CN106153836A - 一种环保无人机远程气体监控方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供涉及计算机技术领域，尤其涉及一种环保无人机远程气体监控方法，包括如下步骤：无人机实时获取气体浓度数据、风速、温度和/或湿度数据且实时获取遥感影像信息，并将获取结果传送至服务端；所述服务端根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径。本发明不受空间与地形条件制约，可以直接获取监测现场的实时气体浓度数据，具有全方位监测、根据获取的实时数据估算出现场的气体扩散半径和民众疏散半径，不间断地更新现场实时的安全救援范围，保证救援人员在安全的范围内开展救援行动，给现场救援工作提供安全有效的决策辅助，另，本发明还提供了一种环保无人机远程监控系统。

Description

一种环保无人机远程气体监控方法及其系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种环保无人机远程气体监控方法及其系统。

背景技术

常规的环境监察手段主要有明查和暗查两种方式，采取明查方式时，企业一般会提前准备，将待监测项目调整到比较好的状态；采取暗查方式时，仅能发现厂区外围排污情况，监察不到厂区内部的情况，因此，监察效果会大打折扣，特别是难以固定污染问题的证据。

因此在实际环保执法过程中，环保执法工作人员的执法会遇到很多问题，例如：地面存在诸多地形阻挡，难以进行实地监测，排放气体往高空扩散，难以进行有效监测，另外，对于无组织污染排放源难以进行有效取证。

目前气体检测仪器的种类繁多，但是，目前的气体检测仪存在传度感器互不兼容、生产标定复杂、核心器件更换限制等问题，而且还具有响应速慢、效率低，不能直接现场获得气体监测数据，更不能进行大范围监测气体浓。进一步地，对于有毒危险气体泄漏等紧急情况时，人员不能进入危险现场中心区域进行检测，不能远程监测区域的气体数据，从而难以获取监测区域的第一手气体数据，不能全面掌握现场状况。

发明内容

本发明提供了一种环保无人机远程气体监控方法，所述方法不受空间与地形条件制约，可以直接获取监测现场的实时气体浓度数据，具有全方位监测、根据获取的实时数据估算出现场的气体扩散半径和民众疏散半径，不间断地更新现场实时的安全救援范围，保证救援人员在安全的范围内开展救援行动，给现场救援工作提供安全有效的决策辅助。

本发明还提供了一种环保无人机远程气体监测系统，所述系统不受空间与地形条件制约，可以直接获取监测现场的实时气体浓度数据，具有全方位监测、根据获取的实时数据估算出现场的气体扩散半径和民众疏散半径，不间断地更新现场实时的安全救援范围，保证救援人员在安全的范围内开展救援行动，给现场救援工作提供安全有效的决策辅助。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种环保无人机远程监控方法，包括如下步骤：

无人机实时获取气体浓度数据、风速、温度和/或湿度数据且实时获取遥感影像信息，并将获取结果传送至服务端；

所述服务端根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径。

优选地，所述步骤“所述服务端根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径”后还包括步骤：

所述服务端根据所述无人机传送的遥感影像信息规划监测轨迹，并将规划结果传送至所述无人机。

优选地，所述步骤“无人机实时获取气体浓度数据且实时获取遥感影像信息，并将获取结果传送至服务端”具体包括如下步骤：

传感器实时获取气体浓度数据；

风速仪实时获取监测环境的风速；

气温计实时获取监测环境温度和/或湿度数据；

摄像装置实时获取遥感影像信息；

所述无人机将所述传感器、所述风速仪、所述气温计和所述摄像装置的获取结果转换为数字信号，并通过实时5G链路和远程4G信号双通道传输的方式将所述数字信号传送至所述服务端。

优选地，所述步骤“所述服务端根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径”具体包括如下步骤：

所述服务端根据接收到的所述遥感影像信息进行影像解析；

将解析结果以视频的方式呈现给用户；

优选地，所述步骤“所述服务端根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径”具体包括如下步骤：

所述服务端解析所述浓度数据信息、风速信息、环境温度信息和/或湿度数据信息；

所述服务端根据解析结果，采用三维的快速预测模拟技术模拟出气体扩散图并根据所述气体扩散图估算出疏散半径。

本发明的一种环保无人机远程监控方法，通过所述无人机实时获取遥感影像信息、气体浓度数据、风速、温度和/或湿度数据，将获取结果传送至所述服务端，所述服务端解析接收到的数据、并根据解析结果处理图像信息再将处理结果以视频的方式显示供用户查看，同时，所述服务端还根据解析结果、根据气体浓度、风速、温度和湿度信息，估算出气体扩散半径从而预算出疏散半径，进而使得本发明具有不受空间与地形条件制约，直接获取监测现场的实时气体浓度数据，具有全方位监测的特点，另外，本发明可不间断地更新现场实时的安全救援范围，保证救援人员在安全的范围内开展救援行动，给现场救援工作提供安全有效的决策辅助。

