CN107402579A - 一种基于无人机的雾霾检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于无人机的雾霾检测方法，通过获取预设目标无人机获取起点、距离所述目标无人机距离最近的目标无人机基站的位置点以及多个雾霾检测点；并依次计算经过上述各个点的导航路线，按照计算出的各个导航路径分别移动抵达各个雾霾检测点，并在移动抵达各个雾霾检测点时获取各个雾霾检测点的雾霾检测数据，本发明中，无人机并不会一次性计算整条导航路径，而是以无人机基站作为中间点，将整条导航路径拆分为多条导航路径来计算，从而减少了每次计算时的计算量，使得导航路径更加准确，从可以获取更为准确的检测数据。
Description
技术领域
本发明无人机应用技术领域，尤其涉及一种基于无人机的雾霾检测方法。
背景技术
虽然无人机技术的不断发展，无人机在各行各业中的应用都愈加频繁。
为了能够让无人机更智能的进行飞行，减少操控人员的负担，现有技术中提供了一些无人机导航的方法，其主要的思路是：按照已有的电子地图数据获取各种地形信息，再根据起点和终点确定一条完整的导航路径，并设定无人机按照该导航路径进行飞行，但是，现有技术的方案中，若起点与终点之间的距离较长，则需要花费较长的时间来计算导航路径，当有临时的路径调整时，需要重算整条导航路径，会占用大量的计算资源。
当前我国的空气污染严重，在多个大中城市，甚至出现了严重的雾霾，如果长时间的雾霾天气很容易对人们的身体健康造成危害。而雾霾的产生原因是空气污染，即各种空气污染排放物，这些排放物进入大气中相互作用，并起化学反应生成新的污染物，如光化学反应产生臭氧等。因此市面上需要一种全天候、全时段对空气质量进行检测的高空检测装置，但是传统的空气雾霾检测装置结构简单，位置偏低，需要外接供电，耗能较大，而且需要人们定期对其进行维护检测以及信息采集，十分不方便。
因此，现有技术有待于进一步的提高。
发明内容
本发明提供了一种基于无人机的雾霾检测方法，克服一次性计算远距离导航路径，导致导航路径偏差大，进而导致雾霾检测数据误差大的缺陷。
一种基于无人机的雾霾检测方法，其中，所述方法包括：
预设目标无人机获取起点、距离所述目标无人机距离最近的目标无人机基站的位置点以及多个雾霾检测点；
所述目标无人机将所述目标无人机基站的位置作为第一航行路径的终点；根据电子地图数据计算所述起点与所述第一航行路径的终点之间的第一导航路径，并按照所述第一导航路径移动至所述目标无人机基站；
所述目标无人机根据电子地图数据计算所述目标无人机基站与所述目标无人机基站最近的第一雾霾检测点之间的第二导航路径；并按照计算出的第二导航路径移动至与所述目标无人机基站最近的第一雾霾检测点；
所述目标无人机以所述第一雾霾检测点作为起点，根据电子地图数据计算目标无人机依次移动经过全部雾霾检测点的第三导航路径，按照计算出的第三导航路径依次移动抵达各个雾霾检测点，并在移动抵达各个雾霾检测点时分别获取各个雾霾检测点的雾霾检测数据。
所述的基于无人机的雾霾检测方法，其中，所述目标无人机按照所述第一导航路径移动至所述目标无人机基站包括：
所述目标无人机将所述第一导航路径发送至所述目标无人机基站；
所述目标无人机基站根据接收到的各无人机发送的导航路径对所述第一导航路径进行调整得到第四导航路径；
所述目标无人机基站将所述第四导航路径发送至所述目标无人机；
所述目标无人机按照所述第四导航路径移动至所述目标无人机基站。
所述的基于无人机的雾霾检测方法，其中，所述目标无人机基站根据接收到的各无人机发送的导航路径对所述第一导航路径进行调整得到第四导航路径包括：
