CN108845346A - 一种无人机监测方法、装置及无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无人机监测方法、装置及无人机。其中，该方法包括：确定三维目标区域和目标物；按照预设巡航模式进入所述目标区域，通过所述监测用传感器监测所述目标物的相关参数；根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图。通过本发明，无人机进入目标区域，监测目标物的相关参数，从而可以准确计算目标区域的范围、准确探测目标源的位置等等，实现了对特殊区域的空中监测，避免人员被污染源所辐射，避免人员进入危险灾害区域。

Description

一种无人机监测方法、装置及无人机
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种无人机监测方法、装置及无人机。
背景技术
对污染区的传统检测方式，是人为持有辐射检测仪进入污染区进行检测分析，这种方式对工作人员的身体危害极大。
除了污染区域，对于一些自然灾害的地区，工作人员无法第一时间进入重灾区了解情况；对于矿场等面积较大的能源区域，工作人员进入了解情况也需要花费较大人力、物力和精力；对于草原的牧群，直接穿进去了解情况也较为困难。
针对上述特殊区域，可以采用无人机掌握具体情况。无人机(也可称为无人驾驶飞机)，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。
无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。
无人机按应用领域，可分为军用方面与民用方面。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机的行业应用，是无人机真正的刚需。目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大地拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。
但是，现有技术中对于如何应用无人机快速准确的了解区域情况，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供一种无人机监测方法、装置及无人机，以解决现有技术中如何应用无人机快速准确的了解区域情况的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种无人机监测方法，无人机上搭载监测用传感器其中，该方法包括：确定三维目标区域和目标物；按照预设巡航模式进入所述目标区域，通过所述监测用传感器监测所述目标物的相关参数；根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图。
进一步地，所述监测用传感器为核辐射传感器或电磁辐射传感器。
进一步地，所述目标物为核辐射或电磁辐射。
进一步地，按照预设巡航模式进入所述目标区域之前，所述方法包括：根据所述目标区域对应设置所述预设巡航模式；其中，所述预设巡航模式至少包括以下之一：预设巡航路径和/或预设巡航速度。
进一步地，根据所述目标区域对应设置所述预设巡航模式，包括：对巡航模式进行限定：根据所述三维目标区域对应设置飞行扫描路径的GPS坐标、无人机高度信息；根据所述GPS坐标以及所述无人机高度信息确定所述预设巡航模式。
进一步地，根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图，包括：搭建三维模型；其中，所述三维模型包括表示经度的X轴、表示纬度的Y轴和表示高度的Z轴；将所述无人机的飞行轨迹、所述参数输入所述三维模型，生成三维立体图；其中，所述三维立体图中标注不同级别的区域。
进一步地，所述目标物的相关参数至少包括以下之一：目标面积、目标密度、目标剂量、目标浓度、目标移动方向、目标经纬度信息。
本发明还提供了一种无人机监测装置，其中，该装置包括：目标确定模块，用于确定三维目标区域和目标物；监测模块，用于按照预设巡航模式进入所述目标区域，通过监测用传感器监测所述目标物的相关参数；数据处理模块，用于根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图。
进一步地，所述装置还包括：模式设置模块，用于根据所述目标区域对应设置所述预设巡航模式；其中，所述预设巡航模式至少包括以下之一：预设巡航路径和/或预设巡航速度。
进一步地，所述模式设置模块，包括：限定单元，用于对巡航模式进行限定：设置单元，用于根据所述三维目标区域对应设置飞行扫描路径的GPS坐标、无人机高度信息；模式确定单元，用于根据所述GPS 坐标以及所述无人机高度信息确定所述预设巡航模式。
进一步地，所述数据处理模块包括：模型搭建单元，用于搭建三维模型；其中，所述三维模型包括表示经度的X轴、表示纬度的Y轴和表示高度的Z轴；处理单元，用于将所述无人机的飞行轨迹、所述参数输入所述三维模型，生成三维立体图；其中，所述三维立体图中标注不同级别的污染区。
进一步地，所述目标物至少包括以下之一：污染源、灾害源、能源物质、牧群；所述目标物的相关参数至少包括以下之一：目标位置、目标面积、目标密度