本发明还提供了一种环保无人机远程监控系统，包括无人机，及与所述无人机通信的服务端，所述无人机用于实时获取气体浓度数据、风速、温度和/或湿度数据且实时获取遥感影像信息，并将获取结果传送至所述服务端；

所述服务端用于根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径。

优选地，所述服务器上包括：

轨迹规划模块，用于根据所述无人机传送的遥感影像信息规划监测轨迹，并将规划结果传送至所述无人机。

优选地，所述无人机包括：

传感器模块，用于实时获取气体浓度数据；

风速仪模块，用于实时获取监测环境的风速；

气温计模块，用于实时获取监测环境温度和/或湿度数据；

摄像模块，用于实时获取遥感影像信息；

处理模块，用于将所述传感器模块、所述风速仪模块、所述气温计模块和所述摄像模块获取的信息转换为数字信号；及

第一传输模块，用于通过实时5G链路和远程4G信号双通道传输的方式、将所述数字信号传输至所述服务端。

优选地，所述服务器还包括：

第二传输模块，用于接收所述无人机传送的信息并传输信息至所述无人机；

第一解析制图模块，用于解析所述第二传输模块传送的遥感影像信息；

第一处理显示模块，用于以视频显示的方式实时显示所述遥感影像信息；及

轨迹规划模块，用于根据所述第一解析绘图模块传送的信息实时规划监测轨迹、并将规划结果经所述第二传输模块传送至所述无人机。

优选地，所述服务器还包括：

第二解析制图模块，用于解析所述浓度数据信息、风速信息、环境温度信息和/或湿度数据信息；及

第二处理显示模块，用于根据解析结果、采用三维的快速预测模拟技术模拟出气体扩散图并根据所述气体扩散图估算出疏散半径并显示。

本发明的一种环保无人机远程监控系统，通过所述无人机实时获取遥感影像信息、气体浓度数据、风速、温度和/或湿度数据，将获取结果传送至所述服务端，所述服务端解析接收到的数据、并根据解析结果处理图像信息再将处理结果以视频的方式显示供用户查看，同时，所述服务端还根据解析结果、根据气体浓度、风速、温度和湿度信息，估算出气体扩散半径从而预算出疏散半径，进而使得本发明具有不受空间与地形条件制约，直接获取监测现场的实时气体浓度数据，具有全方位监测的特点，另外，本发明可不间断地更新现场实时的安全救援范围，保证救援人员在安全的范围内开展救援行动，给现场救援工作提供安全有效的决策辅助。

附图说明

图1是本发明一种环保无人机远程监控方法的流程图。

图2是本发明一种环保无人机远程监控系统的模块示意图。

图3是图2的模块框图。

具体实施方式

下面结合附图，具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

实施例1：

请参考图1，本发明一种环保无人机远程监控方法，包括如下步骤：

S01，传感器实时获取气体浓度数据。具体地，设置在所述无人机上的传感器实时获取被监测环境的气体浓度数据，所述气体包括：VOCs、SO2、CO2、氮氧化物等，所述传感器包括PID光离子和电化学传感器。

S02，风速仪实时获取监测环境的风速。具体地，所述无人机上的风速仪实时获取监测环境的实时风速。

S03，气温计实时获取监测环境温度和/或湿度数据。具体地，所述无人机上的所述气温仪实时获取监测环境的稳定数据和/或湿度数据。

S04，摄像装置实时获取遥感影像信息。具体地，所述无人机上的所述摄像装置实时获取监测环境的遥感影像信息。

S05，无人机实时将获取的气体浓度数据、风速、环境温度和/或湿度数据及影像信息传送至服务端。具体地，所述无人机将所述传感器、所述风速仪、所述气温计和所述摄像装置的获取结果转换为数字信号，并通过实时5G链路和远程4G信号双通道传输的方式将所述数字信号传送至所述服务端。需要说明的是，所述影像信息的传输是基于TDD-OFDM基带调制，结合高清H.264编码，先将获取的影像信息以最大的数据压缩率、加密后传输至所述服务端。本发明通过设置遥感增程模块，增强了遥感信号的功率，在增加无人机通信距离时，最大限度减小对周边环境对无人机控制和信号的干扰。

S06，服务端根据接收到的遥感影像信息进行影像解析。具体地，所述服务端解析接收到的数字信号，将遥感影像信息解析出来。

S07，将解析结果以视频的方式呈现给用户。具体地，所述服务端根据遥感影像信息的解析结果，将该影像信息以视频的方式呈现给用户显示。需要说明的是，所述视频存储于所述服务端，用户可根据需要调取所述视频数据。

