CN108490507A - 一种基于vr头盔和无人机的大气环境监测平台及方法 - Google Patents

一种基于vr头盔和无人机的大气环境监测平台及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108490507A
CN108490507A CN201810307174.0A CN201810307174A CN108490507A CN 108490507 A CN108490507 A CN 108490507A CN 201810307174 A CN201810307174 A CN 201810307174A CN 108490507 A CN108490507 A CN 108490507A
Authority
CN
China
Prior art keywords
information
sent
output end
helmets
signal output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810307174.0A
Other languages
English (en)
Inventor
桂蕴嘉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North University of China
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201810307174.0A priority Critical patent/CN108490507A/zh
Publication of CN108490507A publication Critical patent/CN108490507A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01WMETEOROLOGY
    • G01W1/00Meteorology
    • G01W1/02Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423Input/output
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/18Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

本发明涉及大气环境监测技术,具体是一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台及方法。本发明解决了现有大气环境监测技术监测范围较小、监测成本较高的问题。一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台,包括VR头盔和无人机;所述VR头盔包括头盔本体、单片机、三轴陀螺仪、三轴加速度计、显示器、扬声器、第一无线通信模块;三轴陀螺仪的信号输出端、三轴加速度计的信号输出端均与单片机的信号输入端连接;显示器的信号输入端、扬声器的信号输入端均与单片机的信号输出端连接;第一无线通信模块与单片机双向有线连接;所述无人机包括机身、飞控模块、摄像头、麦克风、传感器阵列、电子调速器、第二无线通信模块。本发明适用于大气环境监测。