应用本发明的技术方案，无人机进入目标区域，监测目标物的相关参数，从而可以准确计算目标区域的范围、准确探测目标源的位置等等，避免人员被污染源所辐射，避免人员进入危险灾害区域。
附图说明
图1是根据本发明实施例的无人机监测方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的无人机工作示意图；
图3是根据本发明实施例的终端显示示意图；
图4是根据本发明实施例的核污染区监测方法流程图；
图5是根据本发明实施例的一种无人机监测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
实施例一
考虑到如何应用无人机以实现对特殊区域的实时准确监测，本实施例提供了一种无人机监测方法，下面通过具体实施例进行介绍。
图1是根据本发明实施例的无人机监测方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤(步骤S101-步骤S103)：
步骤S101，确定三维目标区域和目标物；具体地，该目标物可以为核辐射或电磁辐射；
步骤S102，按照预设巡航模式进入目标区域，通过监测用传感器监测目标物的相关参数；具体地，上述监测用传感器至少可以是核辐射传感器或电磁辐射传感器，可以通过探测扫描的方式监测目标物的相关参数；
步骤S103，根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图。
通过本实施例，无人机进入目标区域，监测目标物的相关参数，从而可以准确计算目标区域的范围、准确探测目标源的位置等等，避免人员被污染源所辐射，避免人员进入危险灾害区域。
在本实施例中，上述预设巡航模式是根据目标区域对应设置的，至少可以包括以下之一：预设巡航路径和/或预设巡航速度。也就是说，可以根据不同的目标区域设置较为合适的巡航路径和/或巡航速度，在具体实现时，可以针对目标区域的形状设置合适的巡航路径，例如以圆圈路径形式巡航，以直线路径形式巡航；可以针对目标区域的面积设置合适的巡航速度，例如对于较大面积的目标区域可以适当提高巡航速度，对于较小面积的目标区域，可以适当降低巡航速度。
具体地，先对巡航模式进行限定，然后根据三维目标区域对应设置飞行扫描路径的GPS坐标、无人机高度信息，再根据GPS坐标以及无人机高度信息确定预设巡航模式。基于此，提前预设巡航模式，能够提高对目标区域的监测的实时性和准确性。
在本实施例中，对于如何根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图，本实施例提供了一种优选实施方式：搭建三维模型；其中，该三维模型包括表示经度信息的X轴、表示维度信息的Y轴和表示高度信息的Z轴；将无人机的飞行轨迹、参数输入所述三维模型，生成三维立体图；其中，三维立体图中标注不同级别的区域。基于此，可以将目标区域的现场情况通过三维立体图的形式展示出来，从而实现在远距离外对现场情况进行实时的掌控。
需要说明的是，本实施例中涉及的目标区域，至少可以包括以下之一：污染区域，能源区域，灾害区域，牧群区域。本实施例中涉及的目标物，至少可以包括以下之一：污染源、能源物质、灾害源、牧群。目标物的相关参数，至少可以包括以下之一：目标面积、目标密度、目标剂量、目标浓度、目标移动方向、目标经纬度信息。基于此，本实施例至少可以实现：对工业废气区域的排放检测，对指定地区的PM浓度检测，对雾霾区域的检测，对地质矿藏、石油、天然气等能源区域的检测，对电磁波、电磁环境区域的检测，对火灾、水灾、洪灾、地震灾害等区域的检测，对牛羊等牧群区域的检测，等等。
本实施例在实现对目标物的相关参数的监测之后，无人机可以根据上述参数生成三维立体图，然后将三维立体图发送至终端，从而方便工作人员对目标区域的实时掌控。该三维立体图中可以标注不同级别区域，例如，通过不同颜色的分布来标注出污染源、重度污染区、中度污染区、轻度污染区、无污染区；或者，通过不同颜色来标注PM浓度的分布情况等。
对于参数的发送方式，可以根据无人机与终端的距离远近，选择相应的传输方式将参数发送至终端。如果无人机与终端的距离小于预设距离，则将参数直接发送至终端；如果无人机与终端的距离大于预设距离，则将参数通过卫星发送至终端。通常情况下，无人机一般通过基站来进行连接控制，控制距离在十几公里。如图2所示的根据本发明实施例的无人机工作示意图，图2左上角的无人机按照预设巡航模式进入右上角的目标区域后，通过监测用传感器监测目标物的相关参数，根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图。之后，无人机通过基站将三维立体图发送至终端。在终端的屏幕上显示该三维立体图。基于此，能够保障参数准确及时的发送。工作人员通过地面终端便可直观及时地了解到目标区域内的情况，提高工作效率。
图3是根据本发明实施例的终端显示示意图，如图3所示，在终端的屏幕上显示三维立体图，该三维立体图包括X轴、Y轴和Z轴，一般情况下，X轴为经度，Y轴为纬度，Z轴为高度。当然，X轴Y轴 Z轴也可以设置为其它信息，只要能够准确表示目标区域的实际情况即可。上述三维立体图可以以其他形式展现，例如三维立体图的形式，如图3右侧所示的三维立体图，通过颜色的深浅来表示污染的严重程度，颜色越浅表示污染程度越轻。
