本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程氣體監(jiān)控方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

常規(guī)的環(huán)境監(jiān)察手段主要有明查和暗查兩種方式，采取明查方式時，企業(yè)一般會提前準(zhǔn)備，將待監(jiān)測項(xiàng)目調(diào)整到比較好的狀態(tài)；采取暗查方式時，僅能發(fā)現(xiàn)廠區(qū)外圍排污情況，監(jiān)察不到廠區(qū)內(nèi)部的情況，因此，監(jiān)察效果會大打折扣，特別是難以固定污染問題的證據(jù)。

因此在實(shí)際環(huán)保執(zhí)法過程中，環(huán)保執(zhí)法工作人員的執(zhí)法會遇到很多問題，例如：地面存在諸多地形阻擋，難以進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測，排放氣體往高空擴(kuò)散，難以進(jìn)行有效監(jiān)測，另外，對于無組織污染排放源難以進(jìn)行有效取證。

目前氣體檢測儀器的種類繁多，但是，目前的氣體檢測儀存在傳度感器互不兼容、生產(chǎn)標(biāo)定復(fù)雜、核心器件更換限制等問題，而且還具有響應(yīng)速慢、效率低，不能直接現(xiàn)場獲得氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)，更不能進(jìn)行大范圍監(jiān)測氣體濃。進(jìn)一步地，對于有毒危險氣體泄漏等緊急情況時，人員不能進(jìn)入危險現(xiàn)場中心區(qū)域進(jìn)行檢測，不能遠(yuǎn)程監(jiān)測區(qū)域的氣體數(shù)據(jù)，從而難以獲取監(jiān)測區(qū)域的第一手氣體數(shù)據(jù)，不能全面掌握現(xiàn)場狀況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程氣體監(jiān)控方法，所述方法不受空間與地形條件制約，可以直接獲取監(jiān)測現(xiàn)場的實(shí)時氣體濃度數(shù)據(jù)，具有全方位監(jiān)測、根據(jù)獲取的實(shí)時數(shù)據(jù)估算出現(xiàn)場的氣體擴(kuò)散半徑和民眾疏散半徑，不間斷地更新現(xiàn)場實(shí)時的安全救援范圍，保證救援人員在安全的范圍內(nèi)開展救援行動，給現(xiàn)場救援工作提供安全有效的決策輔助。

本發(fā)明還提供了一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程氣體監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)不受空間與地形條件制約，可以直接獲取監(jiān)測現(xiàn)場的實(shí)時氣體濃度數(shù)據(jù)，具有全方位監(jiān)測、根據(jù)獲取的實(shí)時數(shù)據(jù)估算出現(xiàn)場的氣體擴(kuò)散半徑和民眾疏散半徑，不間斷地更新現(xiàn)場實(shí)時的安全救援范圍，保證救援人員在安全的范圍內(nèi)開展救援行動，給現(xiàn)場救援工作提供安全有效的決策輔助。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，包括如下步驟：

無人機(jī)實(shí)時獲取氣體濃度數(shù)據(jù)、風(fēng)速、溫度和/或濕度數(shù)據(jù)且實(shí)時獲取遙感影像信息，并將獲取結(jié)果傳送至服務(wù)端；

所述服務(wù)端根據(jù)接收到的信息實(shí)時制圖及計(jì)算氣體擴(kuò)散范圍和疏散半徑。

優(yōu)選地，所述步驟“所述服務(wù)端根據(jù)接收到的信息實(shí)時制圖及計(jì)算氣體擴(kuò)散范圍和疏散半徑”后還包括步驟：

所述服務(wù)端根據(jù)所述無人機(jī)傳送的遙感影像信息規(guī)劃監(jiān)測軌跡，并將規(guī)劃結(jié)果傳送至所述無人機(jī)。

優(yōu)選地，所述步驟“無人機(jī)實(shí)時獲取氣體濃度數(shù)據(jù)且實(shí)時獲取遙感影像信息，并將獲取結(jié)果傳送至服務(wù)端”具體包括如下步驟：

傳感器實(shí)時獲取氣體濃度數(shù)據(jù)；

風(fēng)速儀實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境的風(fēng)速；

氣溫計(jì)實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境溫度和/或濕度數(shù)據(jù)；

攝像裝置實(shí)時獲取遙感影像信息；

所述無人機(jī)將所述傳感器、所述風(fēng)速儀、所述氣溫計(jì)和所述攝像裝置的獲取結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過實(shí)時5G鏈路和遠(yuǎn)程4G信號雙通道傳輸?shù)姆绞綄⑺鰯?shù)字信號傳送至所述服務(wù)端。

