【CN209485436U】一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统【专利】
一种基于无人机的多传感器环境监测平台
电子技术• Electronic Technology68 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】多传感器 环境监测平台 无人机1 引言传统的环境监测方式往往以地面设立监测点为主，而对于地形广阔、环境复杂、监测设施数量有限等情况，既存在监测成本较高、实时性差、效率低等问题，还存在获取的数据空间覆盖程度有限、不能对污染物来源及其变化趋势分析进行有效预测等问题。
在我国环境污染问题日趋严重的时代背景下，环境监测需求、监测难度、检测范围与监测实时性要求都急遽增加，导致传统的环境监测方式已经不能满足实际需求。
在大气环境监测领域，地面监测是目前主要的监测手段，但对于一些排烟类的大气污染物还没有很好的浮空采样监测方法。
近年来，随着技术的不断进步与成熟，无人机在各行业都得到了快速应用，呈现出无人机+行业应用的发展趋势，为环境监测提供了一种新的技术手段。
将无人机与物联网技术相结合，可以充分发挥无人机不受地形、空间、时间等因素影响的优点，实现一种更加安全高效、机动灵活、精细准确、作业成本低的环境监测模式。
基于无人机的环境检测平台既可以广泛应用于常规环境监测，也可以用于特殊场景（如火灾、气体泄漏等高危环境），满足实时、有效、准确地对环境动态监测的要求。
无人机环境监测系统一般由机体、机载通信设备、地面设备、机载环境监测设备和信息处理系统等组成，实现飞行、操控、信息传输与数据处理等功能。
机载环境检测设备一般由传感器、摄像机、GPS 和嵌入式系统等组成，完成环境参数、图像、地理位置等信息的采集、汇集和预处理。
环境参数经通信设备发送到地一种基于无人机的多传感器环境监测平台文/邱洋 苑俊英 陈海山面设备，最后由信息处理系统进行处理和信息呈现，实现人机交互。
本文设计了一种可配置多种传感器的无人机环境监测平台，从环境监测设备、无线数据传输、信息处理系统等三个方面进行了探索，实现了基于小型四旋翼无人机与传感器相结合的大气环境参数监测系统。
基于多传感器的无人机智能感知系统和方法[发明专利]
![基于多传感器的无人机智能感知系统和方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a5c0f26c302b3169a45177232f60ddccda38e61b.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710612347.5(22)申请日 2017.07.25(71)申请人 天津大学地址 300072 天津市南开区卫津路92号(72)发明人 宗群 陈扬 刘朋浩 董琦 刘彤 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201代理人 刘国威(51)Int.Cl.G05D 1/08(2006.01)G05D 1/10(2006.01)(54)发明名称基于多传感器的无人机智能感知系统和方法(57)摘要本发明涉及传感器、无人机智能感知控制技术，为实现无人机对周围环境的智能感知。
还可通过该系统对其它自主定位算法及目标识别算法进行验证，提高智能感知技术的研究效率。
本发明，基于多传感器的无人机智能感知系统和方法，包括激光雷达、RGB-D视觉传感器、IMU惯性测量单元、嵌入式机载处理器和飞行控制器，激光雷达用于测量周围环境的距离信息；RGB-D视觉传感器采集周围环境的距离信息和图像信息，激光雷达采集的为2D点云数据，而RGB-D视觉传感器采集的为3D点云数据，IMU惯性测量单元是测量自身三轴姿态角及加速度的设备，嵌入式机载处理器包括自主定位和目标识别两个独立模块。
本发明主要应用于无人机控制场合。
权利要求书2页 说明书6页 附图4页CN 107450577 A 2017.12.08C N 107450577A1.一种基于多传感器的无人机智能感知系统，其特征是，包括激光雷达、RGB-D视觉传感器、IMU惯性测量单元、嵌入式机载处理器和飞行控制器，激光雷达用于测量周围环境的距离信息；RGB-D视觉传感器采集周围环境的距离信息和图像信息，激光雷达采集的为2D点云数据，而RGB-D视觉传感器采集的为3D点云数据，IMU惯性测量单元是测量自身三轴姿态角及加速度的设备，飞行控制器主要用于控制无人机的飞行，嵌入式机载处理器包括自主定位和目标识别两个独立模块，分别通过处理点云数据，获得无人机自身位姿并进行目标识别。
一种无人机监测系统[实用新型专利]
![一种无人机监测系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/75896840d1f34693dbef3e54.png)
专利名称：一种无人机监测系统