Description

一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台及方法
技术领域
本发明涉及大气环境监测技术,具体是一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台及方法。
背景技术
目前,大气环境问题日益严重,已威胁到经济的可持续发展和人们的生命安全。因此,对大气环境进行监测已变得刻不容缓。在现有技术条件下,大气环境监测普遍是采用布设固定式监测仪器的方式来实现的。然而实践表明,此种监测技术由于自身原理所限,存在如下问题:其一,此种监测技术只能对大气环境进行固定式监测,由此导致其监测范围较小。其二,此种监测技术需要购置大量的固定式监测仪器,由此导致其监测成本较高。基于此,有必要发明一种全新的大气环境监测技术,以解决现有大气环境监测技术监测范围较小、监测成本较高的问题。
发明内容
本发明为了解决现有大气环境监测技术监测范围较小、监测成本较高的问题,提供了一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台及方法。
本发明是采用如下技术方案实现的:
一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台,包括VR头盔和无人机;
所述VR头盔包括头盔本体、单片机、三轴陀螺仪、三轴加速度计、显示器、扬声器、第一无线通信模块;单片机、三轴陀螺仪、三轴加速度计、显示器、扬声器、第一无线通信模块均安装于头盔本体上;三轴陀螺仪的信号输出端、三轴加速度计的信号输出端均与单片机的信号输入端连接;显示器的信号输入端、扬声器的信号输入端均与单片机的信号输出端连接;第一无线通信模块与单片机双向有线连接;
所述无人机包括机身、飞控模块、摄像头、麦克风、传感器阵列、电子调速器、第二无线通信模块;飞控模块、摄像头、麦克风、传感器阵列、电子调速器、第二无线通信模块均安装于机身上;摄像头的信号输出端、麦克风的信号输出端、传感器阵列的信号输出端均与飞控模块的信号输入端连接;电子调速器的信号输入端与飞控模块的信号输出端连接;第二无线通信模块与飞控模块双向有线连接;第二无线通信模块与第一无线通信模块双向无线连接。
一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测方法(该方法是基于本发明所述的一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台实现的),该方法是采用如下步骤实现的:
首先,将VR头盔佩戴于监测人员的头部;然后,监测人员的头部进行运动,由此带动VR头盔进行运动;当VR头盔运动时,三轴陀螺仪采集VR头盔的三轴角速度信息,并将三轴角速度信息发送至单片机;三轴加速度计采集VR头盔的三轴加速度信息,并将三轴加速度信息发送至单片机;单片机根据三轴角速度信息和三轴加速度信息生成控制指令,并依次通过第一无线通信模块、第二无线通信模块将控制指令发送至飞控模块;飞控模块根据控制指令控制电子调速器,由此控制无人机的飞行姿态;
当无人机飞行时,摄像头采集现场图像信息,并将现场图像信息发送至飞控模块;麦克风采集现场声音信息,并将现场声音信息发送至飞控模块;传感器阵列采集现场环境参数信息,并将现场环境参数信息发送至飞控模块;飞控模块依次通过第二无线通信模块、第一无线通信模块将现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息发送至单片机;单片机对现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息进行处理,然后一方面将现场图像信息、现场环境参数信息发送至显示器进行显示,另一方面将现场声音信息发送至扬声器进行播放;监测人员一方面通过显示器观察现场图像信息和现场环境参数信息,另一方面通过扬声器聆听现场声音信息,然后根据现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息调整头部运动。
与现有大气环境监测技术相比,本发明所述的一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台及方法通过采用全新的原理,实现了大气环境监测,由此具备了如下优点:其一,本发明能够对大气环境进行移动式监测,因此其监测范围更大。其二,本发明无需购置大量的固定式监测仪器,因此其监测成本更低。
本发明有效解决了现有大气环境监测技术监测范围较小、监测成本较高的问题,适用于大气环境监测。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中传感器阵列的结构示意图。
具体实施方式
