[发明专利]一种检测气体污染源的无人机设备及监测方法

说明书

本发明公开了一种检测气体污染源的无人机设备，包括：地面监测模块，用于实时获取监测点的气体污染浓度、位置、风向风速及预警；地面控制模块，用于确定无人机模块的初始飞行参数和接收无人机模块的实时监测数据；无人机模块，用于自适应地控制飞行路径在待测的污染区域进行检测，对污染源进行定位及数据收集；无线传输系统，用于实现地面监测模块、地面控制模块和无人机模块之间的数据传输。本发明能及时发现污染气体的扩散，并根据气体扩散的高斯烟羽模型理论，对污染源的方向进行初判，然后通过精确定位准确锁定污染源；通过航拍装置能够查看气体污染源排放的位置的具体情况，形成一个完整的智能监测过程，便于相关工作人员及时发现污染源。

技术领域

本发明涉及一种无人机环境检测技术，具体是检测气体污染源的无人机设备及其方法。

背景技术

随着工业化的快速发展，经济快速增长的同时，也产生了越来越严重的大气污染问题。部分企业为了逃避环保监督，采取隐蔽的排污行为，经常偷排各种大气污染物，再加上空间和地形条件的制约，采用传统的走访方式，执法人员难以发现污染物排放的源头，以致于无法对违法排污企业进行监管。

为了克服上述的地形和空间制约的问题，中国专利文献中公开号为CN106896145A公开了一种有毒有害气体无人机检测系统和方法。主要原理是在检测区域对无人机的航线进行规划，设置无人机上的气体检测模块对规划区域的多个高度区域进行检测，再由地面中心接收数据，通过显示气体的浓度分布情况，进而对污染源进行定位。采用上述的有毒有害气体无人机检测系统和方法，可以快速检测有毒有害气体的种类和浓度，可以对污染现场人力无法到达的区域进行有毒有害气体检测和污染源定位。但该技术缺乏对大气污染物浓度的计算方法；无人机航线需要预先规划,准备工作过于复杂，在规划航线时，无人机飞行覆盖的范围容易偏离污染源，导致数据的采集过程不够科学合理；此外，该技术还缺少大气污染物的实时监测预警系统，不能及时发现污染气体的泄露与排放。

基于此，本文提出一种检测气体污染源的无人机设备及方法，在地面监控中心发现特定区域有污染气体时，无人机可以智慧起飞，根据浓度变化规律，寻找到污染源，并向地面中心发出信号。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种检测气体污染源的无人机设备及方法，其目的在于克服现有技术不足，提出一种更加完善的无人机监测设备和更加高效的监测方法。其主要是通过无人机对扩散到大气中的污染物进行浓度的检测，根据气体扩散规律追踪气体污染源。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种检测气体污染源的无人机设备，包括：

地面监测模块，用于实时获取监测点的气体污染浓度、位置及风向风速并发送到地面控制模块，当监测点发生气体污染物超标时向地面控制模块发出预警信号；

地面控制模块，用于根据地面监测模块采集的数据计算大气污染物流动的方向确定无人机模块的初始飞行参数，以及，接收无人机模块的实时监测数据；

无人机模块，用于根据所述地面监测模块提供的初始飞行参数以及飞行过程中实时检测的八个方向气体污染物浓度数据自适应地控制飞行路径在待测的污染区域进行检测，对污染源进行定位及数据收集；

无线传输系统，用于实现地面监测模块、地面控制模块和无人机模块之间的数据传输。

进一步地，所述的地面监测模块包括：

风速传感器，用于实时获取监测点的风速和风向；

GPS定位装置，用于实时获取监测点的位置信息；

浓度监测仪，用于实时获取监测点的气体污染浓度，并在气体污染超标时发送警报信号。

进一步地，所述的地面控制模块包括：

计算机服务器，作为数值和逻辑计算的主平台，用于各模块间的通信，程序运行，数据存储；