一種基于無人機的水面油污監(jiān)測方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于無人機的水面油污監(jiān)測方法，包括以下步驟：步驟一、無人機在劃定區(qū)域內(nèi)巡回飛行，實時記錄當(dāng)前位置，并對所在區(qū)域拍照；步驟二、無人機上的熱紅外傳感器探測到油污，根據(jù)水和油膜不同的輻射能量而獲得水面油膜影像，可由此確定油膜厚度和分布，推算總溢油量，同時記錄所處位置；步驟三、計算所需消油劑數(shù)量?；谝陨戏椒ǖ乃嬗臀郾O(jiān)測裝置，包括主控單元、紅外傳感單元、GPS定位單元、圖像采集單元，紅外傳感單元、GPS定位單元和圖像采集單元均與主控單元相連。利用無人機紅外遙感技術(shù)監(jiān)測水面石油污染，可作為衛(wèi)星、航天航空遙感的有力補充。
【專利說明】一種基于無人機的水面油污監(jiān)測方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于無人機的水面油污監(jiān)測方法和裝置，屬于無人機遙感監(jiān)測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]江河湖海石油污染屬于影響范圍廣、危害時間長、對生態(tài)環(huán)境破壞大的一種生態(tài)污染，石油污染監(jiān)測已經(jīng)成為遙感手段監(jiān)測水面污染中最重要的應(yīng)用項目之一。遙感技術(shù)應(yīng)用于水面石油污染監(jiān)測始于1969年，美國利用機載多波段可見光掃描儀對加利福尼亞圣巴巴拉附近的采油區(qū)井噴造成的海上石油污染區(qū)進行海面石油污染監(jiān)測，取得了較好的效果。隨后，這方面的應(yīng)用取得了迅速的發(fā)展。我國對水面石油污染遙感監(jiān)測方面的工作起步較晚，1980年由國家海洋局第一海洋研究所首先開始了我國航空遙感監(jiān)測海洋石油污染的實驗性研究工作。
[0003]無人機是一種由無線電遙控或由自身程序控制的不載人飛行器，與衛(wèi)星遙感，航空航天遙感相比，有著獨特的優(yōu)勢，在遙感監(jiān)測方面可作為它們有益的補充。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于無人機的水油污監(jiān)測方法，包括以下步驟:
步驟一、無人機在劃定區(qū)域內(nèi)巡回飛行，實時記錄當(dāng)前位置，并對所在區(qū)域拍照；步驟二、無人機上的熱紅外傳感器探測到油污，并檢測分析油污帶的大小、厚度，記錄所處位置；
步驟三、計算所需消油劑數(shù)量。
[0005]步驟二中所述熱紅外傳感器工作在8-14 μ m波段，在此波段能夠最清晰的探測出水面的石油污染。根據(jù)水和油膜不同的輻射能量而獲得水面油膜影像。水面油膜影像的灰度層次隨油膜厚度的增加而變化，可由此確定油膜厚度和分布，推算總溢油量。
[0006]步驟三中消油劑的用量根據(jù)溢油量和消油劑的去油能力而定。
[0007]本發(fā)明還涉及基于上述無人機的水油污監(jiān)測裝置，包括主控單元、紅外傳感單元、GPS定位單元、圖像采集單元，紅外傳感單元、GPS定位單元和圖像采集單元均與主控單元相連。所述紅外傳感單元包括紅外輻射計、紅外掃描儀、熱像儀，圖像采集單元為CXD相機。本裝置還包括通信單元，主控單元通過通信單元與地面站相連。
[0008]本發(fā)明有以下有益效果:1、省時、省力且拍照沒有死角；2、無人機小巧靈活、便于控制；3、相對衛(wèi)星遙感監(jiān)測、航空航天監(jiān)測，成本較低，容易實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明基于無人機的水面油污監(jiān)測裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明基于無人機的水面油污監(jiān)測方法一種實施例的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0010]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0011]如圖1所示，無人機搭載的設(shè)備包括主控單元、紅外傳感單元、GPS定位單元、圖像采集單元和通信單元，主控單元控制無人機起停，并通過程序?qū)ζ渌麊卧M行控制。
[0012]如圖2所示，無人機在劃定區(qū)域內(nèi)巡回飛行，同時利用GPS定位系統(tǒng)定位當(dāng)前位置，利用CCD相機采集水面圖像。當(dāng)紅外傳感單元感應(yīng)到油污時，根據(jù)水和油膜不同的輻射能量而獲得水面油膜影像，進而對油膜的厚度和面積進行分析，同時CCD相機采集油污帶的圖像數(shù)據(jù)，否則繼續(xù)沿預(yù)定軌跡飛行。主控單元把分析數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、位置信息回傳到地面站進行進一步分析，并計算消除油污所需的消油劑的用量。
[0013]以上是本發(fā)明的較佳實施方式，但本發(fā)明的保護范圍不限于此。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，未經(jīng)創(chuàng)造性勞動想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求所限定的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無人機的水面油污監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、無人機在劃定區(qū)域內(nèi)巡回飛行，實時記錄當(dāng)前位置，并對所在區(qū)域拍照； 步驟二、無人機上的熱紅外傳感器探測到油污，并檢測分析油污帶的大小、厚度，記錄所處位置； 步驟三、計算所需消油劑數(shù)量。
2.如權(quán)利要求1所述的基于無人機的水面油污監(jiān)測方法，其特征在于:所述步驟二中熱紅外傳感器工作在8-14 μ m波段。
3.如權(quán)利要求1所述的基于無人機的水面油污監(jiān)測方法，其特征在于:所述步驟二中熱紅外傳感器根據(jù)水和油膜不同的輻射能量而獲得水面油膜影像。
4.如權(quán)利要求3所述的基于無人機的水面油污監(jiān)測方法，其特征在于:所述水面油膜影像的灰度層次隨油膜厚度的增加而變化，可由此確定油膜厚度和分布，推算總溢油量。
5.如權(quán)利要求4所述的基于無人機的水面油污監(jiān)測方法，其特征在于:所述步驟三中消油劑的用量根據(jù)溢油量和消油劑的去油能力而定。
6.如權(quán)利要求1所述的基于無人機的水面油污監(jiān)測方法的裝置，其特征在于:包括主控單元、紅外傳感單元、GPS定位單元、圖像采集單元，紅外傳感單元、GPS定位單元和圖像采集單元均與主控單元相連。
7.如權(quán)利要求6所述的基于無人機的水面油污監(jiān)測方法的裝置，其特征在于:所述紅外傳感單元包括紅外輻射計、紅外掃描儀、熱像儀。
8.如權(quán)利要求6所述的基于無人機的水面油污監(jiān)測方法的裝置，其特征在于:所述圖像采集單元為CXD相機。
9.如權(quán)利要求6所述的基于無人機的水面油污監(jiān)測方法的裝置，其特征在于:還包括通信單元，主控單元通過通信單元與地面站相連。
【文檔編號】G01N21/00GK104034270SQ201410259892
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】吳惠英, 周彬, 陸軍, 沙敏, 趙雪鳳, 李亮 申請人:江蘇恒創(chuàng)軟件有限公司