器(dsp)等其他并行处理器，在游戏、娱乐、科研、医疗等各种领域都有广阔的发展前景，amd-ati、nvidia时下的产品都支持opencl。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。