专利类型：实用新型专利
发明人：王浩,张藩潇,夏嘉余,张明格,孟祥瑞,姚跃,吴桂勇申请号：CN201720851436.0
申请日：20170713
公开号：CN206893109U
公开日：
20180116
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种无人机监测系统，包括信息获取模块(1)、地图处理模块(2)、显示模块(3)和报警模块(4)，还包括地图缩放单元，用于检测无人机相对于地面的距离，还包括远程控制模块(5)，用于接收信息获取模块发送来的音频信息，并传输到报警模块(4)发出报警信号，还包括干扰模块(6)以及追踪模块(7)，用于检测无人机的运动方向信息。
与现有技术相比，本实用新型能够实时监测非法入侵的无人机，并发出报警信号，同时发出干扰信号，安全性高，性能稳定，使用方便，有力的维护了周边的安全。
申请人：王浩
地址：610213 四川省成都市双流区华阳镇警校路一段489号
国籍：CN
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基于无人机的环境监测系统的研究与实现
基于无人机的环境监测系统的研究与实现随着工业化进程和城市化发展，环境问题日益凸显，严重影响了人类的生存和发展。
为了实现环境保护和可持续发展，科学家们不断探索先进技术和创新方法。
基于无人机的环境监测系统是近年来发展的一种新技术，其具有高效、便捷、准确的特点，可以在环境监测领域发挥重要作用。
一、基于无人机的环境监测系统介绍基于无人机的环境监测系统是一种利用无人机进行环境监测和数据采集的技术。
该系统采用无人机装载的各种传感器和仪器实现数据采集、处理与传输。
根据不同的需求，可选择不同的传感器，例如：空气质量传感器、水质传感器、噪音传感器等等。
传统的环境监测需要人工巡检，耗费时间和人力成本较高，且数据及时性和准确性无法保证。
而基于无人机的环境监测系统可以实现自动化、高效化、精确化，有着广阔的应用前景。
二、基于无人机的环境监测系统的应用1. 空气质量监测无人机搭载空气质量传感器，可以对大气中的氧气、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物进行实时监测。
通过数据的采集与比较，可以快速定位污染源，提高空气污染防治效率。
2. 水质监测无人机搭载水质传感器，可以对水中的pH值、浊度、溶解氧、总磷、总氮等指标进行实时监测。
通过数据的采集和分析，可以判断水质状况，及时发现和处理水污染问题。
3. 土地监测无人机还可以搭载地理信息传感器和遥感传感器，实现对土地利用、土地覆盖、土地利用变化等方面的监测。
通过对土地信息的准确把握，可以有效地进行城市规划和生态保护。
三、基于无人机的环境监测系统的优缺点1. 优点a. 高效便捷：基于无人机的环境监测系统具有高效便捷的优点，可以避免传统监测方法中人工采样、检测耗费时间和人力成本较高的问题，提高监测效率。
b. 高精度：该系统利用无人机搭载的各种传感器和仪器实现数据的采集、传输和处理，能够实现对环境要素的高精度监测。
c. 灵活性强：基于无人机的环境监测系统可以进行灵活定制，根据不同环境要素的需求，选择不同的传感器，实现多方位、多角度的环境监测。
基于无人机多传感器的环境监测与分析技术研究
基于无人机多传感器的环境监测与分析技术研究随着科技的不断进步和应用领域的扩展，无人机技术在许多领域中具有广阔的应用前景。
其中，基于无人机多传感器的环境监测与分析技术是一个备受瞩目的研究方向。
本文将深入探讨这一技术的原理、应用及未来发展趋势。
首先，无人机多传感器的环境监测与分析技术依靠无人机搭载的多种传感器来对环境进行实时监测和数据采集。
各种传感器可以监测大气、水质、地质、声学等多个环境要素，如温度、湿度、压力、光照强度等。
通过无人机高度灵活的机动性和远程控制的能力，可以快速而准确地获取环境数据，大幅提高了环境监测的效率和精度。
其次，无人机多传感器的环境监测与分析技术具有广泛的应用领域。
在环境保护领域，无人机可以用于监测大气污染、水质污染、土壤质量等情况。
通过多传感器数据的分析，可以实时了解环境的污染状况和趋势，有针对性地采取措施进行治理。
在自然灾害监测方面，无人机可以用于飓风、洪水、地震等灾害的实时监测和预警。
通过数据的及时获取和分析，可以提前预防和减轻灾害的损失。
此外，在农业和林业领域，无人机多传感器技术可以用于农作物生长状况的监测、病虫害的控制、森林火灾的预防等任务。
在技术研究方面，无人机多传感器的环境监测与分析技术也面临一些挑战和问题。
首先是传感器的选择和集成问题。
不同的环境监测任务对传感器的要求各不相同，所以需要根据实际需求选择合适的传感器，并将其集成到无人机上，以实现多传感器数据的采集和分析。
其次是数据的处理和分析问题。
无人机所采集到的数据量庞大且复杂，需要利用数据处理和分析算法进行有效的处理和提取。
此外，无人机的稳定飞行和适应各种复杂环境条件的能力也是一个关键问题。