所述目标无人机基站对各导航路径进行对比确定交叠路段，所述交叠路段为至少两条导航路径的共同部分；
所述目标无人机基站判断所述第一导航路径中是否存在所述交叠路段，若存在，则所述目标无人机基站对所述第一导航路径中的所述交叠路段进行重新规划得到非交叠路段；
所述目标无人机基站根据所述非交叠路段以及所述第一导航路径生成所述第四导航路径。
所述的基于无人机的雾霾检测方法，其中，所述目标无人机基站根据接收到的各无人机发送的导航路径对所述第一导航路径进行调整得到第四导航路径包括：
所述目标无人机基站接收各无人机发送的飞行计划信息，所述飞行计划信息包含起飞时间、飞行速度以及飞行高度；
所述目标无人机基站根据所述飞行计划信息判断所述目标无人机与其他无人机在所述第一导航路径上是否存在相遇点；
若存在，则所述目标无人机基站以所述相遇点为中心点，以预置距离为半径，设置避让路段；
所述目标无人机基站根据所述避让路段以及所述第一导航路径生成所述第四导航路径。
所述的基于无人机的雾霾检测方法，其中，所述方法还包括：
所述目标无人机在移动过程中，所述目标无人机判断自身预置范围内是否存在其他的干扰无人机；
若存在，则所述目标无人机与所述干扰无人机建立无线连接；
所述目标无人机通过所述无线连接接收所述干扰无人机的运动信息，所述运动信息包括所述干扰无人机的飞行速度、飞行方向以及飞行高度；
所述目标无人机根据所述干扰无人机的运动信息判断自身是否与所述干扰无人机存在碰撞风险；
若存在碰撞风险，则所述目标无人机调整自身的运动信息。
所述的基于无人机的雾霾检测方法，其中，所述目标无人机根据所述干扰无人机的运动信息判断自身是否与所述干扰无人机存在碰撞风险包括：
所述目标无人机判断所述干扰无人机的飞行方向与自身的飞行方向是否相同，若不同，则确定自身与所述干扰无人机不存在碰撞风险。
所述的基于无人机的雾霾检测方法，其中，所述方法还包括：
若所述干扰无人机的飞行方向与自身的飞行方向相同，则所述目标无人机判断所述干扰无人机的飞行高度与自身的飞行高度是否相同，若不同，则确定自身与所述干扰无人机不存在碰撞风险。
所述的基于无人机的雾霾检测方法，其中，所述方法还包括：
若所述干扰无人机的飞行高度与自身的飞行高度相同，则所述目标无人机对所述干扰无人机的飞行速度进行分解得到第一速度、第二速度以及第三速度，所述第一速度为第一维度方向的速度，所述第二速度为第二维度方向的速度，所述第三速度为第三维度方向的速度，所述第一维度方向为指向所述目标无人机的方向、所述第二维度方向为背离所述目标无人机的方向，所述第三维度方向为平行于所述目标无人机的飞行方向的方向；
所述目标无人机判断所述指向所述第一速度是否大于0，若是，则确定自身与所述干扰无人机存在碰撞风险，若否，则确定自身与所述干扰无人机不存在碰撞风险。
所述的基于无人机的雾霾检测方法，其中，所述目标无人机调整自身的运动信息包括：
所述目标无人机在所述第一维度方向上将自身的飞行速度调整为大于或等于所述第一速度，以及所述目标无人机调整自身的飞行高度。
所述的基于无人机的雾霾检测方法，其中，所述目标无人机通过安装在其外壳表面的PM2.5检测器获取各个雾霾检测点上的PM2.5数据，并将获取的PM2.5数据通过通讯模块发送到控制中心的总服务器。
本发明提供了一种基于无人机的雾霾检测方法，通过获取预设目标无人机获取起点、距离所述目标无人机距离最近的目标无人机基站的位置点以及多个雾霾检测点；并依次计算经过上述各个点的导航路线，按照计算出的各个导航路径分别移动抵达各个雾霾检测点，并在移动抵达各个雾霾检测点时获取各个雾霾检测点的雾霾检测数据，本发明中，无人机并不会一次性计算整条导航路径，而是以无人机基站作为中间点，将整条导航路径拆分为多条导航路径来计算，从而减少了每次计算时的计算量，使得导航路径更加准确，从可以获取更为准确的检测数据。
