一种基于无人机的水面油污监测方法和装置制造方法

一种基于无人机的水面油污监测方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于无人机的水面油污监测方法，包括以下步骤：步骤一、无人机在划定区域内巡回飞行，实时记录当前位置，并对所在区域拍照；步骤二、无人机上的热红外传感器探测到油污，根据水和油膜不同的辐射能量而获得水面油膜影像，可由此确定油膜厚度和分布，推算总溢油量，同时记录所处位置；步骤三、计算所需消油剂数量。基于以上方法的水面油污监测装置，包括主控单元、红外传感单元、GPS定位单元、图像采集单元，红外传感单元、GPS定位单元和图像采集单元均与主控单元相连。利用无人机红外遥感技术监测水面石油污染，可作为卫星、航天航空遥感的有力补充。
【专利说明】一种基于无人机的水面油污监测方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于无人机的水面油污监测方法和装置，属于无人机遥感监测领域。
【背景技术】
[0002]江河湖海石油污染属于影响范围广、危害时间长、对生态环境破坏大的一种生态污染，石油污染监测已经成为遥感手段监测水面污染中最重要的应用项目之一。遥感技术应用于水面石油污染监测始于1969年，美国利用机载多波段可见光扫描仪对加利福尼亚圣巴巴拉附近的采油区井喷造成的海上石油污染区进行海面石油污染监测，取得了较好的效果。随后，这方面的应用取得了迅速的发展。我国对水面石油污染遥感监测方面的工作起步较晚，1980年由国家海洋局第一海洋研究所首先开始了我国航空遥感监测海洋石油污染的实验性研究工作。
[0003]无人机是一种由无线电遥控或由自身程序控制的不载人飞行器，与卫星遥感，航空航天遥感相比，有着独特的优势，在遥感监测方面可作为它们有益的补充。

【发明内容】

[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种基于无人机的水油污监测方法，包括以下步骤:
步骤一、无人机在划定区域内巡回飞行，实时记录当前位置，并对所在区域拍照；步骤二、无人机上的热红外传感器探测到油污，并检测分析油污带的大小、厚度，记录所处位置；
步骤三、计算所需消油剂数量。
[0005]步骤二中所述热红外传感器工作在8-14 μ m波段，在此波段能够最清晰的探测出水面的石油污染。根据水和油膜不同的辐射能量而获得水面油膜影像。水面油膜影像的灰度层次随油膜厚度的增加而变化，可由此确定油膜厚度和分布，推算总溢油量。
[0006]步骤三中消油剂的用量根据溢油量和消油剂的去油能力而定。
[0007]本发明还涉及基于上述无人机的水油污监测装置，包括主控单元、红外传感单元、GPS定位单元、图像采集单元，红外传感单元、GPS定位单元和图像采集单元均与主控单元相连。所述红外传感单元包括红外辐射计、红外扫描仪、热像仪，图像采集单元为CXD相机。本装置还包括通信单元，主控单元通过通信单元与地面站相连。
[0008]本发明有以下有益效果:1、省时、省力且拍照没有死角；2、无人机小巧灵活、便于控制；3、相对卫星遥感监测、航空航天监测，成本较低，容易实现。
【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1为本发明基于无人机的水面油污监测装置的系统结构图；
图2为本发明基于无人机的水面油污监测方法一种实施例的流程图。【具体实施方式】
[0010]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0011]如图1所示，无人机搭载的设备包括主控单元、红外传感单元、GPS定位单元、图像采集单元和通信单元，主控单元控制无人机起停，并通过程序对其他单元进行控制。
[0012]如图2所示，无人机在划定区域内巡回飞行，同时利用GPS定位系统定位当前位置，利用CCD相机采集水面图像。当红外传感单元感应到油污时，根据水和油膜不同的辐射能量而获得水面油膜影像，进而对油膜的厚度和面积进行分析，同时CCD相机采集油污带的图像数据，否则继续沿预定轨迹飞行。主控单元把分析数据、图像数据、位置信息回传到地面站进行进一步分析，并计算消除油污所需的消油剂的用量。
[0013]以上是本发明的较佳实施方式，但本发明的保护范围不限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，未经创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应以权利要求所限定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种基于无人机的水面油污监测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、无人机在划定区域内巡回飞行，实时记录当前位置，并对所在区域拍照； 步骤二、无人机上的热红外传感器探测到油污，并检测分析油污带的大小、厚度，记录所处位置； 步骤三、计算所需消油剂数量。
2.如权利要求1所述的基于无人机的水面油污监测方法，其特征在于:所述步骤二中热红外传感器工作在8-14 μ m波段。
3.如权利要求1所述的基于无人机的水面油污监测方法，其特征在于:所述步骤二中热红外传感器根据水和油膜不同的辐射能量而获得水面油膜影像。
4.如权利要求3所述的基于无人机的水面油污监测方法，其特征在于:所述水面油膜影像的灰度层次随油膜厚度的增加而变化，可由此确定油膜厚度和分布，推算总溢油量。
5.如权利要求4所述的基于无人机的水面油污监测方法，其特征在于:所述步骤三中消油剂的用量根据溢油量和消油剂的去油能力而定。
6.如权利要求1所述的基于无人机的水面油污监测方法的装置，其特征在于:包括主控单元、红外传感单元、GPS定位单元、图像采集单元，红外传感单元、GPS定位单元和图像采集单元均与主控单元相连。
7.如权利要求6所述的基于无人机的水面油污监测方法的装置，其特征在于:所述红外传感单元包括红外辐射计、红外扫描仪、热像仪。
8.如权利要求6所述的基于无人机的水面油污监测方法的装置，其特征在于:所述图像采集单元为CXD相机。
9.如权利要求6所述的基于无人机的水面油污监测方法的装置，其特征在于:还包括通信单元，主控单元通过通信单元与地面站相连。
【文档编号】G01N21/00GK104034270SQ201410259892
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】吴惠英, 周彬, 陆军, 沙敏, 赵雪凤, 李亮 申请人:江苏恒创软件有限公司