優(yōu)選地，所述步驟“所述服務(wù)端根據(jù)接收到的信息實(shí)時制圖及計(jì)算氣體擴(kuò)散范圍和疏散半徑”具體包括如下步驟：

所述服務(wù)端根據(jù)接收到的所述遙感影像信息進(jìn)行影像解析；

將解析結(jié)果以視頻的方式呈現(xiàn)給用戶；

優(yōu)選地，所述步驟“所述服務(wù)端根據(jù)接收到的信息實(shí)時制圖及計(jì)算氣體擴(kuò)散范圍和疏散半徑”具體包括如下步驟：

所述服務(wù)端解析所述濃度數(shù)據(jù)信息、風(fēng)速信息、環(huán)境溫度信息和/或濕度數(shù)據(jù)信息；

所述服務(wù)端根據(jù)解析結(jié)果，采用三維的快速預(yù)測模擬技術(shù)模擬出氣體擴(kuò)散圖并根據(jù)所述氣體擴(kuò)散圖估算出疏散半徑。

本發(fā)明的一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，通過所述無人機(jī)實(shí)時獲取遙感影像信息、氣體濃度數(shù)據(jù)、風(fēng)速、溫度和/或濕度數(shù)據(jù)，將獲取結(jié)果傳送至所述服務(wù)端，所述服務(wù)端解析接收到的數(shù)據(jù)、并根據(jù)解析結(jié)果處理圖像信息再將處理結(jié)果以視頻的方式顯示供用戶查看，同時，所述服務(wù)端還根據(jù)解析結(jié)果、根據(jù)氣體濃度、風(fēng)速、溫度和濕度信息，估算出氣體擴(kuò)散半徑從而預(yù)算出疏散半徑，進(jìn)而使得本發(fā)明具有不受空間與地形條件制約，直接獲取監(jiān)測現(xiàn)場的實(shí)時氣體濃度數(shù)據(jù)，具有全方位監(jiān)測的特點(diǎn)，另外，本發(fā)明可不間斷地更新現(xiàn)場實(shí)時的安全救援范圍，保證救援人員在安全的范圍內(nèi)開展救援行動，給現(xiàn)場救援工作提供安全有效的決策輔助。

本發(fā)明還提供了一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括無人機(jī)，及與所述無人機(jī)通信的服務(wù)端，所述無人機(jī)用于實(shí)時獲取氣體濃度數(shù)據(jù)、風(fēng)速、溫度和/或濕度數(shù)據(jù)且實(shí)時獲取遙感影像信息，并將獲取結(jié)果傳送至所述服務(wù)端；

所述服務(wù)端用于根據(jù)接收到的信息實(shí)時制圖及計(jì)算氣體擴(kuò)散范圍和疏散半徑。

優(yōu)選地，所述服務(wù)器上包括：

軌跡規(guī)劃模塊，用于根據(jù)所述無人機(jī)傳送的遙感影像信息規(guī)劃監(jiān)測軌跡，并將規(guī)劃結(jié)果傳送至所述無人機(jī)。

優(yōu)選地，所述無人機(jī)包括：

傳感器模塊，用于實(shí)時獲取氣體濃度數(shù)據(jù)；

風(fēng)速儀模塊，用于實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境的風(fēng)速；

氣溫計(jì)模塊，用于實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境溫度和/或濕度數(shù)據(jù)；

攝像模塊，用于實(shí)時獲取遙感影像信息；

處理模塊，用于將所述傳感器模塊、所述風(fēng)速儀模塊、所述氣溫計(jì)模塊和所述攝像模塊獲取的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；及

第一傳輸模塊，用于通過實(shí)時5G鏈路和遠(yuǎn)程4G信號雙通道傳輸?shù)姆绞?、將所述?shù)字信號傳輸至所述服務(wù)端。

優(yōu)選地，所述服務(wù)器還包括：

第二傳輸模塊，用于接收所述無人機(jī)傳送的信息并傳輸信息至所述無人機(jī)；

第一解析制圖模塊，用于解析所述第二傳輸模塊傳送的遙感影像信息；

第一處理顯示模塊，用于以視頻顯示的方式實(shí)時顯示所述遙感影像信息；及

軌跡規(guī)劃模塊，用于根據(jù)所述第一解析繪圖模塊傳送的信息實(shí)時規(guī)劃監(jiān)測軌跡、并將規(guī)劃結(jié)果經(jīng)所述第二傳輸模塊傳送至所述無人機(jī)。

