[发明专利]一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台及方法

权利要求书

1.一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台，其特征在于：包括VR头盔和无人机；

所述VR头盔包括头盔本体、单片机、三轴陀螺仪、三轴加速度计、显示器、扬声器、第一无线通信模块；单片机、三轴陀螺仪、三轴加速度计、显示器、扬声器、第一无线通信模块均安装于头盔本体上；三轴陀螺仪的信号输出端、三轴加速度计的信号输出端均与单片机的信号输入端连接；显示器的信号输入端、扬声器的信号输入端均与单片机的信号输出端连接；第一无线通信模块与单片机双向有线连接；

所述无人机包括机身、飞控模块、摄像头、麦克风、传感器阵列、电子调速器、第二无线通信模块；飞控模块、摄像头、麦克风、传感器阵列、电子调速器、第二无线通信模块均安装于机身上；摄像头的信号输出端、麦克风的信号输出端、传感器阵列的信号输出端均与飞控模块的信号输入端连接；电子调速器的信号输入端与飞控模块的信号输出端连接；第二无线通信模块与飞控模块双向有线连接；第二无线通信模块与第一无线通信模块双向无线连接。

2.一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测方法，该方法是基于如权利要求1所述的一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台实现的，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：

首先，将VR头盔佩戴于监测人员的头部；然后，监测人员的头部进行运动，由此带动VR头盔进行运动；当VR头盔运动时，三轴陀螺仪采集VR头盔的三轴角速度信息，并将三轴角速度信息发送至单片机；三轴加速度计采集VR头盔的三轴加速度信息，并将三轴加速度信息发送至单片机；单片机根据三轴角速度信息和三轴加速度信息生成控制指令，并依次通过第一无线通信模块、第二无线通信模块将控制指令发送至飞控模块；飞控模块根据控制指令控制电子调速器，由此控制无人机的飞行姿态；

当无人机飞行时，摄像头采集现场图像信息，并将现场图像信息发送至飞控模块；麦克风采集现场声音信息，并将现场声音信息发送至飞控模块；传感器阵列采集现场环境参数信息，并将现场环境参数信息发送至飞控模块；飞控模块依次通过第二无线通信模块、第一无线通信模块将现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息发送至单片机；单片机对现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息进行处理，然后一方面将现场图像信息、现场环境参数信息发送至显示器进行显示，另一方面将现场声音信息发送至扬声器进行播放；监测人员一方面通过显示器观察现场图像信息和现场环境参数信息，另一方面通过扬声器聆听现场声音信息，然后根据现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息调整头部运动。

3.根据权利要求1所述的一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台，其特征在于：所述传感器阵列包括数据采集器、气压传感器、特殊气体传感器、风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器；其中，数据采集器的数目为三个；气压传感器的信号输出端、特殊气体传感器的信号输出端均与第一个数据采集器的信号输入端连接；风速传感器的信号输出端、风向传感器的信号输出端、第一个数据采集器的信号输出端均与第二个数据采集器的信号输入端连接；温度传感器的信号输出端、湿度传感器的信号输出端、第二个数据采集器的信号输出端均与第三个数据采集器的信号输入端连接；第三个数据采集器的信号输出端作为传感器阵列的信号输出端；三个数据采集器共同构成树型拓扑结构的主干；气压传感器、特殊气体传感器、风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器共同构成树型拓扑结构的分支。

4.根据权利要求2所述的一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测方法，其特征在于：所述传感器阵列的工作过程如下：气压传感器采集现场气压信息，并将现场气压信息发送至第一个数据采集器；特殊气体传感器采集现场特殊气体信息，并将现场特殊气体信息发送至第一个数据采集器；第一个数据采集器依次通过第二个数据采集器、第三个数据采集器将现场气压信息、现场特殊气体信息发送至飞控模块；风速传感器采集现场风速信息，并将现场风速信息发送至第二个数据采集器；风向传感器采集现场风向信息，并将现场风向信息发送至第二个数据采集器；第二个数据采集器通过第三个数据采集器将现场风速信息、现场风向信息发送至飞控模块；温度传感器采集现场温度信息，并将现场温度信息发送至第三个数据采集器；湿度传感器采集现场湿度信息，并将现场湿度信息发送至第三个数据采集器；第三个数据采集器将现场温度信息、现场湿度信息发送至飞控模块。