CN111017212A - 一种多旋翼无人机多光谱遥感系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多旋翼无人机多光谱遥感系统，多旋翼无人机多光谱遥感系统包括地面控制系统、多旋翼无人机、无线遥感系统和数据处理系统；地面控制系统包括总控制计算机，总控制计算机连接有遥控手柄；无线遥感系统包括微型单板计算机，微型单板计算机连接有存储器、多光谱成像仪和图像处理器；数据处理系统包括提取模块，提取模块连接分析对比模块，分析对比模块连接判定模块，判定模块连接位置确定模块，位置确定模块连接时间确定模块，位置确定模块和时间确定模块均与空气污染时空显示模块连接，提取模块与总控制计算机连接；本发明能够智能探测区域内烟雾粉尘污染位置、发生时段和范围，构建污染点直观时空显示，实现有效的区域环保监控。
Description
技术领域
本发明属于遥感监测技术领域，具体涉及一种多旋翼无人机多光谱遥感系统。
背景技术
空气污染，又称为大气污染，按照国际标准化组织（ISO）的定义，空气污染通常是指：由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人类的舒适、健康和福利或环境的现象。
空气污染物的来源，主要有以下几个：（1）工业：工业生产是大气污染的一个重要来源。（2）生活炉灶与采暖锅炉：大量民用生活炉灶和采暖锅炉需要消耗大量煤炭产生大量有害物质。农村污染来源做饭时的炉灶和农作物秸秆燃烧。（3）交通运输：汽车、火车、飞机、轮船是当代的主要运输工具，它们烧煤或石油产生的废气也是重要的污染物。（4）森林火灾产生的烟雾。（5）工地施工产生的粉尘。
社会的不断发展同时带来了空气污染状况的不断恶劣，特别是我国北方广大地区频繁受到雾霾侵袭，但是随着人民对美好生活环境的强烈需求，各个地区积极实施越来越严格的环保管控，空气质量得到了显著的好转，而当下阶段的良好空气质量是建立在管控政策下的，如何更好执行全面的环保监控，确保空气质量的不断好转是各个地区的难题。区别于大范围的空气污染，许多不法分子抱着侥幸心理依然顶风作案，在环保禁令下工厂排放空气污染源、工地暗中施工、农村生火做饭甚至燃烧秸秆，不仅造成了一定的污染还具有较大的安全隐患。这些较为分散污染源很难得到有效的监控，仅仅依靠设立巡检点难以实现全面的监控，给不法分子可趁之机。因此提供一种全面监控分散性污染点的多旋翼无人机多光谱遥感系统。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种多旋翼无人机多光谱遥感系统，智能探测区域内烟雾粉尘污染位置、发生时段和范围，构建污染点直观时空显示，实现有效的区域环保监控。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多旋翼无人机多光谱遥感系统，所述多旋翼无人机多光谱遥感系统包括地面控制系统、多旋翼无人机、无线遥感系统和数据处理系统；
所述地面控制系统包括总控制计算机，总控制计算机连接有无线通讯模块一和遥控手柄，总控制计算机通过Internet网络分别连接云服务器和移动设备；
所述多旋翼无人机包括飞行控制计算机，飞行控制计算机分别连接有无线通讯模块二、蓄电池一、GPS模块、姿态陀螺仪、升降舵机、方向舵机、副翼舵机、开伞舵机和风速风向传感器，所述无线通讯模块二与无线通讯模块一无线连接；
所述无线遥感系统包括微型单板计算机，微型单板计算机与所述飞行控制计算机有线连接，微型单板计算机连接有无线通讯模块三、蓄电池二、存储器、多光谱成像仪和图像处理器，所述多光谱成像仪包括多光谱传感器，所述无线通讯模块三与无线通讯模块一无线连接；
所述数据处理系统包括提取模块，提取模块连接分析对比模块，分析对比模块连接判定模块，判定模块连接位置确定模块，位置确定模块连接时间确定模块，位置确定模块和时间确定模块均与空气污染时空显示模块连接，所述提取模块与所述总控制计算机连接。
进一步地，所述移动设备包括搭载安卓系统或搭载ios系统的手机。
进一步地，所述风速风向传感器为三杯式一体风速风向传感器。
进一步地，所述微型单板计算机为德国PokiniZ型计算机。
进一步地，所述提取模块提取无线遥感系统采集的光谱图像，所述分析对比模块对比若干张光谱图像中分散性粉尘、烟雾点某一时段内随时间的污染变化，所述判定模块根据光谱图像判定污染点，所述位置确定模块确定粉尘、烟雾污染点位置，所述时间确定模块记录烟雾点时段，所述空气污染时空显示模块显示区域内污染点粉尘、烟雾污染的位置、发生时段和范围。
本发明的有益效果如下：
本发明多旋翼无人机搭载无线遥感系统采集区域范围内的图像，通过数据处理系统对图像进行分析，结合风速风向传感器，分析对比同一污染点的区域范围变化判定污染点的位置和时间，并构建空气污染点的时空显示，便于管理者实时监控区域内污染点情况，为全面的环保监控提供方便；
本发明采用多旋翼无人机为载体，监控区域范围大且全面，控制操作方便，并通过Internet网络连接云服务器，便于各个监控范围内污染情况统一存储管理，为实现大范围环保监控的统一管理创造条件，便于通过移动设备实时远程查看污染点情况。
附图说明
图1为本发明的组成架构框图。
图2为本发明的连接架构框图。
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。