優(yōu)選地，所述服務(wù)器還包括：

第二解析制圖模塊，用于解析所述濃度數(shù)據(jù)信息、風(fēng)速信息、環(huán)境溫度信息和/或濕度數(shù)據(jù)信息；及

第二處理顯示模塊，用于根據(jù)解析結(jié)果、采用三維的快速預(yù)測模擬技術(shù)模擬出氣體擴(kuò)散圖并根據(jù)所述氣體擴(kuò)散圖估算出疏散半徑并顯示。

本發(fā)明的一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通過所述無人機(jī)實(shí)時獲取遙感影像信息、氣體濃度數(shù)據(jù)、風(fēng)速、溫度和/或濕度數(shù)據(jù)，將獲取結(jié)果傳送至所述服務(wù)端，所述服務(wù)端解析接收到的數(shù)據(jù)、并根據(jù)解析結(jié)果處理圖像信息再將處理結(jié)果以視頻的方式顯示供用戶查看，同時，所述服務(wù)端還根據(jù)解析結(jié)果、根據(jù)氣體濃度、風(fēng)速、溫度和濕度信息，估算出氣體擴(kuò)散半徑從而預(yù)算出疏散半徑，進(jìn)而使得本發(fā)明具有不受空間與地形條件制約，直接獲取監(jiān)測現(xiàn)場的實(shí)時氣體濃度數(shù)據(jù)，具有全方位監(jiān)測的特點(diǎn)，另外，本發(fā)明可不間斷地更新現(xiàn)場實(shí)時的安全救援范圍，保證救援人員在安全的范圍內(nèi)開展救援行動，給現(xiàn)場救援工作提供安全有效的決策輔助。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的模塊示意圖。

圖3是圖2的模塊框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，具體闡明本發(fā)明的實(shí)施方式，附圖僅供參考和說明使用，不構(gòu)成對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例1：

請參考圖1，本發(fā)明一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，包括如下步驟：

S01，傳感器實(shí)時獲取氣體濃度數(shù)據(jù)。具體地，設(shè)置在所述無人機(jī)上的傳感器實(shí)時獲取被監(jiān)測環(huán)境的氣體濃度數(shù)據(jù)，所述氣體包括：VOCs、SO2、CO2、氮氧化物等，所述傳感器包括PID光離子和電化學(xué)傳感器。

S02，風(fēng)速儀實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境的風(fēng)速。具體地，所述無人機(jī)上的風(fēng)速儀實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境的實(shí)時風(fēng)速。

S03，氣溫計(jì)實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境溫度和/或濕度數(shù)據(jù)。具體地，所述無人機(jī)上的所述氣溫儀實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境的穩(wěn)定數(shù)據(jù)和/或濕度數(shù)據(jù)。

S04，攝像裝置實(shí)時獲取遙感影像信息。具體地，所述無人機(jī)上的所述攝像裝置實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境的遙感影像信息。

S05，無人機(jī)實(shí)時將獲取的氣體濃度數(shù)據(jù)、風(fēng)速、環(huán)境溫度和/或濕度數(shù)據(jù)及影像信息傳送至服務(wù)端。具體地，所述無人機(jī)將所述傳感器、所述風(fēng)速儀、所述氣溫計(jì)和所述攝像裝置的獲取結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過實(shí)時5G鏈路和遠(yuǎn)程4G信號雙通道傳輸?shù)姆绞綄⑺鰯?shù)字信號傳送至所述服務(wù)端。需要說明的是，所述影像信息的傳輸是基于TDD-OFDM基帶調(diào)制，結(jié)合高清H.264編碼，先將獲取的影像信息以最大的數(shù)據(jù)壓縮率、加密后傳輸至所述服務(wù)端。本發(fā)明通過設(shè)置遙感增程模塊，增強(qiáng)了遙感信號的功率，在增加無人機(jī)通信距離時，最大限度減小對周邊環(huán)境對無人機(jī)控制和信號的干擾。

