CN205120973U - 用于定位核辐射放射源的无人机系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种用于定位核辐射放射源的无人机系统,包括无人机、设置在无人机底部的旋转云台,该旋转云台安装有核辐射定位装置,该核辐射定位装置包括处理单元、自主飞行单元、飞行控制单元、核辐射传感器和定位单元。所述自主飞行单元设定无人机飞抵核辐射区域的自主飞行路线。所述飞行控制单元根据自主飞行路线控制无人机飞抵核辐射区域,并控制无人机悬停在核辐射区域的上空。所述核辐射传感器监测核辐射区域的核辐射信号。所述处理单元根据核辐射信号的信号强度及信号方向确定核辐射放射源的位置,并开启定位单元定位所述核辐射放射源的地理位置信息。本实用新型能够准确找出并确定核辐射区域内的未知放射源。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机侦测技术领域,尤其涉及一种用于定位核辐射放射源的无人机系统。
背景技术
随着核能和核技术的开发和利用,核放射源在工业、农业、医疗、科研和教育等领域的应用日益广泛。然而,随着核污染现象的不断发生,核辐射环境的监测重要性不断突显,公众对辐射防护的意识和关注程度也在不断发展。许多国家都十分重视辐射环境的监测工作,并为之建立了用于核事故的早期预警和事故监测的辐射环境连续监测系统,其监测数据是事故处理和安抚群众的重要依据。核辐射环境的无线可移动数据采集对未知放射性强度的环境监测具有重要的意义。当前,对核事故、核泄漏现场,核电站辐射等放射性环境多采用监测人员在防护情况下到现场监测,或是将大型监测设备加载与汽车等移动工具上进行监测。这些监测方式虽然有防护设备保护,但是效果并不佳,常会出现人员辐射超标,造成人员伤亡。
无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。无人机分为大型无人机和小型无人机,按其功能可以分为军用和民用两类。虽然现有技术中已有利用无人机来进行核辐射环境进行监测与定位,但是其仅仅能够通过无线通信、GPS定位等技术对已知放射源进行定位,而不适用于对未知放射源进行定位。因此,现有无人机无法利用无人机准确地找出并确定核辐射的未知放射源,从而不便于对核辐射放射源进行检修或隔离等措施。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种用于定位核辐射放射源的无人机系统,旨在解决现有无人机无法准确地找出并确定核辐射区域内的未知放射源的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种用于定位核辐射放射源的无人机系统,所述无人机系统包括无人机、设置在无人机底部的旋转云台,该旋转云台安装有核辐射定位装置,该核辐射定位装置包括处理单元、自主飞行单元、飞行控制单元、核辐射传感器以及定位单元,所述自主飞行单元、飞行控制单元、核辐射传感器和定位单元连接至所述处理单元,其中:
所述自主飞行单元设定所述无人机飞抵核辐射区域的自主飞行路线;
所述飞行控制单元根据所述自主飞行路线控制所述无人机飞抵核辐射区域,并控制所述无人机悬停在核辐射区域的上空;
所述核辐射传感器监测所述核辐射区域的核辐射信号,并将监测到的核辐射信号发送至所述处理单元;
所述处理单元根据核辐射信号的信号强度及信号方向确定核辐射放射源的位置,并开启所述定位单元定位所述核辐射放射源的地理位置信息。
优选的,所述核辐射定位装置还包括一个连接至所述处理单元上的图像采集单元,该图像采集单元为一种360度全景摄像头或360度旋转摄像头,用于采集所述核辐射区域的全景影像画面。
优选的,所述核辐射定位装置还包括一个连接至所述处理单元上的通讯单元,该通讯单元用于将所述核辐射放射源的地理位置信息以及所述核辐射区域的全景影像画面发送至核辐射防控中心。
优选的,所述旋转云台是一种由步进电机控制的旋转式云台,该旋转云台用于控制所述核辐射定位装置中的核辐射传感器进行360度转动来探测所述核辐射区域产生的核辐射信号。
优选的,所述核辐射传感器包括一根两端用绝缘物质密闭的金属管,以及在所述金属管的轴线上安装有一根金属丝电极。
优选的,所述金属管内充有稀薄气体,并在所述金属管壁和所述金属丝电极之间加上低于所述金属管内气体击穿压的电压。
优选的,所述无人机的两侧机翼上分别设置有一个太阳能透镜,每一个太阳能透镜下方设置有一块太阳能电池。
