[发明专利]一种空中飞行人工嗅觉气体早期泄漏监测定位系统及方法

摘要

本发明公开了一种空中飞行人工嗅觉气体早期泄漏监测定位系统及方法，利用高精度气敏传感器阵列和模式识别算法构建人工嗅觉系统，在飞行过程中监测识别泄漏早期微量痕迹气体微量组分，同时监测目标空间范围内的风向、风速等参数，基于泄漏气体空间输运扩散规律设计的泄漏源反演溯源定位方法，结合无人飞行控制方法，实现空间范围内早期泄漏气体监测识别及定位。本系统主要包括无人飞行控制计算中心、姿态控制及GPS定位模块、人工嗅觉系统模块、大气环境监测模块、泄漏源定位模块、自动障碍躲避模块，其中设计了人工嗅觉系统和泄漏源定位算法。本发明具有监测空间广、监测精度高、泄漏预警定位准确及时等特点。

主权项

一种空中飞行人工嗅觉气体早期泄漏监测定位系统，其特征在于，包括：无人飞行控制计算中心(1)、人工嗅觉系统模块(2)、大气环境监测模块(3)、泄漏源定位模块(4)和姿态控制及GPS定位模块(5)；所述无人飞行控制计算中心(1)用于收到启动信号，开始起飞执行泄漏监测任务，并收集计算来自其它模块的信息；所述人工嗅觉模块(2)用于采集监测目标气体泄漏伴随痕迹挥发性组分浓度数据，并传递给无人飞行控制计算中心(1)；所述大气环境监测模块(3)用于采集环境监测数据并传递给无人飞行控制计算中心(1)；所述的姿态控制及GPS定位模块(5)用于对系统装置飞行姿态调整，使其按照系统装置要求轨迹飞行，并确定其空间位置；所述泄漏源定位模块(4)根据无人飞行计算控制中心(1)得到的浓度数据、环境监测数据，控制系统装置的姿态和位置变化，控制姿态控制及GPS定位模块(5)，调整系统装置空间飞行位置，进行泄漏源定位；所述人工嗅觉模块(2)包括取样浓缩装置(200)和模式识别模块(205)，取样浓缩装置(200)内部为富集气室(202)，富集气室(202)的端口上设置有过滤膜(201)，富集气室(202)的底部设置有气敏传感器阵列(203)；人工嗅觉模块(2)自动采集监测区域气体样品，将气体通过取样浓缩装置(200)富集后，气敏传感器阵列(203)对特定气体组分信号响应，并输入无人飞行计算控制中心(1)；模式识别模块(205)对输入浓度数据进行定量分析，得到气体组分中待测泄漏气体组分的浓度值。