一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台,包括VR头盔和无人机;
所述VR头盔包括头盔本体、单片机、三轴陀螺仪、三轴加速度计、显示器、扬声器、第一无线通信模块;单片机、三轴陀螺仪、三轴加速度计、显示器、扬声器、第一无线通信模块均安装于头盔本体上;三轴陀螺仪的信号输出端、三轴加速度计的信号输出端均与单片机的信号输入端连接;显示器的信号输入端、扬声器的信号输入端均与单片机的信号输出端连接;第一无线通信模块与单片机双向有线连接;
所述无人机包括机身、飞控模块、摄像头、麦克风、传感器阵列、电子调速器、第二无线通信模块;飞控模块、摄像头、麦克风、传感器阵列、电子调速器、第二无线通信模块均安装于机身上;摄像头的信号输出端、麦克风的信号输出端、传感器阵列的信号输出端均与飞控模块的信号输入端连接;电子调速器的信号输入端与飞控模块的信号输出端连接;第二无线通信模块与飞控模块双向有线连接;第二无线通信模块与第一无线通信模块双向无线连接。
一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测方法(该方法是基于本发明所述的一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台实现的),该方法是采用如下步骤实现的:
首先,将VR头盔佩戴于监测人员的头部;然后,监测人员的头部进行运动,由此带动VR头盔进行运动;当VR头盔运动时,三轴陀螺仪采集VR头盔的三轴角速度信息,并将三轴角速度信息发送至单片机;三轴加速度计采集VR头盔的三轴加速度信息,并将三轴加速度信息发送至单片机;单片机根据三轴角速度信息和三轴加速度信息生成控制指令,并依次通过第一无线通信模块、第二无线通信模块将控制指令发送至飞控模块;飞控模块根据控制指令控制电子调速器,由此控制无人机的飞行姿态;
当无人机飞行时,摄像头采集现场图像信息,并将现场图像信息发送至飞控模块;麦克风采集现场声音信息,并将现场声音信息发送至飞控模块;传感器阵列采集现场环境参数信息,并将现场环境参数信息发送至飞控模块;飞控模块依次通过第二无线通信模块、第一无线通信模块将现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息发送至单片机;单片机对现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息进行处理,然后一方面将现场图像信息、现场环境参数信息发送至显示器进行显示,另一方面将现场声音信息发送至扬声器进行播放;监测人员一方面通过显示器观察现场图像信息和现场环境参数信息,另一方面通过扬声器聆听现场声音信息,然后根据现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息调整头部运动。
所述传感器阵列包括数据采集器、气压传感器、特殊气体传感器、风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器;其中,数据采集器的数目为三个;气压传感器的信号输出端、特殊气体传感器的信号输出端均与第一个数据采集器的信号输入端连接;风速传感器的信号输出端、风向传感器的信号输出端、第一个数据采集器的信号输出端均与第二个数据采集器的信号输入端连接;温度传感器的信号输出端、湿度传感器的信号输出端、第二个数据采集器的信号输出端均与第三个数据采集器的信号输入端连接;第三个数据采集器的信号输出端作为传感器阵列的信号输出端;三个数据采集器共同构成树型拓扑结构的主干;气压传感器、特殊气体传感器、风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器共同构成树型拓扑结构的分支。
所述传感器阵列的工作过程如下:气压传感器采集现场气压信息,并将现场气压信息发送至第一个数据采集器;特殊气体传感器采集现场特殊气体信息,并将现场特殊气体信息发送至第一个数据采集器;第一个数据采集器依次通过第二个数据采集器、第三个数据采集器将现场气压信息、现场特殊气体信息发送至飞控模块;风速传感器采集现场风速信息,并将现场风速信息发送至第二个数据采集器;风向传感器采集现场风向信息,并将现场风向信息发送至第二个数据采集器;第二个数据采集器通过第三个数据采集器将现场风速信息、现场风向信息发送至飞控模块;温度传感器采集现场温度信息,并将现场温度信息发送至第三个数据采集器;湿度传感器采集现场湿度信息,并将现场湿度信息发送至第三个数据采集器;第三个数据采集器将现场温度信息、现场湿度信息发送至飞控模块。所述传感器阵列通过利用树型拓扑结构易于扩充、故障隔离较容易的优点,有效保证了现场环境参数信息传输的稳定性和可靠性,由此有效保证了大气环境监测的稳定性和可靠性。