优选的,所述太阳能透镜为一种菲涅尔透镜系统,用于聚集太阳光能。
优选的,所述太阳能电池将所述太阳能透镜聚集的太阳光能转化成电能并为无人机的电动引擎供电。
相较于现有技术,本实用新型所述用于定位核辐射放射源的无人机系统通过无人机搭载的核辐射传感器探测核辐射区域的核辐射信号来确定核辐射区域内的放射源位置,并通过定位单元精确定位出核辐射放射源的地理位置信息,从而使得核辐射防控中心能够精确找出探测核辐射区域的放射源,方便对核辐射区域内的放射源进行检修或采取隔离等措施。
附图说明
图1是本实用新型用于定位核辐射放射源的无人机系统优选实施例的结构示意图;
图2是本实用新型用于定位核辐射放射源的无人机系统中核辐射定位装置优选实施例的内部结构示意图。
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成上述目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效进行细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图1所示,图1是本实用新型用于定位核辐射放射源的无人机系统优选实施例的结构示意图。在本实施例中,所述无人机系统1包括,但不仅限于,无人机10以及设置在无人机10底部的旋转云台30,该旋转云台30中安装有核辐射定位装置20。所述旋转云台30为一种由步进电机控制的旋转式云台,用于控制所述核辐射定位装置20进行360度转动来监测核辐射区域中的核辐射信号,以便确定核辐射区域中放射源的具体位置。所述的无人机10是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的小型无人驾驶飞行器,例如无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等小型无人飞行器。
在本实施例中,所述无人机10的两侧机翼上分别设置有一个太阳能透镜40,每一个太阳能透镜40下方设置有一块太阳能电池50,所述太阳能透镜40可以为一种菲涅尔透镜系统,用于聚集太阳光能。所述太阳能电池50将太阳光能转化为电能并持续为所述无人机10的电动引擎供电,可以满足该无人机10远距离飞行的要求。
如图2所示,图2是本实用新型用于定位核辐射放射源的无人机系统中的核辐射定位装置20优选实施例的内部结构示意图。在本实施例中,所述核辐射定位装置20包括,但不仅限于,处理单元200、自主飞行单元201、飞行控制单元202、核辐射传感器203、定位单元204、图像采集单元205以及通讯单元206。所述自主飞行单元201、飞行控制单元202、核辐射传感器203、定位单元204、图像采集单元205和通讯单元206均连接至处理单元201。
所述处理单元200是一种微处理器、数据处理芯片、或者具有数据处理功能的微控制器(MCU)等。所述处理单元200能够根据所述核辐射传感器203感测的核辐射信号确定核辐射区域内的核辐射放射源。
所述自主飞行单元201用于设定所述无人机10飞抵核辐射区域的自主飞行路线。该自主飞行单元201的数据接口与北斗导航系统接口连接,能够快速导入无人机10飞抵核辐射区域的导航地图信息。
所述飞行控制单元202根据所述自主飞行路线控制所述无人机10飞抵核辐射区域,并控制无人机10悬停在核辐射区域的上空。
所述核辐射传感器203监测核辐射区域的核辐射信号,并将监测到的核辐射信号发送至所述处理单元200。在本实施例中,所述核辐射传感器203可探测核辐射高速粒子射线,包括α、β、γ射线。所述核辐射传感器203包括一根两端用绝缘物质密闭的金属管,以及在沿金属管的轴线上安装有一根金属丝电极,该金属管内充有稀薄气体(通常是氦、氖、氩等),并在金属管壁和金属丝电极之间加上低于金属管内气体击穿压的电压。在通常状态下,金属管内气体不放电;当有核辐射高速粒子射线射入管内时,核辐射高速粒子射线的能量使管内气体电离导电,在金属丝电极与金属管壁之间产生迅速的气体放电现象,从而输出一个脉冲电流的核辐射信号。
所述处理单元200根据核辐射信号的信号强度及信号方向确定核辐射放射源的位置,并开启定位单元204精确定位出核辐射放射源的地理位置信息,包括纬度信息和经度信息,从而精确定位出核辐射放射源。所述定位单元204是一种北斗定位单元或其它具有定位功能的芯片,能够精确定位核辐射放射源的地理位置信息。
