CN108945440A - 一种自动巡视无人机 - Google Patents

一种自动巡视无人机 Download PDF

Info

Publication number
CN108945440A
CN108945440A CN201810812143.0A CN201810812143A CN108945440A CN 108945440 A CN108945440 A CN 108945440A CN 201810812143 A CN201810812143 A CN 201810812143A CN 108945440 A CN108945440 A CN 108945440A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unmanned plane
crop straw
sensor
straw burning
automatic
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
CN201810812143.0A
Other languages
English (en)
Inventor
许寿彭
彭浩
许智辉
赵鑫
陈海峰
崔睿
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.)
Henan Mechanical and Electrical Vocational College
Original Assignee
Henan Mechanical and Electrical Vocational College
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 Henan Mechanical and Electrical Vocational College filed Critical Henan Mechanical and Electrical Vocational College
Priority to CN201810812143.0A priority Critical patent/CN108945440A/zh
Publication of CN108945440A publication Critical patent/CN108945440A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/026—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use for use as personal propulsion unit
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本发明提供了一种自动巡视无人机、特别是用于巡视和发现农作物秸秆焚烧的自动巡视无人机，其包括与嵌入式中控板相连的监测***和自动巡航***，其中，监测***包括摄像头、无线通信模块、pm2.5传感器、火焰传感器，由嵌入式中控板根据pm2.5传感器、火焰传感器检测到的数据判断是否有秸秆焚烧情况发生，如果有秸秆焚烧情况发生，则由摄像头拍摄现场图像并通过定位模块获得秸秆焚烧现场的实时位置，同时，嵌入式中控板通过无线通信模块将秸秆焚烧报警信息、秸秆焚烧现场的实时位置及对应的图像发送到远端的调度指挥中心。

