基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统的制作方法

本发明属于大气探测，具体涉及基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统。

背景技术：

1、大气探测是指对地球大气圈及其密切相关的水圈、冰雪圈、岩石圈(陆面)、生物圈等的物理、化学、生物特征及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理的过程。其探测对象包括近地层大气、高空大气以及一些特殊区域的大气(如大气边界层、城市热岛环流、峡谷风场、海陆风场等)。

2、现有技术存在以下问题：

3、1、目前大气三维结构观测效果不佳，且无法实现动态观测，对大气监测的数据反馈不及时，获取数据不精确，无法满足大气探测的需要，对大气复合污染来源和成因机制信息获取量不足；

4、2、在大气探测过程中对异常数据信息记录不精确，在动态监测过程中无法确定异常数据产生的位置和事件，影响大气探测信息的精度，且在长时间动态观测时仪器续航能力不佳，经常需要充电，影响工作效率。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，具有工作能力强、信息获取稳定精确、数据记录精准和续航能力强的特点。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，包括：

3、驾驶模块，用于对无人车载平台进行控制，并基于卫星导航精确设定行驶路线；

4、供电模块，通过蓄电池对监测仪器进行供电，并可实时查看电量状态；

5、监测模块，用于对大气三维结构动态观测、大气边界层理化结构立体动态观测和对大气复合污染来源进行监测；

6、异常数据记录模块，用于对超出理论阈值的的数据进行记录，并对异常数据产生的时间和地点进行记录；

7、数据传输模块，采用公网传输4g/5g通讯及卫星通讯双网并行的无人车监测数据传输装置对监测数据进行传输；

8、控制模块，通过远程服务端远程控制设备的启停、故障自检、无人车载平台路线规划等控制；

9、光伏充电模块，在温湿度适宜的情况工作并对蓄电池进行充电。

10、在本发明中进一步的；所述监测模块和无人车载平台之间还设置有固定组件，固定组件包括安装支架及缓冲设置，采用机架式设计，可根据不同的应用场景及应用方式安装不同的观测仪器。

11、在本发明中进一步的；所述驾驶模块包括算法端、client端和云存储端，其中，算法端包括面向传感、感知和决策等关键步骤的算法；client端包括ros操作系统及硬件系统；云存储端包括数据存储模块、模拟高精度地图绘制模块及深度学习模型训练模块。

12、在本发明中进一步的；所述监测模块包括激光雷达、微波辐射计、空气质量站和道路积尘负荷设备，且经过改装适用于无人车载平台。

13、在本发明中进一步的；所述监测模块还包括对无人车载平台顶部改造结构，包括车顶预留观测取样杆通道和车顶光学观测窗。

14、在本发明中进一步的；所述异常数据记录模块包括阈值设定模块、时间记录模块、位置记录模块和数据存储模块，其中阈值设定模块用于设定预测的数据范围，时间记录模块和位置记录模块用于对监测过程中超出阈值的数据产生时间和无人车载平台的位置进行记录。

15、在本发明中进一步的；所述数据传输模块包括安装基座、固定机构、卫星通讯机构和公网传输模块，且公网传输模块及卫星通讯机构双网并行使用。

16、在本发明中进一步的；所述光伏充电模块包括光伏板、充电控制器、逆变器和温湿度传感器，其中温湿度传感器用于对光伏板的使用环境进行检，充电控制器用于将多余的电能以化学能的形式储存在蓄电池中。

17、在本发明中进一步的；所述系统分为硬件部分和软件部分，其中硬件部分集成于无人车载平台上和远程控制端，软件部分基于windows操作系统和android系统运行实现。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1、本发明通过设置固定组件，采用机架式设计，根据不同的应用场景及应用方式安装不同的观测仪器，保证大气观测仪器安装的质量和稳定性，同时确保观测效果，提高大气数据收集的精确性，保证大气三维结构动态观测、大气边界层理化结构立体动态观测和对大气复合污染来源观测的效果。

20、2、本发明通过采用公网传输4g/5g通讯及卫星通讯双网并行的无人车监测数据传输装置对监测数据进行传输，防止大气观测数据与无人车载平台控制信息在传输时出现冲突，保证数据反馈的及时性和准确性，提升无人车载平台行驶过程中数据传输的稳定性及安全性。

21、3、本发明通过设置异常数据记录模块，可精确的对异常数据产生的时间地点进行记录，便于在动态观测时重新设定无人车在平台的行驶路线再次观测数据，提高数据收集的精确性，降低误差，保证科学的严谨性。

22、4、本发明通过设置光伏充电模块对观测仪器使用的蓄电池进行充电，提高设备的续航性能，保证长时间动态观测的效果，提高工作质量，

技术特征：

1.基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，其特征在于：所述监测模块和无人车载平台之间还设置有固定组件，固定组件包括安装支架及缓冲设置，采用机架式设计，可根据不同的应用场景及应用方式安装不同的观测仪器。

3.根据权利要求1所述的基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，其特征在于：所述驾驶模块包括算法端、client端和云存储端，其中，算法端包括面向传感、感知和决策等关键步骤的算法；client端包括ros操作系统及硬件系统；云存储端包括数据存储模块、模拟高精度地图绘制模块及深度学习模型训练模块。

4.根据权利要求1所述的基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，其特征在于：所述监测模块包括激光雷达、微波辐射计、空气质量站和道路积尘负荷设备，且经过改装适用于无人车载平台。

5.根据权利要求1所述的基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，其特征在于：所述监测模块还包括对无人车载平台顶部改造结构，包括车顶预留观测取样杆通道和车顶光学观测窗。

6.根据权利要求1所述的基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，其特征在于：所述异常数据记录模块包括阈值设定模块、时间记录模块、位置记录模块和数据存储模块，其中阈值设定模块用于设定预测的数据范围，时间记录模块和位置记录模块用于对监测过程中超出阈值的数据产生时间和无人车载平台的位置进行记录。

7.根据权利要求1所述的基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，其特征在于：所述数据传输模块包括安装基座、固定机构、卫星通讯机构和公网传输模块，且公网传输模块及卫星通讯机构双网并行使用。

8.根据权利要求1所述的基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，其特征在于：所述光伏充电模块包括光伏板、充电控制器、逆变器和温湿度传感器，其中温湿度传感器用于对光伏板的使用环境进行检，充电控制器用于将多余的电能以化学能的形式储存在蓄电池中。

9.根据权利要求1-8任一所述的基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，其特征在于：所述系统分为硬件部分和软件部分，其中硬件部分集成于无人车载平台上和远程控制端，软件部分基于windows操作系统和android系统运行实现。

技术总结
本发明公开了基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，属于大气探测技术领域基于无人车载平台的大气三维结构动态观测系统，包括：驾驶模块，用于对无人车载平台进行控制，并基于卫星导航精确设定行驶路线；供电模块，通过蓄电池对监测仪器进行供电，并可实时查看电量状态；监测模块，用于对大气三维结构动态观测、大气边界层理化结构立体动态观测和对大气复合污染来源进行监测；本发明通过设置固定组件，采用机架式设计，根据不同的应用场景及应用方式安装不同的观测仪器，保证大气观测仪器安装的质量和稳定性，保证大气三维结构动态观测、大气边界层理化结构立体动态观测和对大气复合污染来源观测的效果。

技术研发人员：郭强,白钢
受保护的技术使用者：北京瑞蒙特科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12