CN109896018B - 一种无人机定点雾霾去除系统及方法 - Google Patents

一种无人机定点雾霾去除系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人机定点雾霾去除系统,包括安装在无人机上的控制模块,还包括吹风模块,设置在无人机底部,用于在无人机飞行过程中对无人机下方或机身前后左右四周进行吹风,湿度监测模块,用于监测无人机所处位置的当前空气相对湿度;第一摄像模块和第二摄像模块分别通过第一图像处理模块和第二图像处理模块对拍摄图像处理后传输到控制模块当中显示当前雾霾强度;雾霾去除模块,根据控制模块对去除雾霾物质喷洒的位置与吹风模块的风向位置相配合,去除雾霾物质喷洒量与雾霾强度正相关;无人机进行雾霾消除的过程中,可以根据相对湿度制定不同的雾霾消除策略;对各个雾霾消除处的无人机机身上下雾霾进行同时消除。

Description

一种无人机定点雾霾去除系统及方法
技术领域
本发明涉及无人机雾霾去除技术领域,具体为一种无人机定点雾霾去除系统及方法。
背景技术
雾霾,是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市。中国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报,统称为“雾霾天气”。雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物(PM 2.5),一旦排放超过大气循环能力和承载度,细颗粒物浓度将持续积聚,此时如果受静稳天气等影响,极易出现大范围的雾霾。
现在通过无人机进行雾霾的技术很是少见,在申请号201410484448.5《无人机雾霾检测消除系统》中,处理器与颗粒喷洒枪、PM2.5检测仪和气温检测仪分别连接,以根据PM2.5检测仪和气温检测仪的检测结果控制颗粒喷洒枪的颗粒喷洒,实现了对雾霾的检测和消除;但是存在一些问题,比如无法利用雾霾图像进行雾霾等级分析;在无人机进行雾霾消除的过程中,无法根据相对湿度制定不同的雾霾消除策略;无法在各个雾霾消除处无人机机身上下的雾霾进行同时消除。
发明内容
针对以上问题,本发明提供了一种无人机定点雾霾去除系统及方法,能利用雾霾图像进行雾霾等级分析;在无人机进行雾霾消除的过程中,可以根据相对湿度制定不同的雾霾消除策略;对各个雾霾消除处的无人机机身上下雾霾进行同时消除;可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种无人机定点雾霾去除系统,包括安装在无人机上的控制模块,还包括
吹风模块,设置在无人机底部,用于在无人机飞行过程中对无人机下方或机身前后左右四周进行吹风,根据控制模块指令对吹风模块进行风温、风速、风向控制;通过流速测量模块测量当前无人机上方和下方的风力流速差;保证无人机下方的风速大于无人机上方的风速,能够使得无人机上方的气体往下方运动,这样可以将雾霾引入到无人机下方,从而对雾霾进行集中消除。
湿度监测模块,用于监测无人机所处位置的当前空气相对湿度;
第一摄像模块和第二摄像模块,分别对当前无人机位置的下方和上方进行图像拍摄,根据控制模块对当前无人机第一摄像模块和第二摄像模块进行开启和关闭,第一摄像模块和第二摄像模块分别通过第一图像处理模块和第二图像处理模块对拍摄图像处理后传输到控制模块当中显示当前雾霾强度;
无线电传输模块,用于对无人机上的控制模块与当地环保局进行信息传输;
雾霾去除模块,根据空气相对湿度向无人机下方或机身前后左右四周喷洒相应的去除雾霾物质,根据控制模块对去除雾霾物质喷洒的位置与吹风模块的风向位置相配合,去除雾霾物质喷洒量与雾霾强度正相关,雾霾强度分为轻微度、轻度、中度、重度四个等级。
