[发明专利]一种基于3D_Z_螺旋逆风算法的无人机恶臭溯源方法

权利要求书

1.一种基于3D_Z_螺旋逆风算法的无人机恶臭溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据环境监测部门或群众反映，找到疑似恶臭污染区；

步骤2：利用风向仪测量疑似恶臭污染区的风向，多旋翼无人机将逆风搜索恶臭源；

步骤3：无人机从疑似恶臭污染区任意一点起飞，无人机先进行偏向于上风向的斜线运动，横穿整个恶臭场源污染区获取足够多的场源浓度；

步骤4：当无人机上气体传感器所获得气体浓度C_p低于阈值C_ni，认为这时无人机已经飞出恶臭污染区，无人机开始做螺旋运动，返回恶臭污染区中，无人机回到恶臭污染区的判定标准是当前所处位置的气体浓度C_p高于阈值C_nj；

步骤5：无人机从返回点开始做逆风直线运动，如果直线运动中浓度C_p一直大于阈值C_nj，则持续做直线运动直至飞行时间达到30s后，返回步骤3；如果直线运动中浓度C_p小于阈值C_nj，则返回步骤3；

步骤6：无人机不断重复步骤3到步骤5，逐渐逼近当前平面恶臭污染源；

步骤7：当无人机在某点附近小范围内来回运动，此时认为找到了当前平面恶臭源，无人机下降一定高度；

步骤8：把下降后的位置做为进行新平面溯源的起点，继续重复步骤3到步骤7，直到无人机下降到允许的最低高度，并且找到了该高度平面的恶臭源时，停止运动，认为找到恶臭源的位置；

其中，所述步骤4、步骤5中阈值阈值n为当前迭代次数，i代表第i次斜线运动，j代表第j次螺旋运动，n、i、j每经过一次循环数值加1；对所述步骤3过程中采集的气体浓度进行比较，将最大的气体浓度设为max1；对所述步骤5中无人机做逆风直线运动过程中采集的气体浓度进行比较，将最大的气体浓度设为max2。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D_Z_螺旋逆风算法的无人机恶臭溯源方法，其特征在于：所述步骤3中气体传感器每秒读取一次数据，所读取的数据是当前无人机所在位置的气体浓度值C_p；无人机起飞点的气体浓度为第一个阈值C_ni，i＝1代表第一次的斜线运动。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D_Z_螺旋逆风算法的无人机恶臭溯源方法，其特征在于：所述步骤3中建立以当前顺风方向为x轴正方向，重力加速度方向为z轴的正方向，然后依据右手原则确定y轴正方向的坐标系；整个恶臭溯源过程中无人机速度大小为V。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D_Z_螺旋逆风算法的无人机恶臭溯源方法，其特征在于：所述步骤6中重复的三个运动，其顺序为先做偏向于上风向的斜线运动，然后做螺旋运动，最后是逆风做直线运动；且n为当前迭代次数，i代表第i次斜线运动，j代表第j次螺旋运动，n、i、j每经过一次循环数值加1，阈值不断更新。

5.根据权利要求1所述的一种基于3D_Z_螺旋逆风算法的无人机恶臭溯源方法，其特征在于：所述步骤7中当找到当平面的恶臭源时，每次下降的高度，应根据初始位置的高度进行调节，每次下降初始高度的20％，防止出现循环过少或效率太低的问题。