S06，服務(wù)端根據(jù)接收到的遙感影像信息進(jìn)行影像解析。具體地，所述服務(wù)端解析接收到的數(shù)字信號，將遙感影像信息解析出來。

S07，將解析結(jié)果以視頻的方式呈現(xiàn)給用戶。具體地，所述服務(wù)端根據(jù)遙感影像信息的解析結(jié)果，將該影像信息以視頻的方式呈現(xiàn)給用戶顯示。需要說明的是，所述視頻存儲于所述服務(wù)端，用戶可根據(jù)需要調(diào)取所述視頻數(shù)據(jù)。

S08，服務(wù)端解析所述濃度數(shù)據(jù)信息、風(fēng)速信息、環(huán)境溫度信息和/或濕度數(shù)據(jù)信息。具體地，所述服務(wù)端根據(jù)接收到的數(shù)字信號解析出濃度數(shù)據(jù)信息、風(fēng)速信息、環(huán)境溫度信息和/或濕度數(shù)據(jù)信息。

S09，根據(jù)解析結(jié)果估算出氣體擴(kuò)散范圍及疏散半徑。具體地，所述服務(wù)端根據(jù)解析結(jié)果，采用三維的快速預(yù)測模擬技術(shù)模擬出氣體擴(kuò)散圖并根據(jù)所述氣體擴(kuò)散圖估算出疏散半徑。需要說明的是，所述服務(wù)端根據(jù)解析結(jié)果繪制出監(jiān)測區(qū)域內(nèi)氣體濃度濃度圖和氣體三維分布圖。

S10，服務(wù)端實(shí)時規(guī)劃監(jiān)測軌跡，并將規(guī)劃結(jié)果傳送至無人機(jī)。具體地，所述服務(wù)端根據(jù)所述無人機(jī)傳送的遙感影像信息規(guī)劃監(jiān)測軌跡，并將規(guī)劃結(jié)果傳送至所述無人機(jī)。需要說明的是，所述無人機(jī)根據(jù)所述服務(wù)端實(shí)時傳送的監(jiān)測軌跡監(jiān)測，當(dāng)所述無人機(jī)沒有接受到所述服務(wù)端的實(shí)時監(jiān)測軌跡時，按照預(yù)設(shè)的軌跡執(zhí)行監(jiān)測。

從以上描述可以看出，本發(fā)明的一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，通過所述無人機(jī)實(shí)時獲取遙感影像信息、氣體濃度數(shù)據(jù)、風(fēng)速、溫度和/或濕度數(shù)據(jù)，將獲取結(jié)果傳送至所述服務(wù)端，所述服務(wù)端解析接收到的數(shù)據(jù)、并根據(jù)解析結(jié)果處理圖像信息再將處理結(jié)果以視頻的方式顯示供用戶查看，同時，所述服務(wù)端還根據(jù)解析結(jié)果、根據(jù)氣體濃度、風(fēng)速、溫度和濕度信息，估算出氣體擴(kuò)散半徑從而預(yù)算出疏散半徑，進(jìn)而使得本發(fā)明具有不受空間與地形條件制約，直接獲取監(jiān)測現(xiàn)場的實(shí)時氣體濃度數(shù)據(jù)，具有全方位監(jiān)測的特點(diǎn)，另外，本發(fā)明可不間斷地更新現(xiàn)場實(shí)時的安全救援范圍，保證救援人員在安全的范圍內(nèi)開展救援行動，給現(xiàn)場救援工作提供安全有效的決策輔助。

實(shí)施例2：

情參考圖2及圖3，本發(fā)明的一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括無人機(jī)1及與所述無人機(jī)1連接的服務(wù)端2，其中，所述無人機(jī)1用于實(shí)時獲取氣體濃度數(shù)據(jù)、風(fēng)速、溫度和/或濕度數(shù)據(jù)且實(shí)時獲取遙感影像信息，并將獲取結(jié)果傳送至所述服務(wù)端2，所述服務(wù)端用2于根據(jù)接收到的信息實(shí)時制圖及計(jì)算氣體擴(kuò)散范圍和疏散半徑。