作为本发明一种优选的技术方案,无人机定点雾霾去除系统还包括GPS模块,用于对无人机的飞行地理位置进行定位;
高度监测模块,用于对无人机的飞行高度进行监测;
速度驱动模块,用于对无人机的飞行速度和飞行方向进行控制;
所述吹风模块在无人机飞到预定的位置后,利用高度监测模块对无人机高度进行测定选择合适飞行高度,对当前无人机位置的空气湿度进行测量,
在无人机下方进行雾霾吹散,利用控制模块打开第一摄像模块进行无人机下方图像拍摄,通过第一图像处理模块对拍摄的图像进行处理,分析无人机下方是否存在雾霾现象和雾霾等级分析;当分析出雾霾等级后,调整吹风模块的出风速度和风向,通过雾霾去除模块上的去雾霾颗粒进行雾霾去除,雾霾去除模块为洒水器、流量计和温度控制器组成,利用流量计对洒水器的出水量进行统计,控制模块根据雾霾等级对雾霾去除模块洒水的温度、出水量,以及吹风模块的风速、风向、风温进行控制;
若监测的相对湿度低于80%,则将吹风模块的风温降低;
当无人机所处位置相对湿度小于80%时,温度控制器控制洒水器的水温下降,向空气中撒冷水,提高相对湿度,同时空气中雾霾颗粒吸附在水中落向地面;当无人机所处位置相对湿度小于80%时,控制模块控制吹风模块风温降低、风速下降、风向由垂直向下转换为垂直向下与无人机机身前后左右四周共同吹风,洒水方向与吹风模块出风的风向一致。
在无人机达到一个雾霾消除位置时和离开该位置时,利用第二摄像模块对无人机上方进行两次图像拍摄,通过第二图像处理模块对无人机上方图像进行处理,分析出同一地点进行雾霾处理前后无人机上方的雾霾等级。
作为本发明一种优选的技术方案,无人机离开当前雾霾去除位置时,利用第一图像处理模块对当前位置的环保局提供的图像进行处理,分析出该位置的建筑轮廓信息。
作为本发明一种优选的技术方案,所述第一图像处理模块和第二图像处理模块的雾霾识别图像处理流程包括对图像采集后,采取灰度差分统计算法将灰度相近的像素点进行灰度值近似处理,保留像素点灰度值差值较大的点,通过相似度尺度监测对雾霾污染等级进行分类。
作为本发明一种优选的技术方案,所述无线电传输模块对采集的图像和图像处理数据、无人机地理位置信息、高度信息利用数据存储模块存储,并传输到当地环保局,同时当地环保局利用无线电传输模块将无人机所处区域的天气信息传输到控制模块,利用数据存储模块存储。
本发明还提供了一种无人机定点雾霾去除方法,包括以下步骤,
第一步,控制无人机到达预定位置,对当前无人机下方进行雾霾吹散;
第二步,测量无人机上下方空气流速等级,控制吹风模块风速和风向,使得无人机上方雾霾飘至无人机下方;测量当前空气相对湿度,控制吹风模块出风温度和无人机洒水的水温;对无人机上下方进行图像采集,分析判断无人机上下方雾霾等级;控制洒水量;
第三步,利用无线电传输模块将采集图像及其处理信息、当前无人机位置与当地环保局进行传输,同时接收环保局传输的无人机当前位置图像信息和天气温度,根据图像处理信息共同判断当前雾霾成因;
第四步,当洒水量达到设置值后,控制无人机离开,到达下一个预制位置,返回第一步。
作为本发明一种优选的技术方案,利用速度驱动模块对无人机的飞行速度和飞行方向进行控制;
所述吹风模块在无人机飞到预定的位置后,利用高度监测模块对无人机高度进行测定选择合适飞行高度,对当前无人机位置的空气湿度进行测量,
在无人机下方进行雾霾吹散,利用控制模块打开第一摄像模块进行无人机下方图像拍摄,通过第一图像处理模块对拍摄的图像进行处理,分析无人机下方是否存在雾霾现象和雾霾等级分析;当分析出雾霾等级后,调整吹风模块的出风速度和风向,通过雾霾去除模块上的去雾霾颗粒进行雾霾去除,雾霾去除模块为洒水器、流量计和温度控制器组成,利用流量计对洒水器的出水量进行统计,控制模块根据雾霾等级对雾霾去除模块洒水的温度、出水量,以及吹风模块的风速、风向、风温进行控制;
