一種基于無(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于無(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：步驟一、無(wú)人機(jī)在劃定區(qū)域內(nèi)巡回飛行，實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前位置，并對(duì)所在區(qū)域拍照；步驟二、無(wú)人機(jī)上的熱紅外傳感器探測(cè)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(shí)記錄所處位置；步驟三、計(jì)算所需消油劑數(shù)量。基于以上方法的水面油污監(jiān)測(cè)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(wú)人機(jī)紅外遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水面石油污染，可作為衛(wèi)星、航天航空遙感的有力補(bǔ)充。
【專利說(shuō)明】一種基于無(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于無(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)方法和裝置，屬于無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)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(shí)間長(zhǎng)、對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞大的一種生態(tài)污染，石油污染監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為遙感手段監(jiān)測(cè)水面污染中最重要的應(yīng)用項(xiàng)目之一。遙感技術(shù)應(yīng)用于水面石油污染監(jiān)測(cè)始于1969年，美國(guó)利用機(jī)載多波段可見光掃描儀對(duì)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(jìn)行海面石油污染監(jiān)測(cè)，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(guó)對(duì)水面石油污染遙感監(jiān)測(cè)方面的工作起步較晚，1980年由國(guó)家海洋局第一海洋研究所首先開始了我國(guó)航空遙感監(jiān)測(cè)海洋石油污染的實(shí)驗(yàn)性研究工作。
[0003]無(wú)人機(jī)是一種由無(wú)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(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在遙感監(jiān)測(cè)方面可作為它們有益的補(bǔ)充。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于無(wú)人機(jī)的水油污監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟:
步驟一、無(wú)人機(jī)在劃定區(qū)域內(nèi)巡回飛行，實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前位置，并對(duì)所在區(qū)域拍照；步驟二、無(wú)人機(jī)上的熱紅外傳感器探測(cè)到油污，并檢測(cè)分析油污帶的大小、厚度，記錄所處位置；
步驟三、計(jì)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(cè)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(wú)人機(jī)的水油污監(jiān)測(cè)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(jì)、紅外掃描儀、熱像儀，圖像采集單元為CXD相機(jī)。本裝置還包括通信單元，主控單元通過(guò)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(shí)、省力且拍照沒有死角；2、無(wú)人機(jī)小巧靈活、便于控制；3、相對(duì)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)、航空航天監(jiān)測(cè)，成本較低，容易實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明基于無(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明基于無(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)方法一種實(shí)施例的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0010]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)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(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)起停，并通過(guò)程序?qū)ζ渌麊卧M(jìn)行控制。
[0012]如圖2所示，無(wú)人機(jī)在劃定區(qū)域內(nèi)巡回飛行，同時(shí)利用GPS定位系統(tǒng)定位當(dāng)前位置，利用CCD相機(jī)采集水面圖像。當(dāng)紅外傳感單元感應(yīng)到油污時(shí)，根據(jù)水和油膜不同的輻射能量而獲得水面油膜影像，進(jìn)而對(duì)油膜的厚度和面積進(jìn)行分析，同時(shí)CCD相機(jī)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(jìn)行進(jìn)一步分析，并計(jì)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(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)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(dòng)想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、無(wú)人機(jī)在劃定區(qū)域內(nèi)巡回飛行，實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前位置，并對(duì)所在區(qū)域拍照； 步驟二、無(wú)人機(jī)上的熱紅外傳感器探測(cè)到油污，并檢測(cè)分析油污帶的大小、厚度，記錄所處位置； 步驟三、計(jì)算所需消油劑數(shù)量。
2.如權(quán)利要求1所述的基于無(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)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(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)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(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)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(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)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(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)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(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)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(jì)、紅外掃描儀、熱像儀。
8.如權(quán)利要求6所述的基于無(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)方法的裝置，其特征在于:所述圖像采集單元為CXD相機(jī)。
9.如權(quán)利要求6所述的基于無(wú)人機(jī)的水面油污監(jiān)測(cè)方法的裝置，其特征在于:還包括通信單元，主控單元通過(guò)通信單元與地面站相連。
【文檔編號(hào)】G01N21/00GK104034270SQ201410259892
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)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(qǐng)人:江蘇恒創(chuàng)軟件有限公司
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