气象探测设备制造技术

本发明专利技术涉及一种气象探测设备(1)，其包括飞行式探测装置(10)和与飞行式探测装置(10)可无线通信连接的后台控制装置(20)；飞行式探测装置(10)包括无人机(11)和搭载于无人机上的气象检测装置(12)；飞行式探测装置(10)还包括安全模块，所述安全模块配置成响应于触发事件的发生而启动无人机(11)的自动返航模式；触发事件包括以下事件中的任一个：无人机(11)的电池电量过低；飞行式探测装置(10)与后台控制装置(20)之间的通信断开；无人机遭遇极端天气；无人机(11)的软件和/或硬件崩溃。根据本发明专利技术能在各种恶劣天气以及其它可能的不良状况下确保无人机安全返航。下确保无人机安全返航。下确保无人机安全返航。

【技术实现步骤摘要】
气象探测设备


[0001]本专利技术涉及气象监测及无人机领域。特别地，本专利技术涉及一种用于综合气象探测的集成多传感器的无人机。

技术介绍

[0002]气象探测事业不仅与现代人们的工作和生活息息相关，并且也是国家发展航空、航天和军事力量等活动的重要基础。高空气象探测作为世界气象组织在国际范围内开展的大气领域重要科研活动之一，如何设计和研发生产出高精度、成本低的国产高空使用的气象探测系统，成为了国内外相关部门重点研究和关注的一个技术问题。
[0003]目前国内外高空监测主要是使用气象气球，即将探空仪带入空中，探空仪在飞升过程中感应出周围空气的温度、气压和湿度。此外还有雷达遥感、气象塔等方式。
[0004]在规范方面，中国气象局于2010年发布《常规高空气象观测业务规范》，以测风雷达的运行经验为基础，对观测装备、观测流程、观测数据处理等方面进行了规范，为高空气象观测的发展提供了指导。
[0005]而在高空使用的气象探测系统的研发和设计以及生产的过程中，需要解决以下几个关键技术方面的困难：
[0006]1.测量准确较为困难，尤其在高空的相对恶劣的气象条件下，对气象探测系统的耐低温和抗干扰能力有很强的要求，且需要在数据传输过程做到延时少、不失真。当前高空气象测量系统精度较低，如《常规高空气象探测规范》中对温度的误差要求在2℃之内，湿度误差要求在10％之内，风向角度要求在10
°
之内，风速要求在1m/s之内，许多设备的生产以此为准。然而随着时间发展，众多应用场景对高空气象探测精度要求提升，既有的测定精度已不适合当前需求，我们迫切需要精度高且测量稳定、延迟低的高空气象探测设备。
[0007]2.高空使用的气象探测系统的结构较为复杂，特别是在恶劣的高空气象环境中，容易导致高空气象探测效率和精度的明显下降，影响高空气象探测的结果。
[0008]3.高空使用的气象设备和探测系统在生产中具有同时使用量大、成本高等的特点，这就需要在有效确保高空使用的气象探测系统质量和性能的基础上，控制和降低生产的成本。
[0009]4.软硬件的兼容问题，需要开发和探测设备相匹配的软件，同时确保运行环境的稳定，使整个探测系统可以长时间无错误的输出数据。
[0010]因此，期待提供一种低成本、使用便捷、功能全面、性能可靠、可重复使用的高空环境快速探测系统。

