CN104412878A - 人工影响天气探测作业无人机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种人工影响天气探测作业无人机系统，解决利用有人增雨飞机实施人工催化降雨作业会耗费较多人力资源的问题。系统包括：发送飞行路径信息和催雨指令的地面站子系统、无人机，以及安装于所述无人机上的：增雨催化剂播撒设备；在处理器的控制下，控制增雨催化剂播撒设备对所述增雨催化剂进行处理的控制设备；接收所述地面站子系统发送的飞行路径信息和催雨指令，并对气象环境数据采集器采集的气象环境数据进行发送的飞机控制信号收发器；根据所述飞行路径信息控制所述无人机飞行、根据所述催雨指令控制气象环境数据采集器和所述控制设备的处理器；在所述处理器的控制下，对气象环境数据进行采集的所述气象环境数据采集器。

Description

人工影响天气探测作业无人机系统

技术领域

本发明涉及人工影响天气作业技术领域，尤其涉及一种人工影响天气探测作业无人机系统。

背景技术

目前，人工影响天气的手段是多种多样的。以人工催化降雨为例，传统的催化作业方式包括：1、采用人工点燃的方式在地面燃烧碘化银，并利用大气上升气流进行催化；2、利用有人增雨飞机实施碘化银焰条燃烧播撒等进行催化的方式；等等。

上述方式中，第1种方式存在效率低、准确性低的问题。相对而言，由于第2种方式中的有人增雨飞机可驶近甚至进入待催化的云层进行催雨作业，从而该种方式的催化效率和准确性均较高。

上述第2种方式的具体实现原理为：飞行员根据安装在有人增雨飞机上的信号收发器所接收到的由地面站子系统（该地面站子系统可以为工控机，也可以为可以产生控制信号的电路，还可以为具备CPU的芯片）发送的飞行路径信息，控制有人增雨飞机飞入待进行人工催化降雨的目标区域（一般为目标云层）后，在进一步接收到地面站子系统发送的催雨指令时，通过对有人增雨飞机上安装的增雨催化剂播撒设备的控制，使得增雨催化剂播撒设备对其携带的增雨催化剂进行处理，比如使得携带有碘化银焰条的增雨催化剂播撒设备点燃碘化银焰条等。

上述第2种方式的缺陷在于：需要依靠飞行员驾驶飞机和手动控制增雨催化剂播撒设备，从而会耗费较多人力资源。

发明内容

本发明实施例提供一种人工影响天气探测作业无人机系统，用以解决现有技术中利用有人增雨飞机实施人工催化降雨作业会耗费较多人力资源的问题。

本发明实施例采用以下技术方案：

一种人工影响天气探测作业无人机系统，包括发送飞行路径信息和催雨指令的地面站子系统，还包括无人机，以及安装于所述无人机上的下述设备：

携带增雨催化剂的增雨催化剂播撒设备；

在处理器的控制下，控制增雨催化剂播撒设备对所述增雨催化剂进行处理的控制设备；

接收所述地面站子系统发送的飞行路径信息和催雨指令，并对气象环境数据采集器采集的气象环境数据进行发送的飞机控制信号收发器；

根据所述飞行路径信息控制所述无人机飞行、根据所述催雨指令控制气象环境数据采集器和所述控制设备的处理器；

在所述处理器的控制下，对气象环境数据进行采集的所述气象环境数据采集器；

其中：

所述气象环境数据采集器与所述处理器采用有线或无线连接方式相连接；

所述增雨催化剂播撒设备与所述控制设备采用有线或无线连接方式相连接；

所述控制设备与所述处理器采用有线或无线连接方式相连接；

所述飞机控制信号收发器与所述地面站子系统采用无线连接方式相连接。

可选的，所述人工影响天气探测作业无人机系统还包括：

安装于所述无人机上的下述设备：

采集无人机的发动机的工作状态数据并发送给所述处理器的发动机数据采集器；

在接收到所述处理器的控制指令后打开无人机上安装的降落伞的降落伞控制器；

其中，所述发动机数据采集器与所述处理器采用有线或无线连接方式相连接；

所述降落伞控制器与所述处理器采用有线或无线连接方式相连接。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明实施例提供的人工影响天气探测作业无人机系统通过在无人机上安装携带增雨催化剂的增雨催化剂播撒设备和控制增雨催化剂播撒设备对增雨催化剂进行处理的控制设备等设备，并利用安装有该些设备的无人机来替代有人增雨飞机执行人工催化降雨作业，可以避免现有技术中利用有人增雨飞机实施人工催化降雨作业会耗费较多人力资源的问题。此外，采用无人机来实现催雨，无需飞行员协助，从而还不会存在无人机在恶劣环境下飞行会使得飞行员面临较大危险的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的人工影响天气探测作业无人机系统的具体结构示意图。