S08，服务端解析所述浓度数据信息、风速信息、环境温度信息和/或湿度数据信息。具体地，所述服务端根据接收到的数字信号解析出浓度数据信息、风速信息、环境温度信息和/或湿度数据信息。

S09，根据解析结果估算出气体扩散范围及疏散半径。具体地，所述服务端根据解析结果，采用三维的快速预测模拟技术模拟出气体扩散图并根据所述气体扩散图估算出疏散半径。需要说明的是，所述服务端根据解析结果绘制出监测区域内气体浓度浓度图和气体三维分布图。

S10，服务端实时规划监测轨迹，并将规划结果传送至无人机。具体地，所述服务端根据所述无人机传送的遥感影像信息规划监测轨迹，并将规划结果传送至所述无人机。需要说明的是，所述无人机根据所述服务端实时传送的监测轨迹监测，当所述无人机没有接受到所述服务端的实时监测轨迹时，按照预设的轨迹执行监测。

从以上描述可以看出，本发明的一种环保无人机远程监控方法，通过所述无人机实时获取遥感影像信息、气体浓度数据、风速、温度和/或湿度数据，将获取结果传送至所述服务端，所述服务端解析接收到的数据、并根据解析结果处理图像信息再将处理结果以视频的方式显示供用户查看，同时，所述服务端还根据解析结果、根据气体浓度、风速、温度和湿度信息，估算出气体扩散半径从而预算出疏散半径，进而使得本发明具有不受空间与地形条件制约，直接获取监测现场的实时气体浓度数据，具有全方位监测的特点，另外，本发明可不间断地更新现场实时的安全救援范围，保证救援人员在安全的范围内开展救援行动，给现场救援工作提供安全有效的决策辅助。

实施例2：

情参考图2及图3，本发明的一种环保无人机远程监控系统，包括无人机1及与所述无人机1连接的服务端2，其中，所述无人机1用于实时获取气体浓度数据、风速、温度和/或湿度数据且实时获取遥感影像信息，并将获取结果传送至所述服务端2，所述服务端用2于根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径。

具体地，所述无人机1包括：传感器模块11、风速仪模块12、气温计模块13、摄像模块14、处理模块15及第一传输模块16，其中，所述传感器模块11用于实时获取气体浓度数据，实时获取监测环境的VOCs、SO2、CO2、氮氧化物等数据信息，并将获取结果传送至所述处理模块15，所述风速仪模块12用于实时获取监测环境的风速并将获取结果传送至所述处理模块15，所述气温计模块13用于实时获取监测环境温度和/或湿度数据并将获取结果传送至所述处理模块15，所述摄像模块14实时获取遥感影像信息并将获取结果传输至所述处理模块15，所述处理模块15将接收到的数据信息转换为数字信号并将所述数据信号经所述第一传输模块15通过实时5G链路和远程4G信号双通道传输的方式传输至所述服务端2。需要说明的是，摄像模块14获取到的所述影像信息的传输是基于TDD-OFDM基带调制，结合高清H.264编码，先通过所述处理模块15将获取的影像信息以最大的数据压缩率、加密后传输至所述服务端2。另外，本发明通过设置遥感增程模块，增强了遥感信号的功率，在增加无人机通信距离时，最大限度减小对周边环境对无人机控制和信号的干扰。

所述服务端2包括：第二传输模块21、第一解析制图模块22、第一处理显示模块23、第二解析制图模块24、第二处理显示模块25和轨迹规划模块26，其中所述第二传输模块21用于接收所述无人机1送的信息并传输信息至所述无人机1，所述第一解析制图模块22用于解析所述第二传输模块21传送的遥感影像信息，所述第一处理显示模块23用于以视频显示的方式实时显示所述遥感影像信息，所述第二解析制图模块24用于解析经所述第二传输模块21传输的所述浓度数据信息、风速信息、环境温度信息和/或湿度数据信息，所述第二处理显示模块25用于根据所述第二解析绘图模块24的解析结果、采用三维的快速预测模拟技术模拟出气体扩散图并根据所述气体扩散图估算出疏散半径并显示，所述轨迹规划模块26用于根据所述第一解析绘图模块22传送的信息实时规划监测轨迹、并将规划结果经所述第二传输模块21传送至所述无人机1。需要说明的是，用户可根据需要实时调取所述第一处理显示模块23内的视频信息，所述无人机1根据所述轨迹规划模块26规划的监测路线进行监测，也可根据预设的检测路线进行监测。进一步地，所述服务端2根据解析结果绘制出监测区域内气体浓度浓度图和气体三维分布图。