技术实现思路

[0011]为了实现上述技术目的，本专利技术提出小型无人机搭载高精度便捷气象传感器的气象探测方案。为此，本专利技术提供了一种气象探测设备，其包括飞行式探测装置和与飞行式探测装置可无线通信连接的后台控制装置；飞行式探测装置包括无人机和搭载于无人机上的
气象检测装置；飞行式探测装置还包括安全模块，所述安全模块配置成响应于触发事件的发生而启动无人机的自动返航模式；触发事件包括以下事件中的任一个：无人机的电池电量过低；飞行式探测装置与后台控制装置之间的通信断开；无人机遭遇极端天气；无人机的软件和/或硬件崩溃。
[0012]根据一可选实施例，气象检测装置包括以下测量装置中的至少一种：风速仪，温度传感器，湿度传感器，气压计，能见度传感器。
[0013]根据一可选实施例，气象探测设备还包括以下中的至少一个：
[0014]●
校准装置，其配置成用于利用无人机的实时运动状态数据对由气象检测装置捕捉的风速测量值进行校准；
[0015]●
搭载于无人机上的飞行控制装置，其配置成用于控制无人机沿预设的轨迹飞行；
[0016]●
搭载于无人机上的位置检测装置，其配置成用于实时检测无人机的地理位置信息；
[0017]●
搭载于无人机上的摄像装置，其配置成用于拍摄无人机周围环境的图像或视频；
[0018]●
搭载于无人机上的运动状态测量装置，其配置成用于实时测量无人机的运动状态。
[0019]根据一可选实施例，安全模块配置成采用以下方式执行自动返航模式：使飞行式探测装置向后台控制装置发送返航请求，并在飞行式探测装置未在预设的时间内收到后台控制装置对返航请求的回应的情况下生成自动返航指令。
[0020]根据一可选实施例，安全模块配置成在检测到无人机的电池电量低于预设的阈值时启动自动返航模式。
[0021]根据一可选实施例，安全模块配置成在检测到飞行式探测装置与后台控制装置之间的通信连接已经断开预设的时长时启动自动返航模式。
[0022]根据一可选实施例，安全模块配置成在确定出当前气候条件及预估的未来短时间的气候条件均不适于无人机飞行时启动自动返航模式。
[0023]根据一可选实施例，安全模块配置成利用基于机器学习算法构建的模型由当前气候参数值：
[0024]确定当前气候条件是否适于无人机飞行；
[0025]预估未来短时间内的气候条件；和/或
[0026]确定预估的未来气候条件是否适于无人机飞行。
[0027]根据一可选实施例，安全模块配置成通过判断当前气候参数值中的一个或多个是否超出相应的第一预设范围来确定当前气候条件是否适于无人机飞行。
[0028]根据一可选实施例，安全模块配置成通过判断预估的未来气候参数值中的一个或多个是否超出相应的第二预设范围来确定预估的未来气候条件是否适于无人机飞行。
[0029]根据一可选实施例，后台控制装置配置成在显示屏、尤其是触控式显示屏中生成图形用户界面，图形用户界面并行显示包含有无人机的飞行轨迹线的数字地图、图像窗口和数据显示面板，数据显示面板包括切换钮，切换钮配置成用于在罗盘显示方式与文字显示方式之间切换各参数值的显示方式；图形用户界面还包括数据曲线图标，当数据曲线图
标被点击时在图形用户界面中显示各参数值的数据曲线。
[0030]本专利技术的技术优点在于：
[0031]1)性能安全稳定，能在各种恶劣天气以及其它可能的不良状况下确保无人机安全返航；
[0032]2)传感器响应速度快，精度高，风速仪可实现秒级响应；
[0033]3)独创人工智能飞行稳定性技术，飞行平台稳定；
[0034]4)抗干扰能力强，整机外围结构件均采用导电材料或导电涂覆技术，具有较强的防电磁干扰能力；
[0035]5)友好的可视化软件界面；
[0036]6)所有飞控技术、人工智能飞行稳定性技术、传感器设计等技术和工程实现，完全自主研发，自主可控；
[0037]7)防水性佳，抗风性强，可适用温湿度区间广。
附图说明
[0038]本专利技术的更多特征及优点可以通过下述参考附图的具体实施例的详细说明来进一步阐述。所述附图为：
[0039]图1示出根据本专利技术的一示例性实施例的气象探测设备的示意性结构框图；
[0040]图2示出根据本专利技术的一示例性实施例的处于展开状态的无人机；
[0041]图3示出根据本专利技术的一示例性实施例的处于收回状态的无人机；
[0042]图4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气象探测设备(1)，其包括飞行式探测装置(10)和与飞行式探测装置(10)可无线通信连接的后台控制装置(20)；飞行式探测装置(10)包括无人机(11)和搭载于无人机上的气象检测装置(12)；飞行式探测装置(10)还包括安全模块，所述安全模块配置成响应于触发事件的发生而启动无人机(11)的自动返航模式；触发事件包括以下事件中的至少一个：无人机(11)的电池电量过低；飞行式探测装置(10)与后台控制装置(20)之间的通信断开；无人机遭遇极端天气；无人机(11)的软件和/或硬件崩溃。2.根据权利要求1所述的气象探测设备(1)，其特征在于，气象检测装置(12)包括以下测量装置中的至少一种：风速仪(121)，温度传感器(122)，湿度传感器(123)，气压计(124)，能见度传感器(125)。3.根据权利要求1或2所述的气象探测设备(1)，其特征在于，气象探测设备(1)还包括以下中的至少一个：校准装置，其配置成利用无人机(11)的实时运动状态数据对由气象检测装置(12)捕捉的风速测量值进行校准；搭载于无人机(11)上的飞行控制装置(13)，其配置成用于控制无人机(11)沿预设轨迹飞行；搭载于无人机(11)上的位置检测装置(14)，其配置成用于实时检测无人机(11)的地理位置；搭载于无人机(11)上的摄像装置(16)，其配置成用于拍摄无人机(11)周围环境的图像或视频；搭载于无人机(11)上的运动状态测量装置(17)，其配置成用于测量无人机(11)的运动状态。4.根据前述权利要求中任一项所述的气象探测设备(1)，其特征在于，安全模块配置成采用以下方式启动自动返航模式：使飞行式探测装置(10)向后台控制装置(20)发送返航请求，并在飞行式探测装置(10)未在预设的时间内收到后台控制装置(20)对返航请求的回应的情况下生成自动返航指令。5.根据前述权利要求中任一项所述的气...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国曦，周严，刘海明，
申请(专利权)人：北京登火汇智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：