[发明专利]基于无人机的智能化空气质量监测系统及方法

说明书

本发明公开了基于无人机的智能化空气质量监测方法，包括以下步骤：控制无人机巡航系统进行巡航检测；接收无人机巡航系统的巡航检测数据并对巡航检测数据处理形成立体化空气检测数据；将立体化空气检测数据标记于地图上形成检测数据地图；将检测数据地图发送至用户终端进行显示。本发明还提出一种基于无人机的智能化空气质量监测系统。本发明通过无人机搭载嵌入式系统以及多传感器模块实现对空气环境进行立体化空气参数采集，并将数据通过PC端以及APP端进行显示；进行实时定位信息的接收；实现无人机的自动飞行，并利用搭载在无人机上的摄像头和GPS对无人机进行精准定点降落。

技术领域

本发明属于空气质量检测技术领域，具体涉及一种基于无人机的智能化空气质量监测系统及方法。

背景技术

随着城市与农村的拆迁改造，建筑工地施工等日渐增多，加上春季风大、气候干燥，空气里灰尘含量较大，不但影响市容市貌，更让我们出行备受粉尘污染之苦。粉尘不会直接伤人，但对呼吸道和眼睛等器官会造成很大危害。粒径大于10微米的粉尘在空气中停留时间较短，在呼吸作用中可被有效地阻留在呼吸道上，不进入肺泡，但由于木粉尘中含有木焦油，这种物质由各种酚类和烃类组成，并含有致癌性较强的物质，长此以往，工人会部分的患有支气管炎、哮喘和肺气肿等，甚至致癌。粒径小于10微米以下的木粉，会直接进入人的肺部组织，沉淀于肺泡中，有可能引起肺组织的慢性纤维化，甚至导致肺心病、心血管病等一系列病变。而且这些可吸入物质还会将多种污染物或病菌带入肺部，对人体危害很大。粉尘如果弹入或飞入人的眼睛，会造成伤害，影响正常操作。另外木尘还是最危险的易燃物品之一，易引起火灾。

利用飞行物体来监测空气质量的设想来源于2006年的美国一个科学家的创意，也因为此创想的提出加上当前无人机的发展，也不断涌现出了利用无人机搭载空气检测系统对大气环境进行监测的研究单位与企业。但是由于无人机本身的部分缺陷，以及高精度检测仪器的价格高贵等问题，大部分的无人机产业只是将无人机进行娱乐、航拍、植保等方面功能，利用无人机进行环境检测这一领域一直没有发展的过于快速，甚至其相关产业也是屈指可数，或者可以说在中国只是起步不久。2011年由中科宇图天下科技有限公司依照科技部国际科技合作项目——“基于无人机平台环境应急监测关键技术与应用研究”的课题，是我国的首例环境应急大气监测无人机系统研究，且研究取得了重要进展也可以说是开创了中国利用无人机对环境监测的先河。

利用无人机进行环境监测的研究随着人工智能、大数据、云技术等技术领域的发展，目前也是得到了迅速的发展。无人机将采集到的大气数据通过无线技术传输并存储起来，利用大数据分析以及人工智能技术为采集到的空气环境数据进行一个准确分析阐述并依照相关空气质量标准来说明当前空气质量的污染程度。从中就可以得到区域性的大气数据分析结果以及污染源的判断。虽然当前利用无人机技术对空气环境监测的研究在算法、控制等方面都是正处于一个迅速发展的状态，但是此类研究在民用的发展趋势还是明显不高且价格昂贵，也因此得不到一个良好的普遍性效应。故而基于云技术的低功耗无人机空气质量检测系统的研究也是当前科技发展及社会进步的必要。

因此，利用当前已有的云技术、传感器技术、嵌入式技术、物联网以及数据分析等技术，开发一款低成本、低功耗的基于无人机的多传感器大气检测系统对立体化的大气环境进行大气数据检测，对社会的林业保护、河流范围空气监控、城乡大气治理、工厂污气偷排管控等等与空气环境维护相关工作等方面有着不可忽视的意义。

发明内容

针对上述现有技术存在不足，本发明提供一种基于无人机的智能化空气质量监测系统及方法。

本发明采用的技术方案为：

基于无人机的智能化空气质量监测方法，包括以下步骤：控制无人机巡航系统进行巡航检测；

接收无人机巡航系统的巡航检测数据并对巡航检测数据处理形成立体化空气检测数据；

将立体化空气检测数据标记于地图上形成检测数据地图；