具體地，所述無人機(jī)1包括：傳感器模塊11、風(fēng)速儀模塊12、氣溫計(jì)模塊13、攝像模塊14、處理模塊15及第一傳輸模塊16，其中，所述傳感器模塊11用于實(shí)時獲取氣體濃度數(shù)據(jù)，實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境的VOCs、SO2、CO2、氮氧化物等數(shù)據(jù)信息，并將獲取結(jié)果傳送至所述處理模塊15，所述風(fēng)速儀模塊12用于實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境的風(fēng)速并將獲取結(jié)果傳送至所述處理模塊15，所述氣溫計(jì)模塊13用于實(shí)時獲取監(jiān)測環(huán)境溫度和/或濕度數(shù)據(jù)并將獲取結(jié)果傳送至所述處理模塊15，所述攝像模塊14實(shí)時獲取遙感影像信息并將獲取結(jié)果傳輸至所述處理模塊15，所述處理模塊15將接收到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并將所述數(shù)據(jù)信號經(jīng)所述第一傳輸模塊15通過實(shí)時5G鏈路和遠(yuǎn)程4G信號雙通道傳輸?shù)姆绞絺鬏斨了龇?wù)端2。需要說明的是，攝像模塊14獲取到的所述影像信息的傳輸是基于TDD-OFDM基帶調(diào)制，結(jié)合高清H.264編碼，先通過所述處理模塊15將獲取的影像信息以最大的數(shù)據(jù)壓縮率、加密后傳輸至所述服務(wù)端2。另外，本發(fā)明通過設(shè)置遙感增程模塊，增強(qiáng)了遙感信號的功率，在增加無人機(jī)通信距離時，最大限度減小對周邊環(huán)境對無人機(jī)控制和信號的干擾。

所述服務(wù)端2包括：第二傳輸模塊21、第一解析制圖模塊22、第一處理顯示模塊23、第二解析制圖模塊24、第二處理顯示模塊25和軌跡規(guī)劃模塊26，其中所述第二傳輸模塊21用于接收所述無人機(jī)1送的信息并傳輸信息至所述無人機(jī)1，所述第一解析制圖模塊22用于解析所述第二傳輸模塊21傳送的遙感影像信息，所述第一處理顯示模塊23用于以視頻顯示的方式實(shí)時顯示所述遙感影像信息，所述第二解析制圖模塊24用于解析經(jīng)所述第二傳輸模塊21傳輸?shù)乃鰸舛葦?shù)據(jù)信息、風(fēng)速信息、環(huán)境溫度信息和/或濕度數(shù)據(jù)信息，所述第二處理顯示模塊25用于根據(jù)所述第二解析繪圖模塊24的解析結(jié)果、采用三維的快速預(yù)測模擬技術(shù)模擬出氣體擴(kuò)散圖并根據(jù)所述氣體擴(kuò)散圖估算出疏散半徑并顯示，所述軌跡規(guī)劃模塊26用于根據(jù)所述第一解析繪圖模塊22傳送的信息實(shí)時規(guī)劃監(jiān)測軌跡、并將規(guī)劃結(jié)果經(jīng)所述第二傳輸模塊21傳送至所述無人機(jī)1。需要說明的是，用戶可根據(jù)需要實(shí)時調(diào)取所述第一處理顯示模塊23內(nèi)的視頻信息，所述無人機(jī)1根據(jù)所述軌跡規(guī)劃模塊26規(guī)劃的監(jiān)測路線進(jìn)行監(jiān)測，也可根據(jù)預(yù)設(shè)的檢測路線進(jìn)行監(jiān)測。進(jìn)一步地，所述服務(wù)端2根據(jù)解析結(jié)果繪制出監(jiān)測區(qū)域內(nèi)氣體濃度濃度圖和氣體三維分布圖。

從以上描述可以看出，本發(fā)明一種環(huán)保無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通過所述無人機(jī)1實(shí)時獲取遙感影像信息、氣體濃度數(shù)據(jù)、風(fēng)速、溫度和/或濕度數(shù)據(jù)，將獲取結(jié)果傳送至所述服務(wù)端2，所述服務(wù)端2解析接收到的數(shù)據(jù)、并根據(jù)解析結(jié)果處理圖像信息再將處理結(jié)果以視頻的方式顯示供用戶查看，同時，所述服務(wù)端2還根據(jù)解析結(jié)果、根據(jù)氣體濃度、風(fēng)速、溫度和濕度信息，估算出氣體擴(kuò)散半徑從而預(yù)算出疏散半徑，進(jìn)而使得本發(fā)明具有不受空間與地形條件制約，直接獲取監(jiān)測現(xiàn)場的實(shí)時氣體濃度數(shù)據(jù)，具有全方位監(jiān)測的特點(diǎn)，另外，本發(fā)明可不間斷地更新現(xiàn)場實(shí)時的安全救援范圍，保證救援人員在安全的范圍內(nèi)開展救援行動，給現(xiàn)場救援工作提供安全有效的決策輔助。

以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能以此來限定本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。