附图说明
图1为本发明基于无人机的雾霾检测方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，一种基于无人机的雾霾检测方法，如图1所示，所述方法包括：
步骤101、预设目标无人机获取起点、距离所述目标无人机距离最近的目标无人机基站的位置点以及多个雾霾检测点。
本步骤中所述目标无人机为带有自动雾霾检测装置的无人机，雾霾检测装置可以安装在所述无人机外壳上，方便获取外界环境中的空气，也可以设置在无人机内，通过空气传输装置将外界的空气传入雾霾检测装置，供其进行雾霾检测。
所述目标无人机在接收到进行雾霾检测的控制指令后，首先获取其当前的位置点，当前的位置点为飞行的起点，然后依次获取距离其最近的目标无人机基站，以及各个雾霾检测点的位置，可以想到，雾霾检测点可以仅仅只有一个，也可以有多个。
上述位置信息可以通过目标无人机上的GPS模块进行定位，也可以直接由控制端的控制中心服务器传输至目标无人机，目标无人机可以获取到上述位置信息。
步骤102、所述目标无人机将所述目标无人机基站的位置作为第一航行路径的终点；根据电子地图数据计算所述起点与所述第一航行路径的终点之间的第一导航路径，并按照所述第一导航路径移动至所述目标无人机基站。
目标无人机终将当前位置作为出发点，将具有其最近的基站作为第一个航行路径的终点，根据电子地图数据计算从当前位置到最近的目标无人机基站之间的导航路径，则目标无人机则按照计算出的第一导航路径飞行至目标无人机基站。
具体的，为了实现更加准确无误的飞行至目标无人机基站，在本步骤中还包括以下步骤：
本发明中，由于可能存在多个无人机同时飞行，为确保安全，目标无人机基站可以进行统一调配，具体的：
所述目标无人机按照所述第一导航路径移动至所述目标无人机基站包括：
所述目标无人机将所述第一导航路径发送至所述目标无人机基站；
所述目标无人机基站根据接收到的各无人机发送的导航路径对所述第一导航路径进行调整得到第四导航路径；
所述目标无人机基站将所述第四导航路径发送至所述目标无人机；
所述目标无人机按照所述第四导航路径移动至所述目标无人机基站。
本发明中，目标无人机基站可以有多种方式得到第四导航路径：
一、
所述目标无人机基站根据接收到的各无人机发送的导航路径对所述第一导航路径进行调整得到第四导航路径包括：
所述目标无人机基站对各导航路径进行对比确定交叠路段，所述交叠路段为至少两条导航路径的共同部分；
所述目标无人机基站判断所述第一导航路径中是否存在所述交叠路段，若存在，则所述目标无人机基站对所述第一导航路径中的所述交叠路段进行重新规划得到非交叠路段；
所述目标无人机基站根据所述非交叠路段以及所述第一导航路径生成所述第四导航路径。
二、
所述目标无人机基站根据接收到的各无人机发送的导航路径对所述第一导航路径进行调整得到第四导航路径包括：
所述目标无人机基站接收各无人机发送的飞行计划信息，所述飞行计划信息包含起飞时间、飞行速度以及飞行高度；
所述目标无人机基站根据所述飞行计划信息判断所述目标无人机与其他无人机在所述第一导航路径上是否存在相遇点；
若存在，则所述目标无人机基站以所述相遇点为中心点，以预置距离为半径，设置避让路段；
所述目标无人机基站根据所述避让路段以及所述第一导航路径生成所述第四导航路径。
上述第四导航路径综合考虑了飞行过程中可能出现的情况，使得目标无人机在飞行过程中可以避免意外发生，为顺利的抵达目标无人机基站提供了保障。
步骤103、所述目标无人机根据电子地图数据计算所述目标无人机基站与所述目标无人机基站最近的第一雾霾检测点之间的第二导航路径；并按照计算出的第二导航路径移动至与所述目标无人机基站最近的第一雾霾检测点。