若监测的相对湿度低于80%,一般相对湿度小于80%时的大气混浊,视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的,相对湿度大于90%时的大气混浊,视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的,相对湿度介于80%-90%之间时的大气混浊,视野模糊导致的能见度恶化是雾和霾的混合物共同造成的,但其主要成分是霾。则将吹风模块的风温降低;同时让洒水温度降低,使得相对湿度达到90%;有利于雾霾消除。
当无人机所处位置相对湿度小于80%时,温度控制器控制洒水器的水温下降,向空气中撒冷水,提高相对湿度,同时空气中雾霾颗粒吸附在水中落向地面;当无人机所处位置相对湿度小于80%时,控制模块控制吹风模块风温降低、风速下降、风向由垂直向下转换为垂直向下与无人机机身前后左右四周共同吹风,洒水方向与吹风模块出风的风向一致;
在无人机达到一个雾霾消除位置时和离开该位置时,利用第二摄像模块对无人机上方进行两次图像拍摄,通过第二图像处理模块对无人机上方图像进行处理,分析出同一地点进行雾霾处理前后无人机上方的雾霾等级,当第二次图像分析出无人机上方雾霾等级仍为重度霾时,控制模块控制无人机垂直向上移动一定距离,通过高度监测模块监测当前无人机高度,在飞行过程中不超过高度阈值情况下,可让无人机上升,并设定此位置为下一个雾霾预制位置,进行下一个雾霾预制位置雾霾消除,当下一个雾霾预制位置雾霾消除结束后,无论上方雾霾是否为重度霾,都将不再使无人机上升,运行安全。无人机在同一竖直位置上升次数最多为一次。
作为本发明一种优选的技术方案,无人机离开当前雾霾去除位置时,利用第一图像处理模块对当前位置的环保局提供的图像进行处理,分析出该位置的建筑轮廓信息,根据建筑轮廓占整个图像的比值,当比值达到设定阈值时,设定当前位置为工业区,利用李玲玲等《自然图像中建筑目标提取算法》对当前位置的环保局提供的图像进行建筑目标的提取。
作为本发明一种优选的技术方案,所述第一图像处理模块和第二图像处理模块的雾霾识别图像处理流程包括对图像采集后,采取灰度差分统计算法将灰度相近的像素点进行灰度值近似处理,保留像素点灰度值差值较大的点,具体的,采用对角线方向作差进行灰度差分计算,针对图像上任意一像素点,在像素点周围的任一对角线上两点的灰度差值的绝对值与设置的灰度差阈值进行比较,小于该灰度差阈值,则将该像素点值设置为0,否则保留该像素点值;通过相似度尺度监测对雾霾污染等级进行分类,这种技术在鹿丽鹏等《基于图像灰度差分统计的雾霾污染等级检测方法》中有具体介绍,雾霾强度分为轻微度、轻度、中度、重度四个等级,摄像模块拍摄的图像像素为240*240,能够提升图片处理速度。
作为本发明一种优选的技术方案,所述无线电传输模块对采集的图像和图像处理数据、无人机地理位置信息、高度信息利用数据存储模块存储,并传输到当地环保局,同时当地环保局利用无线电传输模块将无人机所处区域的天气信息和环境信息传输到控制模块,利用数据存储模块存储,通过对当地天气、监测到的实际雾霾信息和是否为工业区共同分析出该区域雾霾成因,当该区域是天气良好、建筑物偏多且雾霾较重时,则判断为人为工业重度雾霾区,从而对工业进行治理,改善雾霾;当该区域天气良好、建筑物少且雾霾较重时,则判断为自然环境重度雾霾区,从而对周边环境进行治理,改善雾霾。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、能利用雾霾图像进行雾霾等级分析;
2、在无人机进行雾霾消除的过程中,可以根据相对湿度制定不同的雾霾消除策略;
3、对各个雾霾消除处的无人机机身上下雾霾进行同时消除。
附图说明
图1为本发明系统示意图;
图2为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
