[发明专利]用于大气环境在线监测及大气受控采样的无人机系统

摘要

一种用于大气环境在线监测及大气受控采样的无人机系统，包括：环境监测及采样装置、无人机和地面站装置，其中：环境监测及采样装置设置于无人机上，在监测区域内监测大气环境质量，向地面站装置发送监测信息，并接收地面站装置发送来的无人机控制命令和采样控制命令，在监测区域内进行受控大气样本的采集和大气环境污染物排放源的溯源；环境监测及采样装置包括：信息处理单元、与信息处理单元相连的飞行控制单元、定位单元、数据传输单元、障碍物监测单元、图像采集单元、采样单元和大气环境传感器组；本发明能够精确绘制检测区域内的大气环境质量三维立体分布图，同时可以完成对监测区域内的大气样本采集和大气环境污染物排放源的追溯工作。

主权项

一种用于大气环境在线监测及大气受控采样的无人机系统，其特征在于，包括：环境监测及采样装置、无人机和地面站装置，其中：环境监测及采样装置设置于无人机上，在监测区域内监测大气环境质量，向地面站装置发送监测信息，并接收地面站装置发送来的无人机控制命令和采样控制命令，在监测区域内进行受控大气样本的采集和大气环境污染物排放源的溯源；所述的环境监测及采样装置包括：信息处理单元、与信息处理单元相连的飞行控制单元、定位单元、数据传输单元、障碍物监测单元、图像采集单元、采样单元和大气环境传感器组，其中：飞行控制单元接收信息处理单元发送的所述的无人机的飞行路径；定位单元自动实时监测无人机的地理位置信息，并将监测结果发送至信息处理单元；障碍物监测单元自动实时监测无人机附近的障碍物和距障碍物的距离信息，并将监测结果发送至信息处理单元；图像采集单元实时获取监测区域内部的视频影像信息，存储的同时发送至信息处理单元；采样单元根据接收到的信息处理单元的控制命令进行大气样本的获取；大气环境传感器组自动实时监测所处区域内的大气环境质量，并向信息处理单元发送大气环境监测信息和监测结果；数据传输单元接收信息处理单元发送来的无人机的状态信息、地理位置信息、障碍物和距障碍物的距离信息、监测区域内部的视频影像信息和大气环境监测信息，同时向信息处理单元发送无人机控制命令和采样控制命令；信息处理单元根据监测区域的类型和大小自主规划所述的无人机的飞行路径并下载至飞行控制单元，根据接收到的大气环境监测信息和地理位置信息生成大气环境质量三维立体分布图，并结合相应的溯源算法实现对大气环境污染物排放源的追溯；所述的地理位置信息包括：无人机所处的经纬度和海拔高度；所述的状态信息包括：飞行速度、飞行航向角度、飞行姿态、无人机电池电量和采样罐的状态；所述的地面站装置包括：地面站信息处理单元、地面站数据传输单元和人机交互单元，其中：地面站数据传输单元将接收到的无人机的状态信息、地理位置信息、障碍物和距障碍物的距离信息、监测区域内部的视频影像信息和大气环境监测信息发送至地面站信息处理单元解码后通过人机交互单元向监测人员显示，并接收人机交互单元发送来的无人机控制命令和采样控制命令；人机交互单元接收监测人员输入的无人机控制命令和采样控制命令，通过地面站信息处理单元编码后发送至地面站数据传输单元。