[发明专利]一种基于无人机的大气污染源追踪方法及无人机系统

说明书

本发明提供一种基于无人机的大气污染源追踪方法及无人机系统，令无人机以圆形轨迹飞行多次后，测量各个轨迹上污染气体含量最高的位置，将各个位置连线后进行线性拟合，得到次轮前进方向，朝次轮前进方向飞行一段距离后继续按圆形轨迹飞行多次，并重复上述步骤，进而实现自动化地对污染源的追踪。本发明提供的一种基于无人机的大气污染源追踪方法及无人机系统，提高了污染源追踪的效率，实现了在有风的复杂自然环境下对污染源的精确追踪，解决了现有技术中需要人工操作、地面监测的效率及安全问题。

技术领域

本发明涉及污染源追踪技术领域，特别涉及一种基于无人机的大气污染源追踪方法及无人机系统。

背景技术

随着国内特别是华北地区雾霾天数的增加，民众对大气污染治理的关注度也日益增大，掌握准确污染信息是民众的关键诉求。在大气污染中，由气体和烟尘形成的混合物——烟气，是污染大气的主要成分。烟气的组成复杂，气体中包括水蒸气、二氧化硫、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳等，还包括一些碳氢化合物及氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及石油化工行业高温裂解常务等，因此烟气对环境大气的污染是多种成分的复合污染，对其进行监测特别是确定污染源烟气排放情况，是实现有效治理大气污染的重要途径，具有重要的现实意义和社会价值。

目前的大气污染源监测追踪装备一般是地面设施，通过手提或车载人工进行监测判断。中国发明专利CN201710315977.6《一种无人机排查污染源的方法及污染源排查系统》提供了一种无人机排查污染源的方法，其通过无人机在空中进行六边形飞行，确定相应的污染源位置，但该方法及系统仅能用于无风状态下的污染源排查追踪，而在现实情况下，区域内无风的概率是极其微小的，因此该发明专利的实用性弱，无法实现在普通环境因素下不受干扰地对污染源进行追踪排查。

因此，现有的污染源监测追踪方法或设施，无法实现在较复杂的现实环境下自动化地、全方位地进行监测追踪。

发明内容

为解决上述提到的现有技术中存在的无法在较复杂环境下自动化、全方位对大气污染源进行追踪的问题，本发明提供一种基于无人机的大气污染源追踪方法及无人机系统。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种基于无人机的大气污染源追踪方法，包括以下步骤：

步骤一、令无人机以固定点为圆心按圆形轨迹飞行多次，每次飞行半径大于上一次飞行半径，并记录圆形轨迹上空气中污染气体的含量变化，确定每个圆形轨迹上污染气体含量最高的位置；

步骤二、将每个圆形轨迹上污染气体含量最高的位置按顺序连接，进行线性拟合，得到污染源方向线，进而确定次轮前进方向；

步骤三、无人机沿次轮前进方向飞行次轮前进距离至另一固定点，所述次轮前进距离为固定值；

步骤四、以无人机沿次轮前进方向到达的固定点为圆心，重复步骤一、步骤二和步骤三，直至某一轮飞行中得到的次轮前进方向与上一轮飞行中得到的次轮前进方向的延长线相交于一点，则使无人机沿该轮飞行中得到的次轮前进方向飞行1/N次轮前进距离，并重复步骤一和步骤二，N为固定值且大于等于2；

步骤五、步骤四后每一轮无人机沿次轮前进方向飞行的距离都为上一轮飞行距离的1/N，直至沿次轮前进方向飞行的距离小于设定值时，最后一轮飞行轨迹的圆心即为污染源位置。

进一步地，步骤一、令无人机以固定点为圆心按圆形轨迹飞行多次，每次飞行半径为上一次飞行半径的2倍，并记录圆形轨迹上空气中污染气体的含量变化，确定每个圆形轨迹上污染气体含量最高的位置，将该位置依次记为污染点A、污染点B、污染点C……；

步骤二、将污染点A、污染点B、污染点C……位置按顺序连接，进行线性拟合，得到污染源方向线，将所述污染源方向线指向远离步骤一中固定点的方向定为次轮前进方向；