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、完整地描述,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。基于本发明中的实施例,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实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:
请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种无人机定点雾霾去除系统,包括安装在无人机上的控制模块,还包括
吹风模块,设置在无人机底部,用于在无人机飞行过程中对无人机下方或机身前后左右四周进行吹风,根据控制模块指令对吹风模块进行风温、风速、风向控制。通过流速测量模块测量当前无人机上方和下方的风力流速差。保证无人机下方的风速大于无人机上方的风速,能够使得无人机上方的气体往下方运动,这样可以将雾霾引入到无人机下方,从而对雾霾进行集中消除。
湿度监测模块,用于监测无人机所处位置的当前空气相对湿度。
第一摄像模块和第二摄像模块,分别对当前无人机位置的下方和上方进行图像拍摄,根据控制模块对当前无人机第一摄像模块和第二摄像模块进行开启和关闭,第一摄像模块和第二摄像模块分别通过第一图像处理模块和第二图像处理模块对拍摄图像处理后传输到控制模块当中显示当前雾霾强度。
无线电传输模块,用于对无人机上的控制模块与当地环保局进行信息传输。
雾霾去除模块,根据空气相对湿度向无人机下方或机身前后左右四周喷洒相应的去除雾霾物质,根据控制模块对去除雾霾物质喷洒的位置与吹风模块的风向位置相配合,去除雾霾物质喷洒量与雾霾强度正相关。
优选的,无人机定点雾霾去除系统还包括GPS模块,用于对无人机的飞行地理位置进行定位。
高度监测模块,用于对无人机的飞行高度进行监测。
速度驱动模块,用于对无人机的飞行速度和飞行方向进行控制。
所述吹风模块在无人机飞到预定的位置后,利用高度监测模块对无人机高度进行测定选择合适飞行高度,对当前无人机位置的空气湿度进行测量,
在无人机下方进行雾霾吹散,利用控制模块打开第一摄像模块进行无人机下方图像拍摄,通过第一图像处理模块对拍摄的图像进行处理,分析无人机下方是否存在雾霾现象和雾霾等级分析。当分析出雾霾等级后,调整吹风模块的出风速度和风向,通过雾霾去除模块上的去雾霾颗粒进行雾霾去除,雾霾去除模块为洒水器、流量计和温度控制器组成,利用流量计对洒水器的出水量进行统计,控制模块根据雾霾等级对雾霾去除模块洒水的温度、出水量,以及吹风模块的风速、风向、风温进行控制。
若监测的相对湿度低于80%,则将吹风模块的风温降低。
当无人机所处位置相对湿度小于80%时,温度控制器控制洒水器的水温下降,向空气中撒冷水,提高相对湿度,同时空气中雾霾颗粒吸附在水中落向地面。当无人机所处位置相对湿度小于80%时,控制模块控制吹风模块风温降低、风速下降、风向由垂直向下转换为垂直向下与无人机机身前后左右四周共同吹风,洒水方向与吹风模块出风的风向一致。
在无人机达到一个雾霾消除位置时和离开该位置时,利用第二摄像模块对无人机上方进行两次图像拍摄,通过第二图像处理模块对无人机上方图像进行处理,分析出同一地点进行雾霾处理前后无人机上方的雾霾等级。
优选的,无人机离开当前雾霾去除位置时,利用第一图像处理模块对当前位置的环保局提供的图像进行处理,分析出该位置的建筑轮廓信息。
优选的,所述第一图像处理模块和第二图像处理模块的雾霾识别图像处理流程包括对图像采集后,采取灰度差分统计算法将灰度相近的像素点进行灰度值近似处理,保留像素点灰度值差值较大的点,通过相似度尺度监测对雾霾污染等级进行分类。
优选的,所述无线电传输模块对采集的图像和图像处理数据、无人机地理位置信息、高度信息利用数据存储模块存储,并传输到当地环保局,同时当地环保局利用无线电传输模块将无人机所处区域的天气信息传输到控制模块,利用数据存储模块存储。
