[发明专利]一种基于集群无人机的工业园区监测与数据可视化系统

权利要求书

1.一种基于集群无人机的工业园区监测与数据可视化系统，其特征在于，包括：集群无人机系统、云服务器系统、集群无人机地面站系统和多源数据融合可视化系统，所述集群无人机系统由N架无人机组成，用于实时监测无人机所在区域环境信息；

所述云服务器系统用于存储和处理N架无人机获取的工业园区环境信息数据；

所述集群无人机地面站系统用于实时显示N架无人机的飞行数据，并实现N架无人机的任务规划和应急控制；

所述多源数据融合可视化系统用于融合N架无人机飞行数据、地面站任务数据以及工业园区环境信息数据，实现多源数据的动态显示。

2.如权利要求1所述的集群无人机系统，包括N架无人机，所述无人机包括飞行平台装置、自动驾驶仪模块、协处理器模块、任务载荷模块和机载通信模块；

所述飞行平台装置为四旋翼无人机，用于为所述无人机的其他组成部分提供搭载平台；

所述自动驾驶仪模块包括微处理器、高度计、陀螺仪、加速度计、磁传感器和GPS系统，用于执行所述协处理器模块生成的飞行指令，实现无人机的自动飞行控制；

所述协处理器模块包括树莓派3套件，通过机载通信模块接受所述集群无人机地面站系统的任务指令，用于实现N架无人机的自组网和生成单架无人机的飞行指令；

所述任务载荷模块包括视频信息、图像信息、红外信息和气体信息采集模块，用于获取具有地理位置信息的视频、图像、红外和大气数据；

所述机载通信模块包括数传模块、图传模块和4G模块，用于接收所述集群无人机地面站系统的任务指令和应急控制指令，并将所述任务载荷模块采集的视频、图像、红外和大气数据发送至所述云服务器系统，将所述无人机的状态信息发送至所述集群无人机地面站系统。

3.如权利要求1所述的云服务器系统用于存储和处理N架无人机获取的工业园区环境信息数据；

所述环境信息数据包括具有地理位置信息的视频、图像、红外和大气数据；

所述云服务器系统基于N架无人机ID生成无人机视频数据表和图像数据表，实现视频数据和图像数据的存储、查询；

所述云服务器系统基于具有地理位置信息的红外和大气数据生成工业园区关键监测点的温度、气体成分与浓度数据表；

所述云服务器系统基于具有地理位置信息的视频、图像、红外和大气数据进行实时异常监测，通过与所述环境信息数据的标准值相比较，生成实时环境信息数据流，并能够在产生异常时自动生成异常告警信息；

所述异常告警信息包括异常点位置、异常类型、异常等级和异常点图片。

4.如权利要求1所述的集群无人机地面站系统，包括飞行监控模块、任务规划模块、应急控制模块和终端通信组件；

所述飞行监控模块用于实时显示N架无人机的位置、速度、姿态角和控制参数；

所述任务规划模块基于工业园区地理信息和集群无人机数目完成监测区域划分和单架无人机飞行任务生成，并能够在监测区域或者集群无人机数目发生改变时自动重规划；

所述无人机飞行任务规划包括无人机飞行速度、高度、飞行航线、监测关键点的设置；

所述应急控制模块用于在紧急情况或人工干预调度下完成对集群无人机的控制，包括一键返航功能、悬停功能和第一视角操控功能；

所述终端通信组件，包括N个终端通信模块，分别用于向N架无人机发送所述任务规划模块产生的任务指令和所述应急控制模块产生的应急控制指令，接收N架无人机的飞行状态和飞行参数。

5.如权利要求1所述的多源数据融合可视化系统用于实现多源数据信息的动态显示；

所述多源数据信息包括N架无人机飞行数据、地面站任务数据以及工业园区环境信息数据；

所述无人机飞行数据包括无人机的位置、高度、速度、姿态角和控制参数；

所述地面站任务数据包括监测区域划分和单架无人机飞行指令；

所述工业园区环境信息数据包括N架无人机获取的具有地理位置信息的视频、图像、红外和大气数据。