[发明专利]一种无人机载光谱侦检系统及其用于危险物侦检作业的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机载光谱侦检系统及其用于危险物侦检作业的控制方法，属于安全监察领域、消防领域及理化检验的技术领域。

背景技术

目前的安全监察领域、消防领域及理化检验领域中，对于复杂地形、极端环境和危险环境中的化学物侦检工作仍主要依靠人工手持侦检仪器徒步或车载实施，不仅效率低，受地形限制明显，在面对次生危害的发生和有害物质的暴露时，侦检人员的人身安全也难以得到保障。因此，发展一种能够有效替代人工侦检的技术并应用于复杂地形、极端环境和危险环境的化学物侦检技术，在安全监察领域及理化检验领域，尤其是危险化学品灾害事故应急救援、消防中具有十分重要的意义。

随着科学技术水平的提高，将检测仪器设备搭载在无人机、遥测车和机器人等无人机动装置上逐渐成为研究的热点。随着无人机技术并日趋完善，无人机所具备的机动性好、生存能力强、受地形限制小、使用方便、无人员危险等优点使得无人机逐渐从军事领域走向民用领域，并在农业、工业及民用消费级领域大放异彩。在现有无人机搭载检测仪器设备的技术中，对于环境中的固体和液体化学物尚缺乏快速准确的检测技术手段。红外光谱可以提供被测物的结构官能团信息，具有灵敏度高、快速准确的优点，并广泛颖用于化合物识别与检测领域，可用于固态、液态和气态待测物的检测。拉曼光谱检测装置能够对除金属单质外的绝大多数化学物进行快速准确的识别鉴定，检测的信噪比低，光谱谱线尖锐，且谱线与化学物一一对应，能够很好的区分各种异构体；在潮湿的环境下拉曼光谱检测装置还具有不受水分子影响的优点，尤其对于固态、液态待测物的快速检测有着明显的优势。但是采用何种连接方式将所述检测模块(包括：拉曼光谱检测模块、红外光谱检测模块，或红外-拉曼二合一检测模块)与现有的无人机有效结合成为现有技术所亟待解决的技术问题。

目前，已有技术中使用红外技术进行侦测的无人机，其应用范围主要为地理探测、生物目标探测，而利用无人机搭载系统实现对于多种类型的化合物，尤其是固态、气态化合物进行准确，快速的识别与侦检尚为空缺。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种无人机载光谱侦检系统。

本发明还提供上述系统用于危险物侦检作业的控制方法。

本发明可实现极端或危险环境以及复杂地形下的化学物快速准确鉴定，并有效避免现有手持侦检作业的人员危险。

本发明的技术方案如下：

一种无人机载光谱侦检系统，其特征在于，该系统包括无人机、通信控制模块、影像采集模块、检测模块、导航定位模块；

所述通信控制模块用于：远程接收控制中心发出的控制信息，使无人机按照规划飞行路线和检测程序执行飞行和检测程序；或者，远程接收控制中心发出的控制信息，使无人机实时接收控制中心发出的飞行指令和检测指令并按飞行指令实时飞行和检测；用于将所述影像采集模块采集到的影响资料实时传送至控制中心；用于将所述检测模块采集到的数据实时传送至控制中心；

所述影像采集模块用于：实时采集无人机飞掠过的环境影像；

所述检测模块用于：用于检测目标区域物质的红外光谱数据和/或拉曼光谱数据。

所述导航定位模块用于，实时采集无人机的位置和路径信息。

根据本发明优选的，所述通信控制模块为5G-wifi、IMT-2020(5G)、4G-FDD和4G-LTE移动通信模块中的至少一种。

根据本发明优选的，所述影像采集模块包括与所述无人机固定连接的360°水平旋转的云台、在所述云台上设置有180°旋转的旋转支架、在所述旋转支架上设置有摄像机。优选的，所述的摄像机为红外热感摄像机。

根据本发明优选的，所述无人机载光谱侦检系统还包括多向距离传感器，用于获取所述无人机与周围障碍物的距离。

根据本发明优选的，所述检测模块包括光谱检测模块，所述光谱检测模块为拉曼光谱检测模块、红外光谱检测模块或红外-拉曼二合一检测模块。

优选的，所述红外光谱检测模块为Thermo microPHAZIR^TM Rx手持式近红外光谱仪；

所述拉曼光谱检测模块为B@W Tek-N拉曼光谱检测模块；

所述红外-拉曼二合一检测模块为Gemini FTIR/Raman Handheld Analyzer红外光谱/拉曼光谱二合一检测模块。但是本发明的技术方案并不仅限于以上检测模块的具体型号，只要能实现拉曼光谱检测、红外光谱检测的均是本发明所述方案的保护内容。