参阅图1-2，本实施例提供一种多旋翼无人机多光谱遥感系统，所述多旋翼无人机多光谱遥感系统包括地面控制系统、多旋翼无人机、无线遥感系统和数据处理系统；
所述地面控制系统包括总控制计算机，总控制计算机连接有无线通讯模块一和遥控手柄，总控制计算机通过Internet网络分别连接云服务器和移动设备；
所述多旋翼无人机包括飞行控制计算机，飞行控制计算机分别连接有无线通讯模块二、蓄电池一、GPS模块、姿态陀螺仪、升降舵机、方向舵机、副翼舵机、开伞舵机和风速风向传感器，所述无线通讯模块二与无线通讯模块一无线连接；
所述无线遥感系统包括微型单板计算机，微型单板计算机与所述飞行控制计算机有线连接，微型单板计算机连接有无线通讯模块三、蓄电池二、存储器、多光谱成像仪和图像处理器，所述多光谱成像仪包括多光谱传感器，所述无线通讯模块三与无线通讯模块一无线连接；
所述数据处理系统包括提取模块，提取模块连接分析对比模块，分析对比模块连接判定模块，判定模块连接位置确定模块，位置确定模块连接时间确定模块，位置确定模块和时间确定模块均与空气污染时空显示模块连接，所述提取模块与所述总控制计算机连接。
所述移动设备包括搭载安卓系统或搭载ios系统的手机。
所述风速风向传感器为三杯式一体风速风向传感器。
所述微型单板计算机为德国PokiniZ型计算机。
所述提取模块提取无线遥感系统采集的光谱图像，所述分析对比模块对比若干张光谱图像中分散性粉尘、烟雾点某一时段内随时间的污染变化，所述判定模块根据光谱图像判定污染点，所述位置确定模块确定粉尘、烟雾污染点位置，所述时间确定模块记录烟雾点时段，所述空气污染时空显示模块显示区域内污染点粉尘、烟雾污染的位置、发生时段和范围。
本发明采用多旋翼无人机搭载无线遥感系统进行区域内遥感影响的摄取，多旋翼无人机主要采用玻璃钢和碳纤维复合材料加工而成，具有重量轻、空间大和强度大的优点。多旋翼无人机通过升降舵机、方向舵机、副翼舵机、开伞舵机和姿态陀螺仪，实现对飞机姿态、高度、速度、航线的精确控制，GPS模块便于实现飞机的准确定位，并通过与无线通讯模块二与地面控制系统的无线通讯模块一连接，采用遥控手柄实现无人机的遥控功能，蓄电池一为多旋翼无人机供电。
无线遥感系统用于获取遥感影像，蓄电池二为无线遥感系统供电，无线遥感系统通过多光谱成像仪获取遥感影像，通过图像处理器处理图像，将统一污染点随着时间变化的多张图像通过无线通讯模块三和无线通讯模块一传送至地面控制系统，存储器能够储存图像。微型单板计算机通过与飞行控制计算机连接，通过准确的多旋翼无人机姿态调整，获取更加全面准确的拍摄角度。
数据处理系统与地面控制系统连接，提取模块提取各个空气污染点的图像信息，分析对比模块通过同一污染点随着时间变化的多个图像信息，结合采集图像时风速风向传感器采集的风速风向信息，对空气污染烟雾、风尘流动方向、范围进行分析对比，判定模块判定污染点具有污染源的信息，位置确定模块通过采集信息时的GPS模块确定污染点的位置信息，时间确定模块确定采集污染点的时间信息，空气污染时空显示模块按照时间变化，显示污染点位置和图像信息，并通过总控制计算机连接Internet网络，便于云服务器储存空气污染时空显示模块显示的图像信息，移动设备通过Internet网络可远程查看污染点信息。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种多旋翼无人机多光谱遥感系统，其特征在于：所述多旋翼无人机多光谱遥感系统包括地面控制系统、多旋翼无人机、无线遥感系统和数据处理系统；
所述地面控制系统包括总控制计算机，总控制计算机连接有无线通讯模块一和遥控手柄，总控制计算机通过Internet网络分别连接云服务器和移动设备；
所述多旋翼无人机包括飞行控制计算机，飞行控制计算机分别连接有无线通讯模块二、蓄电池一、GPS模块、姿态陀螺仪、升降舵机、方向舵机、副翼舵机、开伞舵机和风速风向传感器，所述无线通讯模块二与无线通讯模块一无线连接；
所述无线遥感系统包括微型单板计算机，微型单板计算机与所述飞行控制计算机有线连接，微型单板计算机连接有无线通讯模块三、蓄电池二、存储器、多光谱成像仪和图像处理器，所述多光谱成像仪包括多光谱传感器，所述无线通讯模块三与无线通讯模块一无线连接；
所述数据处理系统包括提取模块，提取模块连接分析对比模块，分析对比模块连接判定模块，判定模块连接位置确定模块，位置确定模块连接时间确定模块，位置确定模块和时间确定模块均与空气污染时空显示模块连接，所述提取模块与所述总控制计算机连接。
2.如权利要求1所述的多旋翼无人机多光谱遥感系统，其特征在于：所述移动设备包括搭载安卓系统或搭载ios系统的手机。
3.如权利要求1所述的多旋翼无人机多光谱遥感系统，其特征在于：所述风速风向传感器为三杯式一体风速风向传感器。
4.如权利要求1所述的多旋翼无人机多光谱遥感系统，其特征在于：所述微型单板计算机为德国PokiniZ型计算机。
5.如权利要求1所述的多旋翼无人机多光谱遥感系统，其特征在于：所述提取模块提取无线遥感系统采集的光谱图像，所述分析对比模块对比若干张光谱图像中分散性粉尘、烟雾点某一时段内随时间的污染变化，所述判定模块根据光谱图像判定污染点，所述位置确定模块确定粉尘、烟雾污染点位置，所述时间确定模块记录烟雾点时段，所述空气污染时空显示模块显示区域内污染点粉尘、烟雾污染的位置、发生时段和范围。
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