本实施例中涉及的终端，可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、便捷式媒体播放器 (Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定移动终端。
后续描述中将以终端为例进行说明，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的移动终端。
实施例二
本实施例以核污染区为例，介绍无人机对核污染区进行监测的方案。
图4是根据本发明实施例的核污染区监测方法流程图，如图4所示，该流程包括以下步骤(步骤S401-步骤S3404)：
步骤S401，无人机前往污染区。如果是短距离内监测，则通过地面终端(例如电脑及辅助设备)控制，如果是长距离内监测，则地面终端通过卫星控制无人机。
步骤S402，无人机根据预设的巡航模式和设定的速度，获取放射性物质(例如：α射线、β射线、γ射线还有X射线和中子射线等)的面积、密度、剂量检测、及经、纬度等信息，并将上述信息上传至卫星。
步骤S403，卫星接收到无人机上传的信息后，将上述信息整合后回传到地面终端。
步骤S404，地面终端接收到卫星传递的信息后，根据上述信息生成污染区域三维立体图，通过不同颜色的分布来标注出污染源、重度污染区、中度污染区、轻度污染区、无污染区。
在本实施例中，通过装有探测核辐射的探头的无人机前往核污染区，对放射性物质例如(如α射线、β射线、γ射线还有X射线和中子射线等)进行探测，通过探测后，将探测的信息通过卫星传输到地面终端，生成三维立体污染图。
本实施例中涉及的终端，可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、便捷式媒体播放器 (Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定移动终端。
后续描述中将以终端为例进行说明，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的移动终端。
实施例三
对应于图1介绍的无人机监测方法，本实施例提供了一种无人机监测装置，参阅图5，其为实现本发明各个实施例的一种无人机监测装置的结构示意图，该无人机监测装置可以包括：目标确定模块、监测模块、参数发送模块。本领域技术人员可以理解，图5中示出的无人机监测装置结构并不构成对无人机监测装置的限定，无人机监测装置可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
下面结合图5对无人机监测装置的各个部件进行具体的介绍：
目标确定模块10，用于确定三维目标区域和目标物；
监测模块20，连接至目标确定模块10，用于按照预设巡航模式进入目标区域，通过监测用传感器监测目标物的相关参数；具体用于通过探测扫描的方式监测目标物的相关参数；
数据处理模块30，用于根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图。
通过本实施例，通过无人机监测装置进入目标区域，监测目标物的相关参数，从而可以准确计算目标区域的范围、准确探测目标源的位置等等，避免人员被污染源所辐射，避免人员进入危险灾害区域。
在本实施例中，上述预设巡航模式是根据目标区域对应设置的，上述装置还包括：模式设置模块，用于根据目标区域对应设置预设巡航模式；其中，预设巡航模式至少包括以下之一：预设巡航路径和/或预设巡航速度。也就是说，可以根据不同的目标区域设置较为合适的巡航路径和/或巡航速度，在具体实现时，可以针对目标区域的形状设置合适的巡航路径，例如以圆圈路径形式巡航，以直线路径形式巡航；可以针对目标区域的面积设置合适的巡航速度，例如对于较大面积的目标区域可以适当提高巡航速度，对于较小面积的目标区域，可以适当降低巡航速度。
具体地，上述模式设置模块可以包括：限定单元，用于对巡航模式进行限定：设置单元，用于根据三维目标区域对应设置飞行扫描路径的 GPS坐标、无人机高度信息；模式确定单元，用于根据GPS坐标以及无人机高度信息确定预设巡航模式。基于此，提前预设巡航模式，能够提高对目标区域的监测的实时性和准确性。
在本实施例中，对于如何根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图，本实施例提供了一种优选实施方式，即上述数据处理模块包括：模型搭建单元，用于搭建三维模型；其中，三维模型包括表示经度的X轴、表示纬度的Y轴和表示高度的Z轴；处理单元，用于将无人机的飞行轨迹、所述参数输入三维模型，生成三维立体图；其中，三维立体图中标注不同级别的污染区。基于此，可以将目标区域的现场情况通过三维立体图的形式展示出来，从而实现在远距离外对现场情况进行实时的掌控。
需要说明的是，本实施例中涉及的目标区域，至少可以包括以下之一：污染区域，能源区域，灾害区域，牧群区域。本实施例中涉及的目标物，至少可以包括以下之一：污染源、能源物质、灾害源、牧群。目标物的相关参数，至少可以包括以下之一：目标面积、目标密度、目标剂量、目标浓度、目标移动方向、目标经纬度信息。基于此，本实施例至少可以实现：对工业废气区域的排放检测，对指定地区的PM浓度检测，对雾霾区域的检测，对地质矿藏、石油、天然气等能源区域的检测，对电磁波、电磁环境区域的检测，对火灾、水灾、洪灾、地震灾害等区域的检测，对牛羊等牧群区域的检测，等等。
