CN104677793A - 基于无人机的空中颗粒物监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于无人机的空中颗粒物监测方法及系统，其中，方法包括：旋翼无人机根据预设的第一飞行航线和预设的第一监测高度进行飞行；所述旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值；在所述旋翼无人机降落后，将所述颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示。通过本发明提供的基于无人机的空中颗粒物监测方法及系统，能够使得颗粒物浓度监测立体化，使得颗粒物浓度监测向地上空间检测，同时可以获得不同位置、不同高度的颗粒物的浓度值。

Description

基于无人机的空中颗粒物监测方法及系统

技术领域

本发明涉及无人机监测遥感领域，尤其涉及一种基于无人机的空中颗粒物监测方法及系统。

背景技术

2012年3月，PM_2.5第一次列入新修订的《环境空气质量标准》，PM_2.5第一次引起人们的高度重视，同时PM_2.5的监测也引起了全国范围内的关注。细颗粒物又称细粒、细颗粒物、PM_2.5。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物,它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，表示空气污染越严重。虽然PM_2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM_2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质，例如，重金属、微生物等，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

现有技术中对PM_2.5浓度监测方法主要通过地面监测和卫星遥感监测两种方法。地面监测方法和卫星遥感监测方法两者只能监测近地面PM_2.5浓度，而地面上的PM_2.5浓度通过放置在高塔上的环境监测仪器获取，且高塔的数量和高塔的高度有限，难以满足地面上不同高度的PM_2.5监测需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于无人机的空中颗粒物监测方法及系统，能够使得颗粒物浓度监测立体化，使得颗粒物浓度监测向地上空间监测，同时可以获得不同位置、不同高度的颗粒物浓度值。

第一方面，本发明提供了一种基于无人机的空中颗粒物监测方法，包括：

旋翼无人机根据预设的第一飞行航线和预设的第一监测高度进行飞行；

所述旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值；

在所述旋翼无人机降落后，将所述颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示。

进一步地，所述旋翼无人机上搭载大气颗粒物浓度监测仪。

进一步地，在所述旋翼无人机根据预设的第一飞行航线和预设的第一监测高度进行飞行步骤之前，包括：

中央服务器获取预设的空间分布信息；

所述中央服务器根据预设的空间分布信息，确定旋翼无人机的第一飞行航线和第一监测高度；

所述中央服务器将所述旋翼无人机的第一飞行航线和第一监测高度发送给所述旋翼无人机；

所述旋翼无人机根据所述中央服务器发送的所述旋翼无人机的第一飞行航线和第一监测高度进行飞行。

进一步地，所述预设的空间分布信息包括地面高度信息和近地面地物的高度信息、形状信息。

进一步地，所述旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值，包括：

所述旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度并悬停预设的时间段，则所述旋翼无人机对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值。

进一步地，所述在所述旋翼无人机降落后，将所述颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示，包括：

所述旋翼无人机降落后，通过机载通信设备，将所述颗粒物的浓 度值发送给所述中央服务器；

所述中央服务器接收所述颗粒物的浓度值，并通过显示器显示所述颗粒物的浓度值。

进一步地，所述预设的时间段为40分钟。

进一步地，所述方法还包括：

所述旋翼无人机再次获取所述中央服务器发送的第二飞行航线和第二监测高度进行飞行；

所述旋翼无人机飞行到预设的第二监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值；

在所述旋翼无人机降落后，将所述颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示。

第二方面，本发明提供了一种基于无人机的空中颗粒物监测系统，包括：旋翼无人机，中央服务器；

所述旋翼无人机与所述中央服务器通信连接；

所述基于无人机的空中颗粒物监测系统执行权利要求1至8任一的基于无人机的空中颗粒物监测方法。

由上述技术方案可知，通过本发明提供的基于无人机的空中颗粒物监测方法及系统，其中，方法包括：旋翼无人机根据预设的第一飞行航线和预设的第一监测高度进行飞行；所述旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值；在所述旋翼无人机降落后，将所述颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示。通过本发明提供的基于无人机的空中颗粒物监测方法及系统，能够使得颗粒物浓度监测立体化，使得颗粒物浓度监测向地上空间检测，同时可以获得不同位置、不同高度的颗粒物的浓度值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易 见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于无人机的空中颗粒物监测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于无人机的空中颗粒物监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种基于无人机的空中颗粒物监测方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的基于无人机的空中颗粒物监测方法如下所述。