Description

一种自动巡视无人机
技术领域
本发明涉及一种自动巡视无人机，特别是用于巡视和发现农作物秸秆焚烧的自动巡视无人机。
背景技术
秸秆焚烧是指将农作物秸秆用火烧从而销毁的一种行为。秸秆焚烧造成雾霾天气，并产生大量有毒有害物质，对人与其它生物体健康形成威胁。秸秆焚烧产生的主要危害：一是引发交通事故，影响道路交通和航空安全，如焚烧秸秆形成的烟雾，造成空气能见度下降，可见范围降低，直接影响民航、铁路、高速公路的正常运营，容易引发交通事故，影响人身安全；二是引发火灾，如秸秆焚烧，极易引燃周围的易燃物，导致火灾，一旦引发麦田大火，往往很难控制，造成经济损失。尤其是在山林附近，后果更是不堪设想；三是破坏土壤结构，造成农田质量下降，如秸秆焚烧也入地三分，地表中的微生物被烧死，腐殖质、有机质被矿化，田间焚烧秸秆破坏了这套生物***的平衡，改变了土壤的物理性状，加重了土壤板结，破坏了地力，加剧了干旱，农作物的生长因而受到影响；四是产生大量有毒有害物质，威胁人与其它生物体的健康。
因此，如果我们能够利用可以自主巡航的无人机24小时不间断地自动巡视，及时发现秸秆焚烧情况，就能够及时发现并制止。这样可以避免对环境的污染并节省很大一部分人力、物力。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够自动巡视的无人机，这种自动巡视无人机能够及时发现并上报秸秆焚烧情况。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种自动巡视无人机，所述自动巡视无人机包括嵌入式中控板和与所述嵌入式中控板相连接的监测***，其中，所述监测***包括摄像头、无线通信模块、pm2.5传感器、火焰传感器；其中，所述嵌入式中控板被配置成根据pm2.5传感器、火焰传感器检测到的数据判断是否有秸秆焚烧情况发生，使得如果有秸秆焚烧情况发生，则由摄像头拍摄现场图像并通过定位模块获得秸秆焚烧现场的实时位置，同时，嵌入式中控板通过无线通信模块将秸秆焚烧报警信息、秸秆焚烧现场的实时位置及对应的图像发送到远端的调度指挥中心。
另外，所述自动巡视无人机还包括与所述嵌入式中控板相连接的自动巡航***，所述自动巡航***包括定位模块、气压计、磁力计、惯性测量单元以及驱动电机，所述嵌入式中控板读取定位模块、气压计、磁力计以及惯性测量单元的数据，然后通过计算分析获得无人机的机身位置和姿态等信息，根据机身位置和姿态信息，嵌入式中控板控制驱动电机自动进行位置和姿态的调整。
优选地，定位模块可以是GPS定位模块或北斗定位模块，或者可以是两者的结合。
优选地，所述无线通信模块为4G通信模块，或者也可以是基于物联网的通信模块，调度指挥中心与无人机之间以及无人机与无人机之间通过4G或物联网通信。优选采用物联网进行通信。
通过本发明的技术方案，使得对秸秆焚烧情况的监测变得更容易，能够节省大量人力、物力，监测的准确性也会提高，另外通过采用物联网进行通信使得信息传输更及时、延迟更小，并且通信网络的稳定性更高。
附图说明
图1以框图的形式示出了本发明***的构成，其中，1是定位模块，2是气压计，3是磁力计，4是惯性测量单元，5是嵌入式中控板，6是pm2.5传感器，7是火焰传感器，8是摄像头，9是无线通信模块，10是驱动电机，11是锂电池。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种自动巡视无人机，其包括定位模块1，其用于获得无人机的当前位置；气压计2，其用于获得无人机的飞行高度；磁力计3，其用于定位无人机的方位；惯性测量单元4，其用于测量无人机三轴姿态角(或角速率)以及加速度；嵌入式中控板5，其是无人机的嵌入式控制装置，能够获取并计算分析各路数据信息以控制无人机做出适当的反应；pm2.5传感器6，其用于测量无人机周围空气中的粉尘浓度；火焰传感器7，其用于检测火源的存在；摄像头8，其用于拍摄图像信息；无线通信模块9，其用于无人机与调度指挥中心以及无人机与无人机之间的通信；驱动电机10，其用于经由嵌入式中控板5控制无人机的飞行；锂电池11，其为无人机飞行提供电力支持。
根据本发明的一个实施例，嵌入式中控板5根据pm2.5传感器6、火焰传感器7检测到的数据判断是否有秸秆焚烧情况发生，如果有秸秆焚烧情况发生，则由摄像头8拍摄现场图像并通过定位模块1获得秸秆焚烧现场的实时位置，同时，嵌入式中控板5通过无线通信模块9将秸秆焚烧报警信息、秸秆焚烧现场的实时位置以及对应的图像发送到远端的调度指挥中心。
根据本发明的一个实施例，定位模块1是GPS模块，或者定位模块1是北斗定位模块，或者定位模块1是GPS模块和北斗定位模块的结合。
根据本发明的一个实施例，嵌入式中控板5读取定位模块1、气压计2、磁力计3以及惯性测量单元4所检测的数据信息，通过计算分析获得无人机当前的机身位置和姿态等信息，根据这些信息，无人机可以控制驱动电机10自动进行位置和姿态的调整。
当然，无人机的位置和姿态也可以由调度指挥中心或者遥控器进行调整。所述嵌入式中控板5由锂电池11供电。
摄像头8用于焚烧现场的图像拍摄。无人机按照预定的路线自主巡航，如果发现有秸秆焚烧情况，则启动报警程序并将实时位置及图像发送到调度指挥中心；如果检测到电量低，则自动返航充电，***自动调度下一班值班无人机继续未完成的巡航；如果巡逻无人机遇到故障，则传回故障信息及位置信息，***启动应急预案。
根据本发明的一个实施例，无线通信模块9为4G通信模块，调度指挥中心与无人机之间以及无人机与无人机之间通过4G进行通信。
根据本发明的另一个实施例，无线通信模块9为基于物联网的通信模块，调度指挥中心与无人机之间以及无人机与无人机之间通过物联网进行通信。
pm2.5传感器6、火焰传感器7用于进行秸秆焚烧检测，并且优选将pm2.5传感器6、火焰传感器7固定在机身底侧。
根据本发明的一个实施例，当pm2.5传感器6、火焰传感器7检测到有火情时，无人机会暂时改变预定的巡航路线，经由驱动电机调整机身位置和姿态在靠近火情发生的位置航行，并在适当的位置拍摄火情中心位置的图像。
根据本发明的一个优选的实施例，所述监测***可以包括空气质量传感器。
根据本发明的一个示例性实施例，摄像头还可以拍摄烟雾的照片，然后基于图像分析，确定烟雾的边界，从而可以获得烟雾的区域范围。优选地，通过区域范围，确定烟雾的大小。
根据本发明的一个示例性实施例，还设有测量风速和风向的风传感器，基于该风传感器，可以判断烟雾在当前风的作用下如何移动的，这可基于流体模型进行。从而，可以从当前的烟雾位置反推出秸秆焚烧的准确位置，这进一步提高了位置确定的准确性。这对于具体判断是哪家焚烧秸秆是非常有利的。
根据本发明的一个示例性实施例，还设有灰烬检测传感器，用于检测秸秆焚烧之后的灰烬。例如，灰烬检测传感器可以是光学传感器，例如摄像头。这可以再结合火焰传感器进行更准确的判断。通过灰烬传感器可以判断地面上的燃烧区域，从而可以更好地定位和确定燃烧的面积。
尽管一些实施例已经被说明，但是这些实施例仅仅是以示例的方式予以呈现，而没有旨在限定本发明的范围。所附的权利要求和它们的等价形式旨在覆盖落在本发明范围和精神内的所有改型、替代和改变。

