[发明专利]机载式室内气体遥测系统及方法

说明书

本发明公开了机载式室内气体遥测系统及方法。本发明提供了机载定位装置及方法，所述机载定位装置包括：旋翼无人机；摄像机安装在所述旋翼无人机上；存储器用于存储所述摄像机传送来的图像；比对模块用于比对图像及模板，偏差传送到控制模块；控制模块用于调整所述旋翼无人机的空间位置及所述摄像机的姿态。本发明还公开了应用上述定位装置及方法的遥测系统及方法。本发明具有高精度、结构简单、成本低等优点。

技术领域

本发明涉及光电分析，尤其涉及机载式室内气体遥测系统及方法。

背景技术

目前，甲烷遥测仪在天然气泄漏检测中得到了广泛应用，遥测仪采用的基本原理为：通过接收、分析待测区域内气体吸收后的且被墙面反射的光信号，从而获得光路径上的待测气体信息。为了定量表述待测区域内的甲烷的绝对浓度，需同时测量遥测仪到墙面的距离以及在此路径上的甲烷吸收信号。传统的测距光源采用可发射650nm光的激光器，探测器采用硅材料，而遥测仪的光源采用可发射1651nm光的激光器，探测器采用铟镓砷材料。该类型遥测仪具有诸多不足，如：

1.结构复杂，需要配备两套光学系统，分别用于测距及吸收信号，重达5公斤左右，如美国汉斯的遥测仪重达5.8公斤；

2.无法用于楼宇内各层室内气体的检测。对于具有窗户的室内遥测，现有技术无法确定玻璃窗到墙面的距离，也即无法获得室内的气体含量；

对于楼宇二层以上的室内气体的检测，现有遥测仪无能为力。

目前，商用多旋翼无人机主要用于航拍等，可利用无人机将设备带到不同楼层窗户外，开展作业。无人机的工作方式主要为以下二种：

1.人工操作，无人机操作员可根据无人机所携带摄像机传回地面的图像来进行判断，并做出相应的操作。该方式的不足在于：过分依赖操作员的熟练程度，定位精度得不到保证。

2.自动定位方法：在居民楼外面找一个位置点，该位置正对一层用户的窗口，然后让无人机在该点的竖直方向上的定量爬升(每次爬升一个楼层的高度)，认为无人机爬升后停止的位置就正对着用户的窗户。该方式的不足在于：

首先无人机在爬升过程中可能偏离竖直方向，会导致无人机与窗口距离的变化；

其次，无人机本身不带高度计，只能依赖于GPS定位，定位精度有限，在某些GPS信号不好的地方甚至无法定位；

再有，目前常用的多旋翼无人机在爬升过程中可能产生自旋，很可能导致无人机上挂载的测试设备无法正对用户窗户。

基于上述无人机精确定位中的技术问题，使得无人机尚未应用在不同楼层室内气体遥测中。

发明内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种定位精确、高效的机载定位装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

机载定位装置，所述机载定位装置包括：

旋翼无人机；

摄像机，所述摄像机安装在所述旋翼无人机上；

存储器，所述存储器用于存储所述摄像机传送来的图像；

比对模块，所述比对模块用于比对图像及模板，偏差传送到控制模块；

控制模块，所述控制模块用于调整所述旋翼无人机的空间位置及所述摄像机的姿态。

根据上述的机载定位装置，优选地，所述模板是所述摄像机拍摄的作为标准楼宇窗户的图像。

本发明的目的还在于提供了一种应用上述定位装置的高精度、应用领域广、功能强大的机载式室内气体遥测系统，该发明目的通过以下技术方案得以实现：