计算无人机基站与距离所述无人机基站最近的第一雾霾检测点之间的导航路径，并根据计算出的导航路径移动至第一雾霾检测点。
较佳的，本步骤中，也同样可以采用上述步骤102中考虑到其他无人机的飞行路径和路况信息对第二导航路径进行调整，使得可以更好实现本次飞行。
步骤104、所述目标无人机以所述第一雾霾检测点作为起点，根据电子地图数据计算目标无人机依次移动经过全部雾霾检测点的第三导航路径，按照计算出的第三导航路径依次移动抵达各个雾霾检测点，并在移动抵达各个雾霾检测点时分别获取各个雾霾检测点的雾霾检测数据。
同样，抵达第一雾霾检测点的目标无人机根据电子地图数据计算从第一雾霾检测点依次飞行经过全部雾霾检测点的导航路径，该导航路径为第三导航路径，并根据所述第三导航路径依次飞行至各个雾霾检测点，并在抵达每个雾霾检测点后，采集每个雾霾检测点的雾霾数据。
可以想到的，所述无人机可以通过使用自动雾霾检测仪进行雾霾数据采集，具体的，自动雾霾检测仪可以为现在普遍使用的PM2.5检测仪。
较佳的，所述目标无人机通过安装在其外壳表面的PM2.5检测器获取各个雾霾检测点上的PM2.5数据，并将获取的PM2.5数据通过通讯模块发送到控制中心的总服务器。
本发明中，除了目标无人机基站可以调整导航路径之外，目标无人机自身也可以进一步调整自身的运动信息，从而防止出现碰撞，具体的：
所述方法还包括：
所述目标无人机在移动过程中，所述目标无人机判断自身预置范围内是否存在其他的干扰无人机；
若存在，则所述目标无人机与所述干扰无人机建立无线连接；
所述目标无人机通过所述无线连接接收所述干扰无人机的运动信息，所述运动信息包括所述干扰无人机的飞行速度、飞行方向以及飞行高度；
所述目标无人机根据所述干扰无人机的运动信息判断自身是否与所述干扰无人机存在碰撞风险；
若存在碰撞风险，则所述目标无人机调整自身的运动信息。
其中，目标无人机根据所述干扰无人机的运动信息判断自身是否与所述干扰无人机存在碰撞风险包括：
所述目标无人机判断所述干扰无人机的飞行方向与自身的飞行方向是否相同，若不同，则确定自身与所述干扰无人机不存在碰撞风险。
若所述干扰无人机的飞行方向与自身的飞行方向相同，则所述目标无人机判断所述干扰无人机的飞行高度与自身的飞行高度是否相同，若不同，则确定自身与所述干扰无人机不存在碰撞风险。
若所述干扰无人机的飞行高度与自身的飞行高度相同，则所述目标无人机对所述干扰无人机的飞行速度进行分解得到第一速度、第二速度以及第三速度，所述第一速度为第一维度方向的速度，所述第二速度为第二维度方向的速度，所述第三速度为第三维度方向的速度，所述第一维度方向为指向所述目标无人机的方向、所述第二维度方向为背离所述目标无人机的方向，所述第三维度方向为平行于所述目标无人机的飞行方向的方向；
所述目标无人机判断所述指向所述第一速度是否大于0，若是，则确定自身与所述干扰无人机存在碰撞风险，若否，则确定自身与所述干扰无人机不存在碰撞风险。
本发明中，目标无人机调整自身的运动信息包括：
所述目标无人机在所述第一维度方向上将自身的飞行速度调整为大于或等于所述第一速度。
或者，所述目标无人机调整自身的运动信息包括：
所述目标无人机调整自身的飞行高度。
同理，在计算第二导航路径和第三导航路径时，同样也可以使用上述方法对第二导航路径和第三导航路径进行调整，使得整个导航路径更加准确。
下面以本发明具有应用实施例，对本发明所述的监控方法做进一步的说明。
首先，目标无人机根据雾霾检测指令，获取待雾霾检测点的位置信息，并根据当前所在位置获取距离其最近的目标无人机基站的位置信息。
