一种用于监测气体质量的无人机系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于监测气体质量的无人机系统，包括无人机和气体检测装置，还包括定姿定高装置和避障装置，所述定姿定高装置和避障装置均安装在无人机上；定姿定高装置用于使无人机实现定高和自稳飞行，避障装置用于避免无人机发生碰撞。本发明专利技术通过在无人机上搭载气体检测装置、定姿定高装置和避障装置，从而实现无人机在煤矿内部巷道敏捷、稳定、安全的飞行，从而完成气体检测，提高检测效率；同时对气体进行预警，保证工作人员的人身安全。保证工作人员的人身安全。保证工作人员的人身安全。

【技术实现步骤摘要】
一种用于监测气体质量的无人机系统


[0001]本专利技术涉及无人机
，特别涉及一种用于监测气体质量的无人机系统。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们意识到气体质量对环境的重要性，因此需不定时对气体进行检测。传统的空气质量监测方法采用定点监测、人工巡查、车载流动巡检的方式进行，对空气质量采样位置、采样范围，采样监测速度等方面受到很大限制。
[0003]特别是煤矿行业，由于其工作环境的需求，内部的道路非常复杂，且有些区域存在危险，因此不适合工作人员下去探测。而一般的无人机系统仅适合在空旷的地方飞行检测，在弯路较多的环境下，无人机无法较快进行飞行检测。