101、旋翼无人机根据预设的第一飞行航线和预设的第一监测高度进行飞行。

应理解的是，颗粒物浓度不仅包括地面部分的监测，还包括空中部分的监测，，因此需要测定空中的颗粒物浓度值，在本实施例中通过旋翼无人机搭载大气颗粒物浓度监测仪来监测空中的颗粒物浓度值。

应理解的是，颗粒物的直径为小于等于2.5微米的颗粒物，也称为PM_2.5。

旋翼无人机根据预设的第一飞行航线和预设的第一监测高度进行飞行。

第一飞行航线为旋翼无人机一次飞行的航线，第一监测高度为旋 翼无人机第一次飞行所要飞行的高度，也就是需要对第一监测高度进行颗粒物浓度值进行监测。

在所述旋翼无人机根据预设的第一飞行航线和预设的第一监测高度进行飞行步骤之前，包括：

中央服务器获取预设的空间分布信息。

应理解的是所述预设的空间分布信息包括地面高度信息和近地面地物的高度信息及其形状信息。地面高度信息是指地面相对于海平面的高度，包括各种地形相对于海平面的高度。近地面地物的高度信息、形状信息是指各类建筑物的高度等信息和各类建筑物的形状等信息。

建筑物中尤其地物的高度信息、形状信息。

以楼宇为突出代表。无人机在飞行的过程中需要避开楼宇，以防止与楼宇进行碰撞。

楼宇的信息包括楼宇的高度，楼宇的形状等信息。楼宇的高度和楼宇的形状会影响旋翼无人机的飞行航线，因此，需要根据这些信息规划旋翼无人机的飞行航线，以避免旋翼无人机在飞行的过程中避免与楼宇相撞击。

地形是指地表各种各样的形态，具体指地表以上分布的固定性物体共同呈现出的高低起伏的各种状态。地形与地貌不完全一样，地形偏向于局部，地貌则一定是整体特征。如：鞍部是地形，山谷是地貌。

旋翼无人机能够垂直起降，能以各种姿态飞行,如悬停、前飞、侧飞和倒飞等，能够适应各种环境，具备自主起飞和着陆能力。

所述中央服务器根据预设的空间分布信息，确定旋翼无人机的第一飞行航线和第一监测高度。

所述中央服务器将所述旋翼无人机的第一飞行航线和第一监测高度发送给所述旋翼无人机。

所述旋翼无人机根据所述中央服务器发送的所述旋翼无人机的第一飞行航线和第一监测高度进行飞行。

应理解的是，中央服务器获取服务器中存储的空间分布信息，根 据存储的空间分布信息，确定旋翼无人机的第一飞行航线和第一监测高度。

中央服务器将规划好的第一飞行航线和第一监测高度发送给旋翼无人机，旋翼无人机接收中央服务器发送的第一飞行航线和第一监测高度，按照第一飞行航线进行飞行。

102、所述旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值。

应理解的是，旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度，对第一监测高度的空中颗粒物进行监测，获得与第一监测高度所对应的颗粒物的浓度值。

在旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值，包括：

所述旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度并悬停预设的时间段，则所述旋翼无人机对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值。

应理解的是，预设的时间段为40分钟，但是在本实施例中并不限定具体的时间段，预设的时间段可以依据实际的情况进行限定。

103、在所述旋翼无人机降落后，将所述颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示。

应理解的是，旋翼无人机降落后，可以将监测到的颗粒物的浓度值发送给中央服务器，并显示其值。

在旋翼无人机降落后，将颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示，具体包括：

旋翼无人机降落后，通过机载通信设备，将所述颗粒物的浓度值发送给所述中央服务器；

中央服务器接收所述颗粒物的浓度值，并通过显示器显示所述颗粒物的浓度值。

对空中颗粒物浓度值的监测需要对不同的地点和不同的高度进行 监测，因此在旋翼无人机降落后，需要重新规划旋翼无人机的飞行航线和监测的高度，使得旋翼无人机再次起飞，获得不同高度和不同地点的空中颗粒物的浓度值。