如图2所示,本发明还提供了一种无人机定点雾霾去除方法,包括以下步骤,
第一步,控制无人机到达预定位置,对当前无人机下方进行雾霾吹散。
第二步,测量无人机上下方空气流速等级,控制吹风模块风速和风向,使得无人机上方雾霾飘至无人机下方。测量当前空气相对湿度,控制吹风模块出风温度和无人机洒水的水温。对无人机上下方进行图像采集,分析判断无人机上下方雾霾等级。控制洒水量。
第三步,利用无线电传输模块将采集图像及其处理信息、当前无人机位置与当地环保局进行传输,同时接收环保局传输的无人机当前位置图像信息和天气温度,根据图像处理信息共同判断当前雾霾成因。
第四步,当洒水量达到设置值后,控制无人机离开,到达下一个预制位置,返回第一步。
优选的,利用速度驱动模块对无人机的飞行速度和飞行方向进行控制。
所述吹风模块在无人机飞到预定的位置后,利用高度监测模块对无人机高度进行测定选择合适飞行高度,对当前无人机位置的空气湿度进行测量,
在无人机下方进行雾霾吹散,利用控制模块打开第一摄像模块进行无人机下方图像拍摄,通过第一图像处理模块对拍摄的图像进行处理,分析无人机下方是否存在雾霾现象和雾霾等级分析。当分析出雾霾等级后,调整吹风模块的出风速度和风向,通过雾霾去除模块上的去雾霾颗粒进行雾霾去除,雾霾去除模块为洒水器、流量计和温度控制器组成,利用流量计对洒水器的出水量进行统计,控制模块根据雾霾等级对雾霾去除模块洒水的温度、出水量,以及吹风模块的风速、风向、风温进行控制。
若监测的相对湿度低于80%,一般相对湿度小于80%时的大气混浊,视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的,相对湿度大于90%时的大气混浊,视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的,相对湿度介于80%-90%之间时的大气混浊,视野模糊导致的能见度恶化是雾和霾的混合物共同造成的,但其主要成分是霾。则将吹风模块的风温降低。同时让洒水温度降低,使得相对湿度达到90%。有利于雾霾消除。
当无人机所处位置相对湿度小于80%时,温度控制器控制洒水器的水温下降,向空气中撒冷水,提高相对湿度,同时空气中雾霾颗粒吸附在水中落向地面。当无人机所处位置相对湿度小于80%时,控制模块控制吹风模块风温降低、风速下降、风向由垂直向下转换为垂直向下与无人机机身前后左右四周共同吹风,洒水方向与吹风模块出风的风向一致。
在无人机达到一个雾霾消除位置时和离开该位置时,利用第二摄像模块对无人机上方进行两次图像拍摄,通过第二图像处理模块对无人机上方图像进行处理,分析出同一地点进行雾霾处理前后无人机上方的雾霾等级,当第二次图像分析出无人机上方雾霾等级仍为重度霾时,控制模块控制无人机垂直向上移动一定距离,通过高度监测模块监测当前无人机高度,在飞行过程中不超过高度阈值情况下,可让无人机上升,并设定此位置为下一个雾霾预制位置,进行下一个雾霾预制位置雾霾消除,当下一个雾霾预制位置雾霾消除结束后,无论上方雾霾是否为重度霾,都将不再使无人机上升,运行安全。
优选的,无人机离开当前雾霾去除位置时,利用第一图像处理模块对当前位置的环保局提供的图像进行处理,分析出该位置的建筑轮廓信息,根据建筑轮廓占整个图像的比值,当比值达到设定阈值时,设定当前位置为工业区,利用李玲玲等《自然图像中建筑目标提取算法》对当前位置的环保局提供的图像进行建筑目标的提取。
优选的,所述第一图像处理模块和第二图像处理模块的雾霾识别图像处理流程包括对图像采集后,采取灰度差分统计算法将灰度相近的像素点进行灰度值近似处理,保留像素点灰度值差值较大的点,具体的,采用对角线方向作差进行灰度差分计算,针对图像上任意一像素点,在像素点周围的任一对角线上两点的灰度差值的绝对值与设置的灰度差阈值进行比较,小于该灰度差阈值,则将该像素点值设置为0,否则保留该像素点值。通过相似度尺度监测对雾霾污染等级进行分类,这种技术在鹿丽鹏等《基于图像灰度差分统计的雾霾污染等级检测方法》中有具体介绍。