具体实施方式

近几年，随着无人驾驶飞机（简称无人机）技术的飞速发展，无人机控制系统的可靠性以及无人机的自主飞行能力等都得到了很大的提升。现有技术中，无人机的自主飞行主要是通过无人机上安装的飞机控制信号收发器和处理器（该处理器一般为控制电路或具备CPU的芯片）而实现的。

比如，该飞机控制信号收发器可以接收地面控制中心所发送的飞行路径信息，而处理器则可以根据该飞机控制信号收发器所接收到的飞行路径信息，实现控制无人机按照飞行路径信息进行飞行。

此外，飞机控制信号收发器还可以接收地面控制中心发送的控制指令并向该地面站子系统反馈处理器根据该控制指令控制传感器采集到的特定信息。

而处理器则还可以根据飞机控制信号收发器接收的控制指令，实现对安装在无人机上的诸如救灾物质投放设备的控制设备（该控制设备一般为控制电路或具备CPU的芯片）的控制，使得该控制设备在处理器的控制下，控制与该控制设备相连接的救灾物质投放设备在规定地点对救灾物质进行投放。

或者，处理器还可以根据飞机控制信号收发器接收的控制指令，实现对安装在无人机上的传感器的控制，使得传感器能够实现对特定信息（如温度信息以及湿度信息等）的采集等等。

基于现有技术中的无人机的上述功能，将无人机技术应用于人工影响天气作业变得可能。

本发明中，为了解决现有技术中利用有人增雨飞机实施人工催化降雨作业会耗费较多人力资源的问题，提供了一种人工影响天气探测作业无人机系统。该系统通过在无人机上安装携带增雨催化剂的增雨催化剂播撒设备和控制增雨催化剂播撒设备对增雨催化剂进行处理的控制设备等设备，并利用安装有该些设备的无人机来替代有人增雨飞机执行人工催化降雨作业，可以避免上述问题。

以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

首先，本发明实施例提供一种如图1所示的人工影响天气探测作业无人机系统，该系统主要包括发送飞行路径信息和催雨指令的地面站子系统11、无人机12，以及无人机12上安装的下述设备：

携带增雨催化剂的增雨催化剂播撒设备；

在处理器的控制下，控制增雨催化剂播撒设备对增雨催化剂进行处理的控制设备；

接收地面站子系统11发送的飞行路径信息和催雨指令，并对气象环境数据采集器采集的气象环境数据进行发送的飞机控制信号收发器；

根据飞行路径信息控制无人机12飞行、根据催雨指令控制气象环境数据采集器和控制设备的处理器；

在处理器的控制下，对气象环境数据进行采集的气象环境数据采集器。

本发明实施例中，对该人工影响天气探测作业无人机系统所包含的无人机12的架数不做限定，可以是一架，也可以是多架。对地面站子系统11的个数也不做限定，可以是一个，也可以是多个。并且，一个地面站子系统11可以仅控制一架无人机12，也可以控制多架无人机12。

上述设备的连接关系包括：

气象环境数据采集器与处理器之间，可以采用有线或无线连接方式相连接；

增雨催化剂播撒设备与控制设备之间，可以采用有线或无线连接方式相连接；

控制设备与处理器之间，可以采用有线或无线连接方式相连接；

飞机控制信号收发器与地面站子系统11之间，可以采用无线连接方式相连接。

以下分别对本发明实施例提供的人工影响天气探测作业无人机系统中的主要设备进行具体说明：

地面站子系统11：

其可以为工控机，也可以为可以产生控制信号的电路，还可以为具备CPU的芯片。由于其结构和原理可以和现有技术中控制有人增雨飞机的地面站子系统类似，因此不再赘述。

增雨催化剂播撒设备：

可以但不限于为焰条播撒器、焰弹播撒器或液态CO₂播撒器（或布撒器）。本发明实施例中，对人工影响天气探测作业无人机系统中的增雨催化剂播撒设备的个数不做限定。

控制设备：

可以但不限于是单片机等具备CPU的硬件设备。

当人工影响天气探测作业无人机系统中的增雨催化剂播撒设备有多个时，不同的增雨催化剂播撒设备可以分别采用有线或无线方式连接不同的控制设备。

本发明实施例中，控制设备和增雨催化剂播撒设备共同实现对增雨催化剂的处理的原理，与现有技术中安装在无人机上的控制设备在处理器的控制下，控制与该控制设备相连接的救灾物质投放设备在规定地点对救灾物质进行投放的原理类似。