Claims (4)

1.一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台,其特征在于:包括VR头盔和无人机;
所述VR头盔包括头盔本体、单片机、三轴陀螺仪、三轴加速度计、显示器、扬声器、第一无线通信模块;单片机、三轴陀螺仪、三轴加速度计、显示器、扬声器、第一无线通信模块均安装于头盔本体上;三轴陀螺仪的信号输出端、三轴加速度计的信号输出端均与单片机的信号输入端连接;显示器的信号输入端、扬声器的信号输入端均与单片机的信号输出端连接;第一无线通信模块与单片机双向有线连接;
所述无人机包括机身、飞控模块、摄像头、麦克风、传感器阵列、电子调速器、第二无线通信模块;飞控模块、摄像头、麦克风、传感器阵列、电子调速器、第二无线通信模块均安装于机身上;摄像头的信号输出端、麦克风的信号输出端、传感器阵列的信号输出端均与飞控模块的信号输入端连接;电子调速器的信号输入端与飞控模块的信号输出端连接;第二无线通信模块与飞控模块双向有线连接;第二无线通信模块与第一无线通信模块双向无线连接。
2.一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测方法,该方法是基于如权利要求1所述的一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台实现的,其特征在于:该方法是采用如下步骤实现的:
首先,将VR头盔佩戴于监测人员的头部;然后,监测人员的头部进行运动,由此带动VR头盔进行运动;当VR头盔运动时,三轴陀螺仪采集VR头盔的三轴角速度信息,并将三轴角速度信息发送至单片机;三轴加速度计采集VR头盔的三轴加速度信息,并将三轴加速度信息发送至单片机;单片机根据三轴角速度信息和三轴加速度信息生成控制指令,并依次通过第一无线通信模块、第二无线通信模块将控制指令发送至飞控模块;飞控模块根据控制指令控制电子调速器,由此控制无人机的飞行姿态;
当无人机飞行时,摄像头采集现场图像信息,并将现场图像信息发送至飞控模块;麦克风采集现场声音信息,并将现场声音信息发送至飞控模块;传感器阵列采集现场环境参数信息,并将现场环境参数信息发送至飞控模块;飞控模块依次通过第二无线通信模块、第一无线通信模块将现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息发送至单片机;单片机对现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息进行处理,然后一方面将现场图像信息、现场环境参数信息发送至显示器进行显示,另一方面将现场声音信息发送至扬声器进行播放;监测人员一方面通过显示器观察现场图像信息和现场环境参数信息,另一方面通过扬声器聆听现场声音信息,然后根据现场图像信息、现场声音信息、现场环境参数信息调整头部运动。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测平台,其特征在于:所述传感器阵列包括数据采集器、气压传感器、特殊气体传感器、风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器;其中,数据采集器的数目为三个;气压传感器的信号输出端、特殊气体传感器的信号输出端均与第一个数据采集器的信号输入端连接;风速传感器的信号输出端、风向传感器的信号输出端、第一个数据采集器的信号输出端均与第二个数据采集器的信号输入端连接;温度传感器的信号输出端、湿度传感器的信号输出端、第二个数据采集器的信号输出端均与第三个数据采集器的信号输入端连接;第三个数据采集器的信号输出端作为传感器阵列的信号输出端;三个数据采集器共同构成树型拓扑结构的主干;气压传感器、特殊气体传感器、风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器共同构成树型拓扑结构的分支。
4.根据权利要求2所述的一种基于VR头盔和无人机的大气环境监测方法,其特征在于:所述传感器阵列的工作过程如下:气压传感器采集现场气压信息,并将现场气压信息发送至第一个数据采集器;特殊气体传感器采集现场特殊气体信息,并将现场特殊气体信息发送至第一个数据采集器;第一个数据采集器依次通过第二个数据采集器、第三个数据采集器将现场气压信息、现场特殊气体信息发送至飞控模块;风速传感器采集现场风速信息,并将现场风速信息发送至第二个数据采集器;风向传感器采集现场风向信息,并将现场风向信息发送至第二个数据采集器;第二个数据采集器通过第三个数据采集器将现场风速信息、现场风向信息发送至飞控模块;温度传感器采集现场温度信息,并将现场温度信息发送至第三个数据采集器;湿度传感器采集现场湿度信息,并将现场湿度信息发送至第三个数据采集器;第三个数据采集器将现场温度信息、现场湿度信息发送至飞控模块。
CN201810307174.0A 2018-04-08 2018-04-08 一种基于vr头盔和无人机的大气环境监测平台及方法 Pending CN108490507A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810307174.0A CN108490507A (zh) 2018-04-08 2018-04-08 一种基于vr头盔和无人机的大气环境监测平台及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810307174.0A CN108490507A (zh) 2018-04-08 2018-04-08 一种基于vr头盔和无人机的大气环境监测平台及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108490507A true CN108490507A (zh) 2018-09-04

Family

ID=63315009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810307174.0A Pending CN108490507A (zh) 2018-04-08 2018-04-08 一种基于vr头盔和无人机的大气环境监测平台及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108490507A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111741254A (zh) * 2020-05-13 2020-10-02 苏州锦添科技产业发展有限公司 一种基于无人机信息终端的可视化数字孪生高端装备***
CN113176207A (zh) * 2021-04-29 2021-07-27 广东敏义环境科技有限公司 一种基于vr技术的生态环境监测***及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106342245B (zh) * 2006-03-09 2011-04-27 沈阳航天新光集团有限公司 小型长航时气象探测无人机设计方法
CN203981214U (zh) * 2014-08-02 2014-12-03 国网山西省电力公司大同供电公司 基于树型拓扑结构的输电线路视频及环境监测***
CN105469579A (zh) * 2015-12-31 2016-04-06 北京臻迪机器人有限公司 体感遥控器、体感遥控飞行***和方法
CN106125769A (zh) * 2016-07-22 2016-11-16 南阳理工学院 一种无线头部运动随动***设计方法
CN206540575U (zh) * 2017-03-07 2017-10-03 广州地理研究所 一种环境信息监测***
CN107256027A (zh) * 2017-06-29 2017-10-17 北京小米移动软件有限公司 用于无人机的头盔及其控制方法
CN207182103U (zh) * 2017-08-14 2018-04-03 上海交通大学 用于大气环境在线监测及大气受控采样的无人机***