本实施例在实现对目标物的相关参数的监测之后，需要将参数发送至终端，从而方便工作人员对目标区域的实时掌控。无人机可以根据上述参数生成三维立体图，然后将三维立体图发送至终端。或者，终端接收到参数后生成三维立体图，以供工作人员参考。该三维立体图中可以标注不同级别区域，例如，通过不同颜色的分布来标注出污染源、重度污染区、中度污染区、轻度污染区、无污染区；或者，通过不同颜色来标注PM浓度的分布情况等。
本实施例还提供了一种无人机，至少包括上述实施例介绍的无人机监测装置，对于无人机监测装置的具体构造，前面已经进行了详细的描述，在此不再赘述。
从以上的描述中可知，本发明可以应用在多个领域，例如：航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域。例如：对于污染区域，可以避免工作人员受到辐射等影响；对于一些自然灾害的地区，可以避免工作人员深入重灾区的安全隐患；对于矿场等面积较大的能源区域，工作人员可以通过地面终端便解情况，避免人力物力精力的浪费；对于草原的牧群，民众可以实时准确了解情况。
本发明的主要核心点在于：无人机进入目标区域，监测目标物的相关参数，从而可以准确计算目标区域的范围、准确探测目标源的位置等等，避免人员被污染源所辐射，避免人员进入危险灾害区域。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台移动终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (12)

1.一种无人机监测方法，所述无人机上搭载监测用传感器，其特征在于，所述方法包括：
确定三维目标区域和目标物；
按照预设巡航模式进入所述目标区域，通过所述监测用传感器监测所述目标物的相关参数；
根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测用传感器为核辐射传感器或电磁辐射传感器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标物为核辐射或电磁辐射。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照预设巡航模式进入所述目标区域之前，所述方法包括：
根据所述目标区域对应设置所述预设巡航模式；其中，所述预设巡航模式至少包括以下之一：预设巡航路径和/或预设巡航速度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述目标区域对应设置所述预设巡航模式，包括：
对巡航模式进行限定：
根据所述三维目标区域对应设置飞行扫描路径的GPS坐标、无人机高度信息；
根据所述GPS坐标以及所述无人机高度信息确定所述预设巡航模式。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图，包括：
搭建三维模型；其中，所述三维模型包括表示经度的X轴、表示纬度的Y轴和表示高度的Z轴；
将所述无人机的飞行轨迹、所述参数输入所述三维模型，生成三维立体图；其中，所述三维立体图中标注不同级别的区域。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标物的相关参数至少包括以下之一：目标面积、目标密度、目标剂量、目标浓度、目标移动方向、目标经纬度信息。
8.一种无人机监测装置，其特征在于，所述装置包括：
目标确定模块，用于确定三维目标区域和目标物；
监测模块，用于按照预设巡航模式进入所述目标区域，通过监测用传感器监测所述目标物的相关参数；
数据处理模块，用于根据无人机的飞行轨迹和监测到的参数生成三维立体图。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
模式设置模块，用于根据所述目标区域对应设置所述预设巡航模式；其中，所述预设巡航模式至少包括以下之一：预设巡航路径和/或预设巡航速度。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述模式设置模块，包括：
限定单元，用于对巡航模式进行限定：
设置单元，用于根据所述三维目标区域对应设置飞行扫描路径的GPS坐标、无人机高度信息；
模式确定单元，用于根据所述GPS坐标以及所述无人机高度信息确定所述预设巡航模式。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块包括：
模型搭建单元，用于搭建三维模型；其中，所述三维模型包括表示经度的X轴、表示纬度的Y轴和表示高度的Z轴；
处理单元，用于将所述无人机的飞行轨迹、所述参数输入所述三维模型，生成三维立体图；其中，所述三维立体图中标注不同级别的污染区。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述目标物至少包括以下之一：污染源、灾害源、能源物质、牧群；
所述目标物的相关参数至少包括以下之一：目标位置、目标面积、目标密度、目标剂量、目标浓度、目标移动方向、目标经纬度信息。
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