Claims (10)

1.一种自动巡视无人机，其特征在于，其包括与嵌入式中控板相连的监测***和自动巡航***，其中，监测***包括摄像头、无线通信模块、pm2.5传感器、火焰传感器，由嵌入式中控板根据pm2.5传感器、火焰传感器检测到的数据判断是否有秸秆焚烧情况发生，如果有秸秆焚烧情况发生，则由摄像头拍摄现场图像并通过定位模块获得秸秆焚烧现场的实时位置，同时，嵌入式中控板通过无线通信模块将秸秆焚烧报警信息、秸秆焚烧现场的实时位置及对应的图像发送到远端的调度指挥中心。
2.根据权利要求1所述的自动巡视无人机，其特征在于，所述自动巡航***包括定位模块、气压计、磁力计、惯性测量单元以及驱动电机，所述嵌入式中控板读取定位模块、气压计、磁力计以及惯性测量单元的数据，通过计算分析获得机身位置和姿态等信息，根据位置和姿态信息，嵌入式中控板控制驱动电机自动进行位置和姿态的调整。
3.根据权利要求1所述的自动巡视无人机，其特征在于，所述无线通信模块为4G通信模块，调度指挥中心与无人机之间以及无人机与无人机之间通过4G通信。
4.根据权利要求1所述的自动巡视无人机，其特征在于，所述无线通信模块为基于物联网的通信模块，调度指挥中心与无人机之间以及无人机与无人机之间通过物联网通信。
5.根据权利要求1所述的自动巡视无人机，其特征在于，pm2.5传感器、火焰传感器固定在机身底侧。
6.根据权利要求1所述的自动巡视无人机，其特征在于，所述定位模块是GPS模块。
7.根据权利要求1所述的自动巡视无人机，其特征在于，所述定位模块是北斗定位模块。
8.根据权利要求1所述的自动巡视无人机，其特征在于，所述定位模块是GPS模块和北斗定位模块的结合。
9.根据权利要求1所述的自动巡视无人机，其特征在于，所述摄像头还拍摄烟雾的照片，然后基于图像分析，确定烟雾的边界，从而可以获得烟雾的区域范围。
10.根据权利要求1所述的自动巡视无人机，其特征在于，还设有测量风速和风向的风传感器，基于该风传感器，可以判断烟雾在当前风的作用下如何移动的，从而，从当前的烟雾位置反推出秸秆焚烧的准确位置；和/或
还设有灰烬检测传感器，用于检测秸秆焚烧之后的灰烬，并通过灰烬传感器判断地面上的燃烧区域和准确位置。
CN201810812143.0A 2018-07-23 2018-07-23 一种自动巡视无人机 Pending CN108945440A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810812143.0A CN108945440A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种自动巡视无人机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810812143.0A CN108945440A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种自动巡视无人机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108945440A true CN108945440A (zh) 2018-12-07

Family

ID=64463454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810812143.0A Pending CN108945440A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种自动巡视无人机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108945440A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110834728A (zh) * 2019-09-23 2020-02-25 国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司 一种智能型输电线路山火预警无人飞行器及其控制***
CN113593165A (zh) * 2021-07-28 2021-11-02 眉山环天智慧科技有限公司 一种秸秆禁烧自动预警***