优选的,所述无线电传输模块对采集的图像和图像处理数据、无人机地理位置信息、高度信息利用数据存储模块存储,并传输到当地环保局,同时当地环保局利用无线电传输模块将无人机所处区域的天气信息和环境信息传输到控制模块,利用数据存储模块存储,通过对当地天气、监测到的实际雾霾信息和是否为工业区共同分析出该区域雾霾成因,当该区域是天气良好、建筑物偏多且雾霾较重时,则判断为人为工业重度雾霾区,从而对工业进行治理,改善雾霾。当该区域天气良好、建筑物少且雾霾较重时,则判断为自然环境重度雾霾区,从而对周边环境进行治理,改善雾霾。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无人机定点雾霾去除系统,包括安装在无人机上的控制模块,其特征在于:还包括
吹风模块,设置在无人机底部,用于在无人机飞行过程中对无人机下方或机身前后左右四周进行吹风,根据控制模块指令对吹风模块进行风温、风速、风向控制;通过流速测量模块测量当前无人机上方和下方的风力流速差;
湿度监测模块,用于监测无人机所处位置的当前空气相对湿度;
第一摄像模块和第二摄像模块,分别对当前无人机位置的下方和上方进行图像拍摄,根据控制模块对当前无人机第一摄像模块和第二摄像模块进行开启和关闭,第一摄像模块和第二摄像模块分别通过第一图像处理模块和第二图像处理模块对拍摄图像处理后传输到控制模块当中显示当前雾霾强度;
无线电传输模块,用于对无人机上的控制模块与当地环保局进行信息传输;
雾霾去除模块,根据空气相对湿度向无人机下方或机身前后左右四周喷洒相应的去除雾霾物质,根据控制模块对去除雾霾物质喷洒的位置与吹风模块的风向位置相配合,去除雾霾物质喷洒量与雾霾强度正相关;
吹风过程中,无人机下方的风速大于无人机上方的风速;
无人机定点雾霾去除系统还包括GPS模块,用于对无人机的飞行地理位置进行定位;
高度监测模块,用于对无人机的飞行高度进行监测;
速度驱动模块,用于对无人机的飞行速度和飞行方向进行控制;
所述湿度监测模块在无人机飞到预定的位置后,利用高度监测模块对无人机高度进行测定选择合适飞行高度,对当前无人机位置的空气湿度进行测量,
在无人机下方进行雾霾吹散,利用控制模块打开第一摄像模块进行无人机下方图像拍摄,通过第一图像处理模块对拍摄的图像进行处理,分析无人机下方是否存在雾霾现象和雾霾等级分析;当分析出雾霾等级后,调整吹风模块的出风速度和风向,通过雾霾去除模块进行雾霾去除,雾霾去除模块为洒水器、流量计和温度控制器组成,利用流量计对洒水器的出水量进行统计,控制模块根据雾霾等级对雾霾去除模块洒水的温度、出水量,以及吹风模块的风速、风向、风温进行控制;
若监测的相对湿度低于80%,则将吹风模块的风温降低;
当无人机所处位置相对湿度小于80%时,温度控制器控制洒水器的水温下降,向空气中撒冷水,提高相对湿度,同时空气中雾霾颗粒吸附在水中落向地面;当无人机所处位置相对湿度小于80%时,控制模块控制吹风模块风温降低、风速下降、风向由垂直向下转换为垂直向下与无人机机身前后左右四周共同吹风,洒水方向与吹风模块出风的风向一致;
在无人机达到一个雾霾消除位置时和离开该位置时,利用第二摄像模块对无人机上方进行两次图像拍摄,通过第二图像处理模块对无人机上方图像进行处理,分析出同一地点进行雾霾处理前后无人机上方的雾霾等级。
2.根据权利要求1所述的一种无人机定点雾霾去除系统,其特征在于:所述第一图像处理模块和第二图像处理模块的雾霾识别图像处理流程包括对图像采集后,采取灰度差分统计算法将灰度相近的像素点进行灰度值近似处理,保留像素点灰度值差值较大的点,通过相似度尺度监测对雾霾污染等级进行分类。