所述图像采集单元205为一种360度全景摄像头或360度旋转摄像头,用于采集核辐射区域的全景影像画面。所述通讯单元206为一种具有远程无线通讯功能的无线通讯接口,例如支持GSM、GPRS、CDMA以及WiMAX等通讯技术的通讯接口,能够与所述核辐射防控中心的北斗导航系统进行无线通讯。所述通讯单元206将核辐射放射源的地理位置信息以及核辐射区域的全景影像画面发送至核辐射防控中心进行核辐射预警,以便核辐射防控中心对核辐射区域内的核辐射放射源进行检修或采取隔离等措施。
在使用本实用新型所述的用于定位核辐射放射源的无人机系统时,在所述无人机10上安装好旋转云台30以及核辐射定位装置20。所述飞无人机10按照既定的自主飞行路线飞抵核辐射区域,并悬停在核辐射区域的上空。该无人机10依据搭载的核辐射传感器203和定位单元204(GPS定位单元或北斗定位单元)对核辐射区域进行巡视,所述核辐射传感器203处于持续工作状态以便探测核辐射区域的核辐射信号,并根据所述核辐射信号的信号强度及信号方向确定核辐射放射源的位置。所述定位单元204精确定位出所述核辐射放射源的地理位置信息。同时,所述处理单元201通过通讯单元206将核辐射放射源的地理位置信息反馈至核辐射防控中心,使得核辐射防控中心精确地找出核辐射区域内的未知放射源,以便对核辐射区域内的放射源进行检修或采取隔离等措施。
以上仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效功能变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于定位核辐射放射源的无人机系统,其特征在于,所述无人机系统包括无人机、设置在无人机底部的旋转云台,该旋转云台安装有核辐射定位装置,该核辐射定位装置包括处理单元、自主飞行单元、飞行控制单元、核辐射传感器以及定位单元,所述自主飞行单元、飞行控制单元、核辐射传感器和定位单元连接至所述处理单元,其中:
所述自主飞行单元设定所述无人机飞抵核辐射区域的自主飞行路线;
所述飞行控制单元根据所述自主飞行路线控制所述无人机飞抵核辐射区域,并控制所述无人机悬停在核辐射区域的上空;
所述核辐射传感器监测所述核辐射区域的核辐射信号,并将监测到的核辐射信号发送至所述处理单元;
所述处理单元根据核辐射信号的信号强度及信号方向确定核辐射放射源的位置,并开启所述定位单元定位所述核辐射放射源的地理位置信息。
2.如权利要求1所述的用于定位核辐射放射源的无人机系统,其特征在于,所述核辐射定位装置还包括一个连接至所述处理单元上的图像采集单元,该图像采集单元为一种360度全景摄像头或360度旋转摄像头,用于采集所述核辐射区域的全景影像画面。
3.如权利要求2所述的用于定位核辐射放射源的无人机系统,其特征在于,所述核辐射定位装置还包括一个连接至所述处理单元上的通讯单元,该通讯单元用于将所述核辐射放射源的地理位置信息以及所述核辐射区域的全景影像画面发送至核辐射防控中心。
4.如权利要求1所述的用于定位核辐射放射源的无人机系统,其特征在于,所述旋转云台是一种由步进电机控制的旋转式云台,该旋转云台用于控制所述核辐射定位装置中的核辐射传感器进行360度转动来探测所述核辐射区域产生的核辐射信号。
5.如权利要求1所述的用于定位核辐射放射源的无人机系统,其特征在于,所述核辐射传感器包括一根两端用绝缘物质密闭的金属管,以及在所述金属管的轴线上安装有一根金属丝电极。
6.如权利要求5所述的用于定位核辐射放射源的无人机系统,其特征在于,所述金属管内充有稀薄气体,并在所述金属管壁和所述金属丝电极之间加上低于所述金属管内气体击穿压的电压。
7.如权利要求1至6任一项所述的用于定位核辐射放射源的无人机系统,其特征在于,所述无人机的两侧机翼上分别设置有一个太阳能透镜,每一个太阳能透镜下方设置有一块太阳能电池。
8.如权利要求7所述的用于定位核辐射放射源的无人机系统,其特征在于,所述太阳能透镜为一种菲涅尔透镜系统,用于聚集太阳光能。
9.如权利要求8所述的用于定位核辐射放射源的无人机系统,其特征在于,所述太阳能电池将所述太阳能透镜聚集的太阳光能转化成电能并为无人机的电动引擎供电。
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GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160330 Termination date: 20201114 |