本实用新型专利技术涉及一种基于无人机搭载技术的采空区隐蔽性灾害探测装置，包括一台无人机、飞行遥控器和终端接收器，飞行遥控器通过无线通信传输控制无人机，终端接收器安装在终端电脑上，无人机上搭载红外温度采集系统、气体采集分析系统、可见光相机、红外热像仪、高清数字图像传输和GPS定位装置。本实用新型专利技术的优点体现在：红外热像仪拍摄精度高，装备GPS经纬仪，位置定位准确，联合气体分析仪，共同获得地表漏风通道附近“温度-气体”指标。研发成本低，对于煤矿隐蔽性灾害防治措施定制具有主要的应用意义。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及遥感测控技术、隐蔽性灾害探测技术、空气质量检测领域，具体涉及一种基于无人机搭载技术的采空区隐蔽性灾害探测装置。
技术介绍
煤矿地下隐蔽性灾害预报与防治是制约煤炭安全高效开采的世界性难题。乌鲁木齐矿区是我国急倾斜(45-87° )特厚难采煤层富集区和集约开发区，深部综放开采始终处于“三顶(顶采空区、顶火与瓦斯、顶水)”开采条件下，存在瓦斯、火灾和硫化氢以及冲击地压等多源致灾因素探查预报和防治等系列难题，开采难度极大。水平分段综放多阶段开采扰动影响作用下，覆层采空区破碎煤岩动态演化，极易诱发煤岩体失稳，衍生气体灾害和涌水灾害，并形成多源灾害链。解决急倾斜特厚煤层多源隐蔽性灾害及灾害链发生机制与综合防控关键技术，对实现急倾斜特厚煤层开采的本质安全高效具有科学性、必要性和现实性。已有的采空区隐蔽性灾害探测技术主要集中在研发适用于井下实时在线监测，以采集与分析工作面气体浓度指标为目的(如束管监测系统)，实现灾害气体指标预警。白光星等(2015)研发了煤矿自燃火灾光纤测温束管监测系统及方法(ZL.201510232579.9)，该系统采用分布式光纤测温系统并利用拉曼散射效应，得到光纤不同位置温度变化曲线，依据对数据进行相关性统计分析结果，进一步确定发火趋势和火源点的位置。这种方法的最大特点为气体浓度分析精度高，能够实现在线监测和预警，但同时缺点也相对突出，难以准确定位地表采空区隐蔽性灾害源具体位置。红外热像遥感技术提供了一种远距离探测手段，通过接收和分辨目标体反射光线，并聚焦于分光探测器上，将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。国内诸多研究表明，借助红外热像观测手段，可实现对煤岩地质构造体动态破裂过程进行跟踪和观测，这成为揭示复杂地质体运动与演化机理的重要方法。早些年前，马瑾院士(2006)通过对卫星遥感热场信息进行分析，并探讨其与地形变的关系。刘善军，吴立新等(2004)提出遥感-岩石力学的概念，并基于红外热像技术对岩石试件不同条件下的破裂特征进行分析。随着高精度红外热像仪的研发，无人机搭载红外热像仪技术理念首次于2015年3月柴静拍摄的纪录片《穹顶之下》中提出“无人机若配热像仪将不遗憾”。这一围绕“环保与生存”为主题的纪录片，其所涉及的相关科技理念成为2015年科技追捧的热潮。因此，无人机搭载红外热像仪技术装置开始在各领域研发与报道。通过无人机搭载可见光相机和红外热像仪进行航拍，对景物温度分布进行成像，利用其能提供比可见光相机更多信息的优点，用于夜视追踪、搜寻救援、设备巡检、农林牧渔等。例如，林业部门使用无人机载热像仪进行森林防火，及时发现高温易燃点。在农业领域，使用热像仪航空拍摄可检测地表和作物温度，了解灌溉情况。由于工业污水温度比河水温度高，环保部门采用无人机搭载热像仪，在白天夜晚均可直观发现污水排放。对于矿业领域的无人机搭载红外热像仪技术应用，目前国内尚未有人提出。以复杂采空区隐蔽性灾害探测为目的，通过对高精度红外热像仪进行改进，基于数字信息传输与控制技术，研发可搭载于多旋翼无人机的远距离红外热像拍摄仪和气体分析仪，拍摄和获取地表采空区红外热像图，并基于数码识别原理，对拍摄得到的热红外图像进行智能识另IJ，确定漏风通道位置，进一步采集与分析漏风通道位置附近气体浓度，这在煤矿地下隐蔽性灾害源的识别与矿山岩体稳定性动态监测方面有重要应用。