其次，根据当前位置和最近的目标无人机基站的位置，计算出从当前位置移动至目标无人机基站的第一导航路径，所述第一导航路径可以为根据其他无人机的飞机路线及路况信息得到的最优第一导航路径，并根据最优第一导航路径从当前位置飞行至目标无人机基站。
再次，判断各个雾霾检测点中距离目标无人机基站最近的一个雾霾检测点，并将最近的雾霾检测点作为下一步导航的终点，根据地图信息计算第二导航路径，并根据第二导航路径飞行至第一雾霾检测点。
最后，位于第一雾霾检测点的目标无人机，根据各个雾霾检测点的位置信息，依次计算分别经过每个雾霾检测点的导航路径，并将该导航路径作为第三导航路径，根据所述第三导航路径依次飞行经过各个雾霾检测点，并在飞行至每个雾霾检测点的时候，获取各个雾霾检测点的雾霾检测数据，并将检测数据发送至控制端的服务器。
本发明所述公开的雾霾检测方法，应用于对雾霾进行检测，可以想到的是，在本发明所公开的检测方法的基础上，还可以增加消除雾霾的步骤，即是在无人机上安装一个用于对PM2.5值超出预设数字的雾霾检测点喷洒含有负离子物质的水，从而使得雾霾检测点的雾霾数据可以降低。
本发明提供了一种基于无人机的雾霾检测方法，通过获取预设目标无人机获取起点、距离所述目标无人机距离最近的目标无人机基站的位置点以及多个雾霾检测点；并依次计算经过上述各个点的导航路线，按照计算出的各个导航路径分别移动抵达各个雾霾检测点，并在移动抵达各个雾霾检测点时获取各个雾霾检测点的雾霾检测数据，本发明中，无人机并不会一次性计算整条导航路径，而是以无人机基站作为中间点，将整条导航路径拆分为多条导航路径来计算，从而减少了每次计算时的计算量，使得导航路径更加准确，从可以获取更为准确的检测数据。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于无人机的雾霾检测方法，其特征在于，所述方法包括：
预设目标无人机获取起点、距离所述目标无人机距离最近的目标无人机基站的位置点以及多个雾霾检测点；
所述目标无人机将所述目标无人机基站的位置作为第一航行路径的终点；根据电子地图数据计算所述起点与所述第一航行路径的终点之间的第一导航路径，并按照所述第一导航路径移动至所述目标无人机基站；
所述目标无人机根据电子地图数据计算所述目标无人机基站与所述目标无人机基站最近的第一雾霾检测点之间的第二导航路径；并按照计算出的第二导航路径移动至与所述目标无人机基站最近的第一雾霾检测点；
所述目标无人机以所述第一雾霾检测点作为起点，根据电子地图数据计算目标无人机依次移动经过全部雾霾检测点的第三导航路径，按照计算出的第三导航路径依次移动抵达各个雾霾检测点，并在移动抵达各个雾霾检测点时分别获取各个雾霾检测点的雾霾检测数据。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的雾霾检测方法，其特征在于，所述目标无人机按照所述第一导航路径移动至所述目标无人机基站包括：
所述目标无人机将所述第一导航路径发送至所述目标无人机基站；
所述目标无人机基站根据接收到的各无人机发送的导航路径对所述第一导航路径进行调整得到第四导航路径；
所述目标无人机基站将所述第四导航路径发送至所述目标无人机；
所述目标无人机按照所述第四导航路径移动至所述目标无人机基站。
3.根据权利要求2所述的基于无人机的雾霾检测方法，其特征在于，所述目标无人机基站根据接收到的各无人机发送的导航路径对所述第一导航路径进行调整得到第四导航路径包括：
所述目标无人机基站对各导航路径进行对比确定交叠路段，所述交叠路段为至少两条导航路径的共同部分；
所述目标无人机基站判断所述第一导航路径中是否存在所述交叠路段，若存在，则所述目标无人机基站对所述第一导航路径中的所述交叠路段进行重新规划得到非交叠路段；