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106342245B (zh) * 2006-03-09 2011-04-27 沈阳航天新光集团有限公司 小型长航时气象探测无人机设计方法
CN203981214U (zh) * 2014-08-02 2014-12-03 国网山西省电力公司大同供电公司 基于树型拓扑结构的输电线路视频及环境监测***
CN105469579A (zh) * 2015-12-31 2016-04-06 北京臻迪机器人有限公司 体感遥控器、体感遥控飞行***和方法
CN106125769A (zh) * 2016-07-22 2016-11-16 南阳理工学院 一种无线头部运动随动***设计方法
CN206540575U (zh) * 2017-03-07 2017-10-03 广州地理研究所 一种环境信息监测***
CN107256027A (zh) * 2017-06-29 2017-10-17 北京小米移动软件有限公司 用于无人机的头盔及其控制方法
CN207182103U (zh) * 2017-08-14 2018-04-03 上海交通大学 用于大气环境在线监测及大气受控采样的无人机***

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111741254A (zh) * 2020-05-13 2020-10-02 苏州锦添科技产业发展有限公司 一种基于无人机信息终端的可视化数字孪生高端装备***
CN111741254B (zh) * 2020-05-13 2022-03-25 苏州锦添科技产业发展有限公司 一种基于无人机信息终端的可视化数字孪生高端装备***
CN113176207A (zh) * 2021-04-29 2021-07-27 广东敏义环境科技有限公司 一种基于vr技术的生态环境监测***及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104049625B (zh) 基于无人飞行器的物联网灌溉设施调控平台及方法
CN108120476B (zh) 无人机实时安全预警装置
CN104908960A (zh) 一种可进行人机对话功能的空中指挥无人机
US11395464B2 (en) Autonomous drone bees
CN205304803U (zh) 多旋翼无人机语音***
CN107147710A (zh) 一种电网无人机巡检管理控制装置
CN108490507A (zh) 一种基于vr头盔和无人机的大气环境监测平台及方法
CN106904272B (zh) 一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制装置及方法
CN106792411A (zh) 无人机扩音***及扩音方法
CN105607640A (zh) 四旋翼飞行器的位姿控制器
CN205770189U (zh) 一种带显示屏的无人机
CN104443391B (zh) 可吸附多功能微型飞行装置
CN108910040A (zh) 移动设备飞行器
CN205594456U (zh) 一种可语音警报避障的四旋翼无人飞行器
CN203865010U (zh) 自动追踪视频识别智能航拍导航飞行器
CN207399403U (zh) 一种无人机监测平台
CN209056064U (zh) 一种基于混合型拓扑结构的无人机大气环境监测平台
CN106394889A (zh) 一种用于消防监控的双余度六旋翼无人机
CN211506261U (zh) 一种蜂群作战无人机集群
CN205469824U (zh) 基于stm32f4的环境探测四轴飞行器
CN207274978U (zh) 消防救援侦查无人机
WO2019061386A1 (zh) 一种无人机坠落防护装置
CN206610170U (zh) 一种基于速度矢量合成的航迹规划的飞行器
CN206294346U (zh) 无人机扩音***
CN208125704U (zh) 一种基于八旋翼无人机的气体测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210723

Address after: 030051, Xueyuan Road, Shanxi Province, Taiyuan Province, No. 3

Applicant after: NORTH University OF CHINA

Address before: 030051 No. 6, unit 1, building 5, yidingyuan, Xueyuan Road, Jiancaoping District, Taiyuan City, Shanxi Province

Applicant before: Gui Yunjia

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180904