从以上描述可以看出，本发明一种环保无人机远程监控系统，通过所述无人机1实时获取遥感影像信息、气体浓度数据、风速、温度和/或湿度数据，将获取结果传送至所述服务端2，所述服务端2解析接收到的数据、并根据解析结果处理图像信息再将处理结果以视频的方式显示供用户查看，同时，所述服务端2还根据解析结果、根据气体浓度、风速、温度和湿度信息，估算出气体扩散半径从而预算出疏散半径，进而使得本发明具有不受空间与地形条件制约，直接获取监测现场的实时气体浓度数据，具有全方位监测的特点，另外，本发明可不间断地更新现场实时的安全救援范围，保证救援人员在安全的范围内开展救援行动，给现场救援工作提供安全有效的决策辅助。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种环保无人机远程监控方法，其特征在于，包括如下步骤：

无人机实时获取气体浓度数据、风速、温度和/或湿度数据且实时获取遥感影像信息，并将获取结果传送至服务端；

所述服务端根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径。

2.如权利要求1所述的环保无人机远程监控方法，其特征在于，所述步骤“所述服务端根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径”后还包括步骤：

所述服务端根据所述无人机传送的遥感影像信息规划监测轨迹，并将规划结果传送至所述无人机。

3.如权利要求1所述的环保无人机远程监控方法，其特征在于，所述步骤“无人机实时获取气体浓度数据且实时获取遥感影像信息，并将获取结果传送至服务端”具体包括如下步骤：

传感器实时获取气体浓度数据；

风速仪实时获取监测环境的风速；

气温计实时获取监测环境温度和/或湿度数据；

摄像装置实时获取遥感影像信息；

所述无人机将所述传感器、所述风速仪、所述气温计和所述摄像装置的获取结果转换为数字信号，并通过实时5G链路和远程4G信号双通道传输的方式将所述数字信号传送至所述服务端。

4.如权利要求1所述的环保无人机远程监控方法，其特征在于，所述步骤“所述服务端根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径”具体包括如下步骤：

所述服务端根据接收到的所述遥感影像信息进行影像解析；

将解析结果以视频的方式呈现给用户。

5.如权利要求1所述的环保无人机远程监控方法，其特征在于，所述步骤“所述服务端根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径”具体包括如下步骤：

所述服务端解析所述浓度数据信息、风速信息、环境温度信息和/或湿度数据信息；

所述服务端根据解析结果，采用三维的快速预测模拟技术模拟出气体扩散图并根据所述气体扩散图估算出疏散半径。

6.一种环保无人机远程监控系统，包括无人机，及与所述无人机通信的服务端，其特征在于

所述无人机用于实时获取气体浓度数据、风速、温度和/或湿度数据且实时获取遥感影像信息，并将获取结果传送至所述服务端；

所述服务端用于根据接收到的信息实时制图及计算气体扩散范围和疏散半径。

7.如权利要求6所述的环保无人机远程监控系统，其特征在于，所述服务器上包括：

轨迹规划模块，用于根据所述无人机传送的遥感影像信息规划监测轨迹，并将规划结果传送至所述无人机。

8.如权利要求6所述的环保无人机远程监控系统，其特征在于，所述无人机包括：

传感器模块，用于实时获取气体浓度数据；

风速仪模块，用于实时获取监测环境的风速；

气温计模块，用于实时获取监测环境温度和/或湿度数据；

摄像模块，用于实时获取遥感影像信息；

处理模块，用于将所述传感器模块、所述风速仪模块、所述气温计模块和所述摄像模块获取的信息转换为数字信号；及

第一传输模块，用于通过实时5G链路和远程4G信号双通道传输的方式、将所述数字信号传输至所述服务端。

9.如权利要求6所述的环保无人机远程监控系统，其特征在于，所述服务器还包括：

第二传输模块，用于接收所述无人机传送的信息并传输信息至所述无人机；

第一解析制图模块，用于解析所述第二传输模块传送的遥感影像信息；

第一处理显示模块，用于以视频显示的方式实时显示所述遥感影像信息；及

轨迹规划模块，用于根据所述第一解析绘图模块传送的信息实时规划监测轨迹、并将规划结果经所述第二传输模块传送至所述无人机。

10.如权利要求6所述的环保无人机远程监控系统，其特征在于，所述服务器还包括：

第二解析制图模块，用于解析所述浓度数据信息、风速信息、环境温度信息和/或湿度数据信息；及

第二处理显示模块，用于根据解析结果、采用三维的快速预测模拟技术模 拟出气体扩散图并根据所述气体扩散图估算出疏散半径并显示。