所述目标无人机基站根据所述非交叠路段以及所述第一导航路径生成所述第四导航路径。
4.根据权利要求2所述的基于无人机的雾霾检测方法，其特征在于，所述目标无人机基站根据接收到的各无人机发送的导航路径对所述第一导航路径进行调整得到第四导航路径包括：
所述目标无人机基站接收各无人机发送的飞行计划信息，所述飞行计划信息包含起飞时间、飞行速度以及飞行高度；
所述目标无人机基站根据所述飞行计划信息判断所述目标无人机与其他无人机在所述第一导航路径上是否存在相遇点；
若存在，则所述目标无人机基站以所述相遇点为中心点，以预置距离为半径，设置避让路段；
所述目标无人机基站根据所述避让路段以及所述第一导航路径生成所述第四导航路径。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于无人机的雾霾检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述目标无人机在移动过程中，所述目标无人机判断自身预置范围内是否存在其他的干扰无人机；
若存在，则所述目标无人机与所述干扰无人机建立无线连接；
所述目标无人机通过所述无线连接接收所述干扰无人机的运动信息，所述运动信息包括所述干扰无人机的飞行速度、飞行方向以及飞行高度；
所述目标无人机根据所述干扰无人机的运动信息判断自身是否与所述干扰无人机存在碰撞风险；
若存在碰撞风险，则所述目标无人机调整自身的运动信息。
6.根据权利要求5所述的基于无人机的雾霾检测方法，其特征在于，所述目标无人机根据所述干扰无人机的运动信息判断自身是否与所述干扰无人机存在碰撞风险包括：
所述目标无人机判断所述干扰无人机的飞行方向与自身的飞行方向是否相同，若不同，则确定自身与所述干扰无人机不存在碰撞风险。
7.根据权利要求6所述的基于无人机的雾霾检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述干扰无人机的飞行方向与自身的飞行方向相同，则所述目标无人机判断所述干扰无人机的飞行高度与自身的飞行高度是否相同，若不同，则确定自身与所述干扰无人机不存在碰撞风险。
8.根据权利要求7所述的基于无人机的雾霾检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述干扰无人机的飞行高度与自身的飞行高度相同，则所述目标无人机对所述干扰无人机的飞行速度进行分解得到第一速度、第二速度以及第三速度，所述第一速度为第一维度方向的速度，所述第二速度为第二维度方向的速度，所述第三速度为第三维度方向的速度，所述第一维度方向为指向所述目标无人机的方向、所述第二维度方向为背离所述目标无人机的方向，所述第三维度方向为平行于所述目标无人机的飞行方向的方向；
所述目标无人机判断所述指向所述第一速度是否大于0，若是，则确定自身与所述干扰无人机存在碰撞风险，若否，则确定自身与所述干扰无人机不存在碰撞风险。
9.根据权利要求8所述的基于无人机的雾霾检测方法，其特征在于，所述目标无人机调整自身的运动信息包括：
所述目标无人机在所述第一维度方向上将自身的飞行速度调整为大于或等于所述第一速度，以及所述目标无人机调整自身的飞行高度。
10.根据权利要求8所述的基于无人机的雾霾检测方法，其特征在于，所述目标无人机通过安装在其外壳表面的PM2.5检测器获取各个雾霾检测点上的PM2.5数据，并将获取的PM2.5数据通过通讯模块发送到控制中心的总服务器。
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