[发明专利]一种用于船舶废气监测的四旋翼无人机在审

专利信息
申请号: 202011247261.5 申请日: 2020-11-10
公开(公告)号: CN112379050A 公开(公告)日: 2021-02-19
发明(设计)人: 马杰;徐世康;张嘉明 申请(专利权)人: 武汉理工大学
主分类号: G01N33/00 分类号: G01N33/00;G01J5/00;G01C11/02;B64C39/02;G08C17/02
代理公司: 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 代理人: 张惠玲
地址: 430070 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 船舶 废气 监测 四旋翼 无人机
【说明书】:

发明提供了一种用于船舶废气监测的无人机,属于船舶废气检测领域,包括无人机机体、摄像机构、红外传感机构、废气检测机构;摄像机构固定在无人机的底部;红外传感机构固定在无人机机体前部;废气监测机构固定在无人机机体顶部。本发明提供的船舶废气监测无人机,在检测船舶废气过程中,无人机的红外传感机构处于开启状态,目的是检测高温的船舶排气口,为无人机稳定跟随检测提供支持。同时通过搭载在无人机上的废气检测机构,可以通过内置的线性神经网络算法,较好地解决电化学气体传感器的温漂和交叉灵敏度的问题,获得精确的不同种类气体浓度的数据。在飞机返航过程中,通过无人机机体下方的摄像头检测降落点的标志图像,实现自主降落。

技术领域

本发明涉及船舶废气检测技术领域,具体涉及一种用于船舶废气监测的四旋翼无人机。

背景技术

我国是一个内河航运资源比较丰富的国家,船舶运输带来的环境污染问题也日益突出。据测算,2013年全国船舶二氧化硫排放量约占全国排放总量的8.4%,氮氧化物排放量占11.3%。目前国内仅仅只能对船舶所用油品进行严格的监管,然而对于船只动力原件损耗等原因带来的废气排放量增大问题难以形成有效的监管与治理。

无人驾驶飞机简称“无人机”,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。无人机具有体积小、重量轻、隐蔽性强、便于操作的特性,广泛应用于航拍、检测、搜救、资源勘查等领域。传统的燃油检查存在着登船难度大效率低、抽检带有盲目性和滞后性、只能在港口附近作业等诸多缺点。当前国际上使用较多的方式是在船只烟道中使用抽取监测、直接检测、对比分析船舶排放废气的浓度,但此方法仍在诸多弊端:

(1)人工造假可能性高,当有海事船靠近抽查时,人工可以偷偷调整实际排放,会导致传统海事检测手段存在漏洞可钻;

(2)烟道抽取检测手段麻烦且危险系数较高,并且无法做到广泛的抽样检测,无法真正做到废气排放的监察与大气环境的治理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于船舶废气监测的四旋翼无人机,旨在解决传统的燃油检查存在着登船难度大效率低、抽检带有盲目性和滞后性、只能在港口附近作业等诸多缺点的问题。

为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案予以实现:

本发明提供了一种用于船舶废气监测的四旋翼无人机,包括:无人机机体、摄像机构、红外传感机构、废气检测机构;

其中,摄像机构设置于无人机机体底部,用于船舶位置监测;

红外传感机构设置于无人机机体前端,用于寻找船舶排气口;

废气检测机构设置于无人机机体顶部,用于检测船舶废气成分及浓度;

无人机机体上固定设置嵌入式飞行控制系统以及数据传输模块,飞行控制系统用于与地面的远程控制端进行无线连接,根据指令对无人机的飞行进行控制;数据传输模块连接摄像机构、红外传感机构及废气检测机构,用于接收摄像机构、红外传感机构及废气检测机构传输的信号,并通过无线通信的方式发送至地面的远程控制端。

其中,红外传感机构包括:

红外摄像头基座,通过一固定铜柱安装在无人机机体前部;

红外传感摄像头,通过固定螺栓孔安装在红外摄像头基座上。

其中,红外摄像头基座由一块亚克力平板及四角的固定铜柱构成,平板中间有用于通过信号线的圆孔。

其中,废气检测机构包括:减震底板,固定设置于无人机机体顶部;减震底板表面设置齿轮和齿条,齿轮和齿条的棘齿相互啮合,且废气检测传感器设置于齿条末端。

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