在步骤103之后还包括： 

旋翼无人机再次获取所述中央服务器发送的第二飞行航线和第二监测高度进行飞行；

旋翼无人机飞行到预设的第二监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值；

在旋翼无人机降落后，将所述颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示。

应理解的是，第二飞行航线和第二监测高度是指旋翼无人机的第二次飞行，这里并不限定旋翼无人机只飞行两次，旋翼无人机进行多次的飞行，获得不同高度和不同地点的空中颗粒物的浓度值。

通过本实施例提供的基于无人机的空中颗粒物监测方法，能够使得颗粒物浓度监测立体化，使得颗粒物浓度监测向地上空间检测，同时可以获得不同位置、不同高度的颗粒物的浓度值。

图2为本发明实施例提供的一种基于无人机的空中颗粒物监测系统的结构示意图，如图2所示，本实施例的基于无人机的空中颗粒物监测系统如下所述。

基于无人机的空中颗粒物监测系统，包括：旋翼无人机21，中央服务器22。

旋翼无人机21与中央服务器22通信连接。 

基于无人机的空中颗粒物监测系统执行上述实施例中所示的方法。

通过本实施例提供的基于无人机的空中颗粒物监测系统，能够使得颗粒物浓度监测立体化，使得颗粒物浓度监测向地上空间监测，同时可以获得不同位置、不同高度的颗粒物的浓度值。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或者 部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但是，本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替代，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于无人机的空中颗粒物监测方法，其特征在于，包括：

旋翼无人机根据预设的第一飞行航线和预设的第一监测高度进行飞行；

所述旋翼无人机飞行到所述预设的第一监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值；

在所述旋翼无人机降落后，将所述颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示；

其中，所述颗粒物的直径为小于等于2.5微米的颗粒物。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的空中颗粒物监测方法，其特征在于，所述旋翼无人机上搭载大气颗粒物浓度监测仪。

3.根据权利要求1所述的基于无人机的空中颗粒物监测方法，其特征在于，在所述旋翼无人机根据预设的第一飞行航线和预设的第一监测高度进行飞行步骤之前，包括：

中央服务器获取预设的空间分布信息；

所述中央服务器根据预设的空间分布信息和预设的监测需求，确定旋翼无人机的第一飞行航线和第一监测高度；

所述中央服务器将所述旋翼无人机的第一飞行航线和第一监测高度发送给所述旋翼无人机；

所述旋翼无人机根据所述中央服务器发送的所述旋翼无人机的第一飞行航线和第一监测高度进行飞行。

4.根据权利要求3所述的基于无人机的空中颗粒物监测方法，其特征在于，所述预设的空间分布信息包括地面高度信息和近地面地物的高度信息、形状信息。

5.根据权利要求1所述的基于无人机的空中颗粒物监测方法，其特征在于，所述旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值，包括：

所述旋翼无人机飞行到预设的第一监测高度并悬停预设的时间段，则所述旋翼无人机对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值。

6.根据权利要求1所述的基于无人机的空中颗粒物监测方法，其特征在于，所述在所述旋翼无人机降落后，将所述颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示，包括：

所述旋翼无人机降落后，通过机载通信设备，将所述颗粒物的浓度值发送给所述中央服务器；

所述中央服务器接收所述颗粒物的浓度值，并通过显示器显示所述颗粒物的浓度值。

7.根据权利要求1所述的基于无人机的空中颗粒物监测方法，其特征在于，所述预设的时间段为40分钟。

8.根据权利要求1所述的基于无人机的空中颗粒物监测方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述旋翼无人机再次获取所述中央服务器发送的第二飞行航线和第二监测高度进行飞行；

所述旋翼无人机飞行到预设的第二监测高度，对空中的颗粒物进行监测，获得颗粒物的浓度值；

在所述旋翼无人机降落后，将所述颗粒物的浓度值发送给中央服务器并显示。

9.一种基于无人机的空中颗粒物监测系统，其特征在于，包括：旋翼无人机，中央服务器；

所述旋翼无人机与所述中央服务器通信连接；

所述基于无人机的空中颗粒物监测系统执行权利要求1至8任一的基于无人机的空中颗粒物监测方法。