[发明专利]一种基于多旋翼无人机的大气监测方法及系统

说明书

本发明提出了一种基于多旋翼无人机的大气监测方法及系统，涉及大气监测技术领域。该方法包括：将范围信息转换为三维地图库导入无人机中。将监测区域按照预设规则划分出目标区域，在三维地图库中查找目标区域对应的三维地图。对障碍物位置进行坐标转换，得到三维地图库中的障碍物坐标。根据目标区域的数量分配无人机，并根据目标区域范围、障碍物坐标在对应三维地图中规划飞行监测路线。获取目标区域的大气状态参数和遥感图像，并实时将大气状态参数和遥感图像传输至地面站。避免了单架无人机作业能力受到续航时间、载荷重量、环境条件等因素的限制而造成无人机应用效率低，从而通过无人机完成大气监测任务，以全面了解大气环境动态状况。

技术领域

本发明涉及大气监测技术领域，具体而言，涉及一种基于多旋翼无人机的大气监测方法及系统。

背景技术

近年来，我国工业发展迅速，工业发展产生的空气污染也愈发严重。燃料燃烧、工业生产和交通运输等产生的多种复杂的大气污染物，不仅影响了城市的空气环境，也对城市居民的身体健康带来极大的损害，甚至诱发重大身体疾病。因此，对空气污染监测也越来越重要。

大气污染物测量常用的方法有：气象观测铁塔、气球观测、激光雷达、载人固定翼飞机。大量方法均通过地面设置观测站实现大气观测，受观测站限制较大。因此现有技术提出了使用固定翼飞机进行大气观测，相比地面观测方法，虽然使用固定翼飞机观测有较大灵活性，但由于实际观测区域不同的实际环境，单架无人机作业能力受到续航时间、载荷重量、环境条件等因素的限制，应用效率低，难以完成日益复杂的任务，则难以及时全面的了解大气环境动态状况和发布污染预警信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多旋翼无人机的大气监测方法及系统，用以改善现有技术中由于实际观测区域不同的实际环境，单架无人机作业能力受到续航时间、载荷重量、环境条件等因素的限制，应用效率低，难以完成日益复杂的任务，则难以及时全面的了解大气环境动态状况和发布污染预警信息的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种基于多旋翼无人机的大气监测方法，其包括如下步骤：获取监测区域的范围信息，并将范围信息转换为三维地图库导入无人机中。将监测区域按照预设规则划分出目标区域，在三维地图库中查找目标区域对应的三维地图。获取目标区域中的障碍物位置，并对障碍物位置进行坐标转换，得到三维地图库中的障碍物坐标。根据目标区域的数量分配无人机，并根据目标区域范围、障碍物坐标在对应三维地图中规划飞行监测路线。无人机按照飞行监测路线进行飞行，以获取目标区域的大气状态参数和遥感图像，并实时将大气状态参数和遥感图像传输至地面站。

在本发明的一些实施例中，上述根据目标区域范围、障碍物坐标在对应三维地图中规划飞行监测路线的步骤包括：将三维地图中障碍物坐标抠除。以目标区域的任一边缘点为起飞位置，按照目标区域轮廓的轨迹绕行多次直至到达目标区域的中心，以规划飞行监测路线。

在本发明的一些实施例中，上述实时将大气状态参数和遥感图像传输至地面站的步骤之后，还包括：地面站对大气状态参数和遥感图像进行处理，并将处理后的大气状态参数和处理后的遥感图像进行记录。

在本发明的一些实施例中，上述地面站对大气状态参数和遥感图像进行处理的步骤之后，还包括：根据处理后的大气状态参数和处理后的遥感图像生成大气环境分析报告。

在本发明的一些实施例中，上述根据目标区域的数量分配无人机的步骤之后，还包括：实时监测无人机的飞行状态，飞行状态包括无人机的位置和飞行姿态信息。

在本发明的一些实施例中，上述将监测区域按照预设规则划分出目标区域的步骤之后，还包括：对目标区域进行编号。

在本发明的一些实施例中，上述无人机通过4G/5G/WiFi通信模块实时将大气状态参数和遥感图像传输至地面站。