针对上述挑战和问题，未来的研究方向主要包括以下几个方面。
第一，进一步提高无人机的稳定和机动性能，以适应更复杂的环境条件。
第二，研发更先进的传感器技术，提高传感器的分辨率和灵敏度。
第三，开发高效的数据处理和分析算法，以提高数据的处理效率和准确性。
一种基于无人机的多传感器环境监测平台
一种基于无人机的多传感器环境监测平台
无人机技术在环境监测方面已经得到了广泛应用，通过无人机的快速机动性和高空遥感技术，可以收集到大量的环境数据。
为了提高环境监测的效率和精度，本文提出了一种基于无人机的多传感器环境监测平台。
该平台由多架无人机组成，每架无人机配备多个传感器模块，包括气象传感器、光学传感器、声学传感器等。
每架无人机可以根据任务需求进行不同的传感器组合，实现对环境的全方位监测。
无人机之间可以通过局域网进行数据共享，从而提高数据处理的效率。
该平台的核心控制模块采用了基于人工智能算法的智能监测系统，能够实现无人机的自主飞行和实时环境数据的分析处理。
该系统还可以通过云计算技术将数据上传到云端进行存储和分析，从而实现大规模的数据处理和分析。
本平台的应用范围非常广泛，可以用于城市空气质量监测、水质监测、植被覆盖度监测等。
在城市空气质量监测方面，无人机可以搭载空气质量监测仪，对城市中的有害气体进行监测，为城市环保部门提供具有科学依据的空气质量报告。
在水质监测方面，无人机可以配备水质传感器，对水体中的PH值、浊度、溶解氧等指标进行监测，为当地环保部门提供水质监测数据。
在植被覆盖度监测方面，无人机可以搭载光学相机，对农田、林区等地的植被覆盖度进行监测，为农林部门提供植被生长数据。
总之，基于无人机的多传感器环境监测平台具有较高的效率和精度，能够为环保部门提供可靠的环境监测数据，对提高环境保护水平具有重要的意义。
一种基于无人机的多传感器环境监测平台
一种基于无人机的多传感器环境监测平台随着科技的快速发展，无人机技术在各个领域的应用越来越广泛。
基于无人机的多传感器环境监测平台成为当前研究的热点之一。
该平台利用无人机搭载的多种传感器，可以对环境进行实时监测和数据采集，具有灵活、高效、低成本等优势。
一种基于无人机的多传感器环境监测平台通常由以下几个组成部分构成：无人机平台、多传感器系统、数据传输与处理系统。
无人机平台是整个监测系统的核心部分。
无人机平台通常采用多旋翼无人机，由于其悬停能力强、飞行稳定性好等特点，适合用于环境监测任务。
无人机平台需要具备较好的飞行控制能力和高精度的定位系统，以确保监测数据的准确性和可靠性。
多传感器系统是无人机环境监测平台的关键组成部分。
传感器的选择应根据监测任务的需求进行，可以包括气象传感器、空气质量传感器、水质传感器、光学传感器等。
各类传感器可以提供丰富的环境监测数据，如温度、湿度、气压、风速、风向、PM2.5、PM10等。
这些数据对于环境保护、自然资源管理以及农业等领域具有重要的意义。
数据传输与处理系统是保证监测数据快速传输和高效处理的重要环节。
无人机通过搭载的无线通信设备将采集到的数据传输到地面站。
地面站可以使用高速数据传输技术进行实时接收和处理，同时可以进行数据存储和分析。
传输与处理系统还可以与其他监测平台或者云平台进行数据共享，实现跨平台、跨部门的数据整合与利用。
基于无人机的多传感器环境监测平台具有许多优势。
相比传统的监测手段，无人机平台具有灵活性和高效性。
无人机可以在复杂地形和恶劣环境下飞行，无需人工干预，减少了人力和时间成本。
无人机平台可以进行实时监测和数据采集，提高了监测数据的时效性和准确性。
无人机平台可以覆盖大范围的监测区域，并且能够实现多维度的监测，满足不同领域对环境监测数据的需求。
基于无人机的多传感器环境监测平台还存在一些挑战。
无人机的续航能力仍然是一个制约因素。
当前无人机的续航时间较短，无法满足长时间、大范围的监测任务。
一种基于无人机的多传感器环境监测平台
一种基于无人机的多传感器环境监测平台随着环境污染和气候变化问题的不断恶化，传统的环境监测手段已经不能满足人们对环境的监测需求。
无人机可以在一定程度上弥补传统监测手段的不足，因此基于无人机的多传感器环境监测平台越来越受到人们的关注。
基于无人机的多传感器环境监测平台可以搭载不同种类的传感器，例如空气质量传感器、光学相机、红外相机、水质检测传感器等，可以实现对环境的全方位、多角度监测。
通过无人机在不同高度、不同视角下的数据采集，可以获取更全面、更准确的环境数据，为环境管理部门提供更有价值的决策支持。
无人机技术具有以下几个优势，使得基于无人机的多传感器环境监测平台成为了越来越受欢迎的选择。
首先，无人机可以在不同高度、不同视角下进行监测，能够覆盖面积较广的区域，可以快速获取大量的数据。
无人机具有灵活多变的航线规划能力，可以根据不同的监测需求制定不同的飞行计划，实现全面监测。
其次，无人机可以在较短的时间内覆盖到较复杂、较危险的环境，例如森林、山区、海岸线等。