现有技术的缺点在于:1、现有的采空区隐蔽性灾害探测技术为工作面束管监测系统，研发成本昂贵且仅适用于井下，难以确定地表采空区漏风通道位置；2、现有的无人机搭载红外热像仪仅仅适用于电力巡检，火灾探测等方面，缺少气体采集及分析功能，有效工作时间短(航拍时间通常仅10?15min)，不适用于地表采空区隐蔽性灾害探测；3、现有的无人机搭载红外热像仪装置分辨率较低，红外数据无法实现同步传输，仅仅只是无人机巡航结束后导出红外热像数据，这种方法繁琐，任务量大且返工现象普遍，难以一次准确获取图像信息。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种可方便、快捷地定位地表采空区漏风通道位置的基于无人机搭载技术的采空区隐蔽性灾害探测装置。为实现上述目的，本技术公开了如下技术方案:基于无人机搭载技术的采空区隐蔽性灾害探测装置，包括一台无人机、飞行遥控器和终端接收器，飞行遥控器通过无线通信传输控制无人机，终端接收器安装在终端电脑上，通过无线通信传输连接无人机并与无人机实现同步传输，无人机上搭载红外温度采集系统、气体采集分析系统、可见光相机、高清数字图像传输和GPS定位装置，红外温度采集系统包括红外热像仪，红外热像仪的HDMI接口连接高清数字图像传输，以存储并同步图像数据至地面，红外热像仪的INPUT输入口连接14通道遥控器，以接收并控制红外热像仪的拍摄功能，气体采集分析系统包括气体分析仪、虹吸玻璃管和数字传输器，数字传输器连接气体分析仪，以存储和发送气体数据至地面的终端接收器，虹吸玻璃管安装在气体分析仪下部。作为一种优选方案，所述的无人机为四组八旋翼无人机。作为一种优选方案，所述的气体分析仪包括一氧化碳分析仪和甲烧分析仪。作为一种优选方案，所述一氧化碳分析仪和甲烷分析仪底部各设有一个虹吸玻璃管。作为一种优选方案，所述红外热像仪型号为FLUKE_Ti400。作为一种优选方案，所述GPS定位装置为4G内存的GPS经玮仪。作为一种优选方案，所述可见光相机型号为佳能600D单反相机。作为一种优选方案，所述高清数字图像传输的型号为5.8GC0NNEX-AM頂0N。本技术公开的基于无人机搭载技术的采空区隐蔽性灾害探测装置，具有以下有益效果:1、基于数字传输与控制技术，实现了无人机搭载红外热装置采集温度数据及气体分析数据与地面接收系统的同步传输；2、通过改进高精度红外热像装置功能，实现远距离热像仪拍摄控制；选取四组八旋翼无人机，电池组合解决了巡航距离短的问题；3、安装两台气体分析仪(一氧化碳分析仪与甲烷分析仪)，通过玻璃虹吸管连接分析仪，实现气体采集与指标分析。当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于无人机搭载技术的采空区隐蔽性灾害探测装置，其特征在于，包括一台无人机、飞行遥控器和终端接收器，飞行遥控器通过无线通信传输控制无人机，终端接收器安装在终端电脑上，通过无线通信传输连接无人机并与无人机实现同步传输，无人机上搭载红外温度采集系统、气体采集分析系统、可见光相机、高清数字图像传输和GPS定位装置，红外温度采集系统包括红外热像仪，红外热像仪的HDMI接口连接高清数字图像传输，以存储并同步图像数据至地面，红外热像仪的INPUT输入口连接14通道遥控器，以接收并控制红外热像仪的拍摄功能，气体采集分析系统包括气体分析仪、虹吸玻璃管和数字传输器，数字传输器连接气体分析仪，以存储和发送气体数据至地面的终端接收器，虹吸玻璃管安装在气体分析仪下部。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙欢，来兴平，单鹏飞，闫瑞兵，王春龙，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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