3.根据权利要求1所述的一种无人机定点雾霾去除系统,其特征在于:所述无线电传输模块对采集的图像和图像处理数据、无人机地理位置信息、高度信息利用数据存储模块存储,并传输到当地环保局,同时当地环保局利用无线电传输模块将无人机所处区域的天气信息传输到控制模块,利用数据存储模块存储。
4.一种无人机定点雾霾去除方法,其特征在于:包括以下步骤,
第一步,控制无人机到达预定位置,对当前无人机下方进行雾霾吹散;
第二步,测量无人机上下方空气流速等级,控制吹风模块风速和风向,使得无人机上方雾霾飘至无人机下方;测量当前空气相对湿度,控制吹风模块出风温度和无人机洒水的水温;对无人机上下方进行图像采集,分析判断无人机上下方雾霾等级;控制洒水量;
第三步,利用无线电传输模块将采集图像及其处理信息、当前无人机位置与当地环保局进行传输;
第四步,当洒水量达到设置值后,控制无人机离开,到达下一个预定位置,返回第一步;
利用速度驱动模块对无人机的飞行速度和飞行方向进行控制;
在无人机飞到预定位置后,利用高度监测模块对无人机高度进行测定选择合适飞行高度,利用湿度监测模块对当前无人机位置的空气湿度进行测量,
在无人机下方进行雾霾吹散,利用控制模块打开第一摄像模块进行无人机下方图像拍摄,通过第一图像处理模块对拍摄的图像进行处理,分析无人机下方是否存在雾霾现象和雾霾等级分析;当分析出雾霾等级后,调整吹风模块的出风速度和风向,通过雾霾去除模块进行雾霾去除,雾霾去除模块为洒水器、流量计和温度控制器组成,利用流量计对洒水器的出水量进行统计,控制模块根据雾霾等级对雾霾去除模块洒水的温度、出水量,以及吹风模块的风速、风向、风温进行控制;
若监测的相对湿度低于80%,则将吹风模块的风温降低;
当无人机所处位置相对湿度小于80%时,温度控制器控制洒水器的水温下降,向空气中撒冷水,提高相对湿度,同时空气中雾霾颗粒吸附在水中落向地面;当无人机所处位置相对湿度小于80%时,控制模块控制吹风模块风温降低、风速下降、风向由垂直向下转换为垂直向下与无人机机身前后左右四周共同吹风,洒水方向与吹风模块出风的风向一致;
在无人机达到一个雾霾消除位置时和离开该位置时,利用第二摄像模块对无人机上方进行两次图像拍摄,通过第二图像处理模块对无人机上方图像进行处理,分析出同一地点进行雾霾处理前后无人机上方的雾霾等级,当第二次图像分析出无人机上方雾霾等级仍为重度霾时,控制模块控制无人机垂直向上移动一定距离并设定此位置为下一个雾霾消除位置,进行雾霾消除。
5.根据权利要求4所述的一种无人机定点雾霾去除方法,其特征在于:所述第一图像处理模块和第二图像处理模块的雾霾识别图像处理流程包括对图像采集后,采取灰度差分统计算法将灰度相近的像素点进行灰度值近似处理,保留像素点灰度值差值较大的点,采用对角线方向作差进行灰度差分计算,针对图像上任意一像素点,在像素点周围的任一对角线上两点的灰度差值的绝对值与设置的灰度差阈值进行比较,小于该灰度差阈值,则将该像素点值设置为0,否则保留该像素点值;通过相似度尺度监测对雾霾污染等级进行分类。
6.根据权利要求5所述的一种无人机定点雾霾去除方法,其特征在于:所述无线电传输模块对采集的图像和图像处理数据、无人机地理位置信息、高度信息利用数据存储模块存储,并传输到当地环保局,同时当地环保局利用无线电传输模块将无人机所处区域的天气信息和环境信息传输到控制模块,利用数据存储模块存储,通过对当地天气、监测到的实际雾霾信息和是否为工业区共同分析出该区域雾霾成因。
CN201910275764.4A 2019-04-08 2019-04-08 一种无人机定点雾霾去除系统及方法 Active CN109896018B (zh)

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