传统的监测手段往往需要大量的人力、物力和时间投入，而且会受到环境条件的限制，监测难度较大。
而无人机能够直接飞入到监测区域，实时获得监测数据，大大提高了监测效率。
最后，无人机具有高精度、高分辨率的成像能力，可以对环境进行全方位、多角度的观测和测量。
例如可以利用光学相机进行图像拍摄，获取成像质量更高、分辨率更大的监测数据。
同时，利用红外相机也可以获取到红外信息，可以更细致地了解环境中的温度变化情况，以及不同物质的热特征。
基于无人机的多传感器环境监测平台，不仅可以在环境监测方面发挥重要作用，而且还具有广泛的应用前景。
例如，在灾害预警方面，无人机可以快速覆盖灾区，获取实时的灾情数据，为灾害应急救援提供有力的支持。
在农业生产方面，无人机可以利用水稻、小麦、玉米等主要农作物的光谱特征获取作物信息，从而帮助农民更好地了解作物生长情况，进一步提高农业生产效率和质量。
综上所述，基于无人机的多传感器环境监测平台是一种高效、便捷、准确的监测手段，具有广泛的应用前景和发展空间。
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920597521.8
(22)申请日 2019.04.28
(73)专利权人 四川中联云控科技有限公司
地址 610000 四川省成都市郫都区德源镇
(菁蓉镇)胜利北街189号3楼
(72)发明人 张帅
(74)专利代理机构 北京天奇智新知识产权代理
有限公司 11340
代理人 杨春
(51)Int.Cl.
G01D 21/02(2006.01)
(54)实用新型名称
一种基于无人机的多传感器无线环境监测
系统
(57)摘要
本实用新型公开了一种基于无人机的多传
感器无线环境监测系统，包括地面环境监测及指
挥中心、4G/5G基站、无人机空中监测子系统、无
人机地面控制终端、地面指挥车、数据库服务器、
监控服务器、地面监控终端、监测数据PC机和电
视墙，所述地面环境监测及指挥中心包括无人机
地面控制终端、地面指挥车、数据库服务器、监控
服务器、地面监控终端，所述地面环境监测及指
挥中心通过4G/5G基站与无人机空中监测子系统
无线通信，所述数据库服务器、监控服务器分别
与监测数据PC机和电视墙连接。
本实用新型结合
无人机实现了对于监测点空中各类环境数据的
科学、全面、精确监测，并可以实时预警执法处
理，
对于治理大气污染具有重要价值。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 209485436 U 2019.10.11
C N 209485436
U
权 利 要 求 书1/1页CN 209485436 U
1.一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，包括地面环境监测及指挥中心(1)、4G/5G基站(2)、无人机空中监测子系统(3)、无人机地面控制终端(4)、地面指挥车(5)、数据库服务器(6)、监控服务器(7)、地面监控终端(8)、监测数据PC机(9)和电视墙(10)，所述地面环境监测及指挥中心(1)包括无人机地面控制终端(4)、地面指挥车(5)、数据库服务器(6)、监控服务器(7)、地面监控终端(8)，所述地面环境监测及指挥中心(1)通过4G/5G基站(2)与无人机空中监测子系统(3)无线通信，所述数据库服务器(6)、监控服务器(7)分别与监测数据PC机(9)和电视墙(10)连接；所述无人机空中监测子系统(3)包括飞控计算机单元(31)和与飞控计算机单元(31)连接的污染气体传感器(32)、粉尘传感器(33)、摄像头(34)、气象传感器(35)、电源模块(37)、存储模块(38)、4G/5G无人机图传模块(39)、4G/5G无线通讯模块(310)、GPS模块(311)，所述电源模块(37)还连接太阳能电池板(36)。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，所述污染气体传感器(32)包括但不限于二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、二氧化硫传感器、氮氧化物传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，所述粉尘传感器(33)型号为DSM501。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，所述气象传感器(35)包括但不限于风速传感器、温湿度传感器、大气压力传感器、雨雪传感器、光照度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，所述电源模块(37)为锂电池。
6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的多传感器无线环境监测系统，其特征在于，所述地面监控终端(8)为手机或者PDA。
2。