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203838857U (zh) * 2014-03-20 2014-09-17 陕西理工学院 秸秆焚烧点监控装置
CN203865002U (zh) * 2014-06-09 2014-10-08 江苏工程职业技术学院 一种秸秆焚烧监控装置
CN205071218U (zh) * 2015-11-03 2016-03-02 江苏雪龙信息科技有限公司 用于秸秆焚烧的无人机监控***
CN105869340A (zh) * 2016-03-28 2016-08-17 北方民族大学 一种基于无人机的异常火点监测***及监测方法
CN205899734U (zh) * 2016-04-27 2017-01-18 南京森林警察学院 集成化森林火情智能采集***
CN206210037U (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 李婷 无线森林火灾监管***
CN206301209U (zh) * 2016-02-29 2017-07-04 北方民族大学 一种基于无人机的秸秆焚烧监测装置
CN207164940U (zh) * 2017-08-22 2018-03-30 山西恒赫贸易有限责任公司 一种消防探测无人机
CN207301368U (zh) * 2017-09-05 2018-05-01 郑州中核岩土工程有限公司 一种基于无人机的秸秆焚烧监测定位***
CN107977018A (zh) * 2017-12-12 2018-05-01 吉林大学 基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203838857U (zh) * 2014-03-20 2014-09-17 陕西理工学院 秸秆焚烧点监控装置
CN203865002U (zh) * 2014-06-09 2014-10-08 江苏工程职业技术学院 一种秸秆焚烧监控装置
CN205071218U (zh) * 2015-11-03 2016-03-02 江苏雪龙信息科技有限公司 用于秸秆焚烧的无人机监控***
CN206301209U (zh) * 2016-02-29 2017-07-04 北方民族大学 一种基于无人机的秸秆焚烧监测装置
CN105869340A (zh) * 2016-03-28 2016-08-17 北方民族大学 一种基于无人机的异常火点监测***及监测方法
CN205899734U (zh) * 2016-04-27 2017-01-18 南京森林警察学院 集成化森林火情智能采集***
CN206210037U (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 李婷 无线森林火灾监管***
CN207164940U (zh) * 2017-08-22 2018-03-30 山西恒赫贸易有限责任公司 一种消防探测无人机
CN207301368U (zh) * 2017-09-05 2018-05-01 郑州中核岩土工程有限公司 一种基于无人机的秸秆焚烧监测定位***
CN107977018A (zh) * 2017-12-12 2018-05-01 吉林大学 基于双目立体视觉和无人机的秸秆焚烧监测方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110834728A (zh) * 2019-09-23 2020-02-25 国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司 一种智能型输电线路山火预警无人飞行器及其控制***
CN113593165A (zh) * 2021-07-28 2021-11-02 眉山环天智慧科技有限公司 一种秸秆禁烧自动预警***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105869340B (zh) 一种基于无人机的异常火点监测***及监测方法
US11749074B2 (en) Rescue support in large-scale emergency situations
CN205581549U (zh) 一种机器人
CN108819841A (zh) 汽车智能警示三角架和交通事故救援***
CN205680226U (zh) 森林火灾检测装置及***
CN203838857U (zh) 秸秆焚烧点监控装置
KR20180000325A (ko) 드론 기반 수질 모니터링 시스템 및 방법
CN108945440A (zh) 一种自动巡视无人机
CN103744429A (zh) 一种小型无人直升机飞行控制***
CN205525015U (zh) 一种多功能消防救援无人机
CN207415378U (zh) 一种空-地协同多功能智能机器人
CN104881575A (zh) 一种用于污染场地信息采集与评估的自动化***及采集与评估的方法
CN109035665A (zh) 一种新型森林火灾预警***及火灾预警方法
CN106628142A (zh) 一种用于大气采样检测及易燃易爆气体预警监测的无人机
CN106932235A (zh) 一种基于无人机的空气污染采集检测装置及其检测方法
KR20180127568A (ko) 지형정보를 반영한 3차원 비행경로 생성방법 및 시스템
CN111298329A (zh) 一种无人机平台的森林防火灭火***
CN207403932U (zh) 一种无人机精准投弹灭火***
CN106989728A (zh) 一种基于无人机的建筑地面测绘***
CN105973774A (zh) 基于无人机平台的空气质量检测***
US20070119328A1 (en) Cartridge ejection and data acquisition system
KR102225260B1 (ko) 약품 살포용 드론 제어 시스템
CN204832151U (zh) 一种火炬燃烧污染物排放检测***
CN206301209U (zh) 一种基于无人机的秸秆焚烧监测装置
CN210221816U (zh) 一种用于垃圾填埋气体检测的无人机

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181207

RJ01 Rejection of invention patent application after publication