[发明专利]一种环境污染自动寻源方法

说明书

本发明公开了一种环境污染自动寻源方法，属于自动控制轨迹跟踪技术领域。本发明通过在无人机端搭载检测模块、高精度定位模块和无线通信模块，从而实现对污染物的超视距监控；同时，结合MATLAB软件对无人机采集的数据进行分析处理，通过污染物浓度公式计算出各点污染物的浓度大小，并分析污染物扩散路径，结合浓度梯度信息，对无人机的飞行轨迹进行控制，从而确定污染源的位置信息并反馈，完成自动寻源过程，机动性强，检测范围广，而且不受场地限制。

技术领域

本发明属于自动控制轨迹跟踪技术领域，更具体地说，涉及一种环境污染自动寻源方法。

背景技术

近年来，随着人们对环境质量的关注度越来越高，为了进一步改善我国的空气质量，很多空气污染监测装置也陆续登上市场。其中，扬尘监测、PM2.5监测等各种监测系统已经比较成熟，该种监测设备大多是通过采用相关检测污染物的传感器实现对污染物浓度的监测，然后反馈相关监测数据，并对数据进行处理，最终实现对空气污染的监测。

但是，由于气体污染物不断从污染源中释放后，在风力的作用下会向周围扩散，同时，污染物浓度会受到气体自身的物理特性、地形地貌、建筑物等因素的影响，从而呈现间歇、浓度递减状态分布。然而现有的大气污染监测点位置固定，对于突发事件导致的污染源，很难准确定位其具体的位置。同时，现在的环境污染具有区域范围大、区域间污染物传输量大、污染源种类多、污染因子相对复杂等特点，环境监管难度非常大。此外，由于成本原因及监测的数据和分析系统的大小问题，现有的检测系统无法搭载多个监测器，使得传统的监测装置虽然能够监测大气环境的污染物浓度，但每次只能对一种污染物进行监测，效果显得比较单一。

经检索，中国专利申请号为：201710315977.6，申请日为：2017年05月08日，发明创造名称为：一种无人机排查污染源的方法及污染源排查系统。该申请案公开了一种无风状态下无人机排查污染源的方法，包括以下步骤：(1)无人机升空后，按正六边形飞行，在每个顶点处测量空气中污染气体的含量，根据6个顶点处的污染气体含量，判断污染源方向；(2)无人机朝污染源方向飞行一段距离后，继续按照正六边形飞行，并在每个顶点处测量空气中污染气体的含量，根据6个顶点处的污染气体含量，再次判断污染源方向；直至测量到污染气体含量最高点时，即为所述污染源位置。但是，该申请案中没有考虑风扰动的情况，且在高度上是在一个定点控制无人机垂直上下飞行进行污染气体浓度检测，检测准确性有待进一步提高。

发明内容

1.要解决的问题

本发明的目的在于克服传统污染监测装置难以准确定位污染源的位置、且只能对一种污染物进行检测，效果较为单一的不足，提供了一种环境污染自动寻源方法。采用本发明的技术方案能够实现自动寻源循环过程，最终确切的找到污染源的位置；还可通过多种传感器的搭载实现多种污染物的同时检测。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种环境污染自动寻源方法，包括如下步骤：

步骤一：将主控模块、检测模块、定位模块和无线通信模块搭载到无人机平台；

步骤二：控制无人机在区域内飞行并进行污染物监测，然后将所得数据经地面接收站传输至数据分析模块；

步骤三：数据分析模块对数据进行处理，利用污染物浓度公式计算出区域内最大污染物的浓度并获取其位置坐标；

步骤四：以步骤三中所得最大污染物浓度的位置坐标为参考点构建大气污染物时空变化立体模型，并控制无人机飞往该模型区域，完成一个自动寻源过程；

步骤五：无人机在步骤四中所构建的模型区域内重复步骤二至步骤四操作，最终找出污染源。