[发明专利]基于小型超声传感器阵列无人机的空间站气体泄漏检测定位方法

摘要

本发明公开了一种基于小型超声传感器阵列无人机的空间站气体泄漏检测定位方法，用于解决现有空间站气体泄漏检测方法检测强度高的技术问题。技术方案是利用路径规划算法对小型阵列无人机的飞行轨迹进行规划，小型阵列无人机在飞行过程中沿空间站内舱壁进行巡检；当发现有超声信号时，小型阵列无人机对超声信号进行判断，确定有泄漏后，小型阵列无人机悬停在泄漏源附近；小型阵列无人机对泄漏源区域进行拍照；利用压缩感知或波束成形声源定位算法对泄漏源定位；最后，小型阵列无人机将定位结果通过无线网络传输或蓝牙传输的方式传输至空间站中的监控设备。本发明解决了现有空间站气体泄漏检测方法耗时耗力以及容易漏检的技术问题。

主权项

一种基于小型超声传感器阵列无人机的空间站气体泄漏检测定位方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、采用路径规划算法规划小型阵列无人机的飞行轨迹，使小型阵列无人机遍历整个空间站舱体，实现对整个空间站舱体内表面的全覆盖巡检；步骤二、小型阵列无人机按规划的飞行轨迹飞行，沿着空间站舱体内壁面巡检，检测空间站舱体壁面上是否存在泄漏源；步骤三、当检测到有泄漏源存在时，小型阵列无人机悬停在泄漏源附近；通过安装在小型阵列无人机上的摄像头对空间站舱体壁面拍照，确定泄漏源区域；用安装在小型阵列无人机上测距仪测量空间站舱体内壁面与小型阵列无人机之间的距离；步骤四、通过超声传感器阵列采集时域信号，并通过数据处理方法获得频域测量值；步骤五、对小型阵列无人机的拍照区域进行网格划分，以每个网格节点作为潜在泄漏源的位置；步骤六、建立声源定位稀疏表达模型y＝Ax+e或计算互谱矩阵G＝yy^H；其中，y为超声传感器阵列获得的频域测量值，y^H为y的共轭转置，A为超声传感器阵列到网格节点的测量矩阵，x为未知泄漏源信号，e为噪声信号；步骤七、通过压缩感知重构算法或波束成形算法对泄漏源进行定位，确定泄漏源的位置；步骤八、小型阵列无人机将泄漏源定位结果传输至空间站中的监控设备。