气象环境数据采集器：

可以但不限于包括如下表所示的多种传感器，各传感器所采集的信息也请参见下表。

一般说来，气象环境数据可以但不限于包括云中粒子统计分布信息、温度信息、湿度信息和气压信息中的一种或多种。

本发明实施例中，处理器还可以用于对飞行路径信息进行保存，从而后续如果飞机控制信号收发器持续一段规定时间长度都没有接收到来自地面站子系统11的任何信号时，处理器可以根据该飞行路径信息，控制无人机12返回地面的基地。

比如，当处理器在监控到点燃或步撒增雨催化剂之后的规定时间长度内，飞机控制信号收发器没有接收到来自地面站子系统11的任何信号时，就可以根据保存的飞行路径信息所对应的逆路径，控制无人机进行飞行。

由于无人机12可能会遇到突发情况导致其发动机熄火，因此，为了避免无人机坠毁，本发明实施例提供的该人工影响天气探测作业无人机系统还可以进一步包括安装于无人机12上的下述设备：

采集无人机12的发动机的工作状态数据并发送给处理器的发动机数据采集器；

在接收到处理器的控制指令后打开无人机上安装的降落伞的降落伞控制器。

其中，发动机数据采集器与处理器之间，可以但不限于采用有线或无线连接方式相连接；降落伞控制器与处理器之间，也可以但不限于采用有线或无线连接方式相连接。

基于上述设备，当处理器在根据发动机的工作状态数据，判断出无人机12的发动机熄火时，处理器可以控制无人机12先进行滑翔，在无人机12滑翔一段距离后，再控制降落伞控制器打开无人机上安装的降落伞，从而保证无人机的安全着陆。

本发明实施例提供的人工影响天气探测作业无人机系统通过在无人机上安装携带增雨催化剂的增雨催化剂播撒设备和控制设备等设备，并利用安装有该些设备的无人机来替代有人增雨飞机执行人工催化降雨作业，可以避免现有技术中利用有人增雨飞机实施人工催化降雨作业会耗费较多人力资源的问题。

此外，采用无人机来实现催雨，无需飞行员协助，从而还不会存在无人机在恶劣环境下飞行会使得飞行员面临较大危险的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种人工影响天气探测作业无人机系统，包括发送飞行路径信息和催雨指令的地面站子系统，其特征在于，还包括无人机，以及安装于所述无人机上的下述设备：

携带增雨催化剂的增雨催化剂播撒设备；

在处理器的控制下，控制增雨催化剂播撒设备对所述增雨催化剂进行处理的控制设备；

接收所述地面站子系统发送的飞行路径信息和催雨指令，并对气象环境数据采集器采集的气象环境数据进行发送的飞机控制信号收发器；

根据所述飞行路径信息控制所述无人机飞行、根据所述催雨指令控制气象环境数据采集器和所述控制设备的处理器；

在所述处理器的控制下，对气象环境数据进行采集的所述气象环境数据采集器；

其中：

所述气象环境数据采集器与所述处理器采用有线或无线连接方式相连接；

所述增雨催化剂播撒设备与所述控制设备采用有线或无线连接方式相连接；

所述控制设备与所述处理器采用有线或无线连接方式相连接；

所述飞机控制信号收发器与所述地面站子系统采用无线连接方式相连接。

2.如权利要求1所述的人工影响天气探测作业无人机系统，其特征在于，所述人工影响天气探测作业无人机系统还包括：

安装于所述无人机上的下述设备：

采集无人机的发动机的工作状态数据并发送给所述处理器的发动机数据采集器；

在接收到所述处理器的控制指令后打开无人机上安装的降落伞的降落伞控制器；

其中，所述发动机数据采集器与所述处理器采用有线或无线连接方式相连接；

所述降落伞控制器与所述处理器采用有线或无线连接方式相连接。