技术实现思路

[0004]针对现有技术煤矿内部气体检测效率低的问题，本专利技术提出一种用于监测气体质量的无人机系统，通过在无人机上搭载气体检测装置、定姿定高装置和避障装置，从而实现无人机在煤矿内部巷道对气体检测的目的，提高了检测效率，同时做出预警，保证工作人员的人身安全。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种用于监测气体质量的无人机系统，包括无人机和气体检测装置，还包括定姿定高装置和避障装置，所述定姿定高装置和避障装置均安装在无人机上；定姿定高装置用于使无人机实现定高和自稳飞行，避障装置用于避免无人机发生碰撞。
[0007]优选的，所述定姿定高装置采用微惯性/气压计模块。
[0008]优选的，所述避障装置采用视觉/超声波避障系统，实现无人机在无GPS信号环境内的壁障定位。
[0009]优选的，还包括照明装置、摄像装置和通讯装置，所述照明装置、摄像装置和通讯装置均搭载在无人机上。
[0010]优选的，所述气体检测装置采用多合一气体检测仪，用于检测气体浓度数据并通过通讯装置传输到气体检测平台。
[0011]优选的，所述气体包括SO2、NO2、H2S、CO、O2、CH4。
[0012]优选的，所述照明装置采用探照灯，安装在无人机的顶部，用于为摄像装置提供照明。
[0013]优选的，所述探照灯内部设置有风冷系统和过热保护电路。
[0014]优选的，所述摄像装置采用Zenmuse X5S云台相机，支持n种拍摄模式，拍摄模式包括单拍、多张连拍和定时拍摄。
[0015]优选的，所述气体检测平台实时显示气体浓度数据，并对超过阈值的气体进行报警。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益
效果：
[0017]本专利技术通过在无人机上搭载气体检测装置、定姿定高装置和避障装置，从而实现无人机在煤矿内部巷道敏捷、稳定、安全的飞行，从而完成气体检测，提高检测效率；同时对气体进行预警，保证工作人员的人身安全。
附图说明：
[0018]图1为根据本专利技术示例性实施例的种用于监测气体质量的无人机系统示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合实施例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0020]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]如图1所示，本专利技术提供一种用于监测气体质量的无人机系统，包括无人机、照明装置、摄像装置、气体检测装置、定姿定高装置、避障装置和通讯装置，照明装置、摄像装置、气体检测装置、定姿定高装置、避障装置和通讯装置均安装在无人机上。
[0022]本专利技术拟采用大疆Matrice210 V2系列无人机为飞行平台，飞行模式：RC遥控飞行(煤矿巷道内)，半/全自主飞行；
[0023]机身重量：约4.8Kg(含两块TB55智能飞行电池1.77Kg，空机仅3.03Kg)；
[0024]最大起飞重量：6.14Kg；最大负载：1.34Kg；(矿内拆除GPS后，超过规定1.5Kg)
[0025]续航时间：34分钟(巷道内：空载遥控飞行)；32分钟(室外：空载飞行)；28分钟(室外：超清摄像机(253g)、气体检测与无线传输系统(<450g))；
[0026]24分钟(巷道内：气体检测与无线传输系统(<450g)、探照灯(470g)、超清摄像机(253g)、桨叶护架(250g))；
[0027]机身尺寸：883
×
886
×
398mm(展开，含桨叶和起落架)；
[0028]最大巡航速度：12m/s(室外)；煤矿巷道内根据其可视程度和有毒有害气体取证需求决定；
[0029]最大控制/图传/数传半径：8km(室外、无干扰、无遮挡)，>200m(直线巷道或有弯曲巷道，且俯仰角和拐弯角均不超过25度)。
[0030]本实施例中，照明装置可采用探照灯，安装在无人机的顶部，用于为摄像装置提供照明；探照灯的型号可为阿拉丁Z15，是一款基于大疆Payload SDK开发的无人机云台探照灯，集成三轴增稳云台和大功率灯珠，探照距离长达150米，同时可提供多种探照模式(例如常亮、闪烁、求救等)。通过DJI SkyPort，阿拉丁Z15云台探照灯可直接挂载至经纬M200系列、经纬M200 V2系列无人机云台接口，为消防、应急救援、执法等领域提供夜间照明。探照灯内部设置有风冷系统，帮助强制散热，在作业时将热量传导至设备外，时刻保持探照灯内
部温度正常。还设置有过热保护电路，当灯体内部温度超过90℃时，将自动切断探照灯设备运行，延长使用寿命。
[0031]本实施例中，摄像装置可采用Zenmuse X5S云台相机，用于拍摄外部的图像，该相机采用4/3英寸CMOS影像传感器，支持最高每秒30帧5.2K及最高每秒60帧4K的CinemaDNG格式无损视频录制，以及最高2080万像素静态照片拍摄，支持多种拍摄模式，例如单拍、多张连拍和定时拍摄，多张连拍支持极速连拍和自动包围曝光两种模式，最高支持14张连拍。配合DJI CINESSD
TM
高速存储卡使用，Zenmuse X5S可拍摄最高码流位4.2Gbps的无损格式视频，并实现20张每秒的2080万像素的DNG照片无限连拍。Zenmuse X5S有镜头套装和不含镜头两个版本，其中，Zenmuse X5S镜头套装配备有DJI MFT15mm f/1.7APSH定焦镜头(35mm格式等效30mm，FOV72
°
)；如果是不含镜头版本，能自行配置相关配。
[0032]Zenmuse X5S配备高精度三轴增稳云台，控制精度为
±
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于监测气体质量的无人机系统，包括无人机和气体检测装置，其特征在于，还包括定姿定高装置和避障装置，所述定姿定高装置和避障装置均安装在无人机上；定姿定高装置用于使无人机实现定高和自稳飞行，避障装置用于避免无人机发生碰撞。2.如权利要求1所述的一种用于监测气体质量的无人机系统，其特征在于，所述定姿定高装置采用微惯性/气压计模块。3.如权利要求1所述的一种用于监测气体质量的无人机系统，其特征在于，所述避障装置采用视觉/超声波避障系统，实现无人机在无GPS信号环境内的壁障定位。4.如权利要求1所述的一种用于监测气体质量的无人机系统，其特征在于，还包括照明装置、摄像装置和通讯装置，所述照明装置、摄像装置和通讯装置均搭载在无人机上。5.如权利要求1所述的一种用于监测气体质量的无人机系统，其特征在于，所述气体检测装置采用多...

【专利技术属性】
技术研发人员：张所容，张琼，陈述斌，陈晓琴，段然，黄小倩，许翻，张淼达，
申请(专利权)人：重庆飞扬测控技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：