一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置的制作方法

本发明涉及危化气体监测，具体涉及一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置。

背景技术：

1、危化气体通常具有易燃、易爆、有毒有害等特性，一旦泄漏，很可能对人员安全构成直接威胁。通过实时监测危化气体的浓度和泄漏情况，监测装置能够及时发出警报，提醒人员迅速采取应急措施，避免或减少伤害事故的发生。

2、目前，危化气体泄露监测装置主要分为主动式检测和被动式检测，主动式检测通常采用主动式传感器或化学传感器进行直接检测，但其存在成像效果不佳、实时性差的问题；

3、被动式检测主要是通过收集危化气体释放的红外辐射，使用红外相机捕捉红外辐射图像，并通过图像处理技术进行分析和识别。然而，仅依靠红外相机，其成像效果受到环境光照强度和气体浓度的影响，无法提供高分辨率和高灵敏度的成像效果，因此，对于低浓度或光照弱的危化气体泄露，很难准确识别和定位。同时，现有技术中的气体泄露监测装置通常固定在特定位置，无法覆盖大面积区域，这种限制导致监测范围有限，只能检测到靠近监测装置的泄露源，无法实现全方位监测和报警。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置，解决了现有技术中危化气体泄露监测装置灵敏度较低以及覆盖范围有限的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置，包括装载在无人机本体上的主机，所述主机的底部安装有用于俯仰和水平方向扫描转动的云台扫描头，且主机通信连接有位于地面控制中心的主控计算机；

4、所述主机内安装有信号处理模组、主控模组和红外光谱探测模组，所述红外光谱探测模组用于对危化气体的红外光谱信号进行分析处理；

5、所述云台扫描头上安装有光窗组件和光电舱组件，所述光窗组件用于危化气体多光谱信号的入射，所述云台扫描头内安装有反射组件，且反射组件用于将从光窗组件入射的多光谱信号反射至主机内的红外光谱探测模组，所述光电舱组件包括可见光相机组件和红外热成像组件。

6、作为本发明进一步的方案：所述红外光谱探测模组、可见光相机组件和红外热成像组件分别与信号处理模组电性连接，所述信号处理模组与主控模组电性连接，所述主控模组与地面控制中心的主控计算机无线通信连接。

7、作为本发明进一步的方案：所述可见光相机组件用于捕获危化气体泄漏区域的可见光图像数据，所述红外热成像组件用于捕捉危化气体泄漏区域的热辐射，生成热图像数据。

8、作为本发明进一步的方案：所述无人机本体的底部安装有减震支架，所述主机固定安装在减震支架上。

9、作为本发明进一步的方案：所述主机的背部设置有航插插头，所述航插插头与无人机本体之间安装有用于供电和通信的组合线缆。

10、作为本发明进一步的方案：所述主机内还安装有电源管理模组和电机驱动器模组，所述电机驱动器模组用于控制云台扫描头俯仰和水平方向的扫描转动。

11、作为本发明进一步的方案：所述电源管理模组与无人机本体的内部电源电性连接，且电源管理模组分别与信号处理模组、主控模组、红外光谱探测模组、电机驱动器模组和光电舱组件电性连接。

12、作为本发明进一步的方案：所述信号处理模组用于对红外光谱探测模组、可见光相机组件和红外热成像组件的生成数据进行处理融合，生成傅立叶红外图像数据，所述主控模组用于将信号处理模组生成的傅立叶红外图像数据输送给主控计算机，所述主控计算机根据接收到的图像数据进行分析处理，识别和定量目标气体并及时报警。

13、作为本发明进一步的方案：所述反射组件包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜随方位轴系转动，所述第二反射镜随俯仰轴系转动。

14、本发明的有益效果：

15、1、本发明中，通过在无人机本体上装载带有云台扫描头的主机，配合云台扫描头俯仰和水平方向的扫描转动，能够实现对大范围区域的监测，覆盖更广的场景，无人机本体的机动性使得装置能够快速移动并获取多个区域的气体泄露情况，为更细致的监测提供支持。

16、2、本发明中，通过云台扫描头上的光窗组件便于危化气体多光谱信号的入射，配合反射组件便于将入射的多光谱信号反射至主机内的红外光谱探测模组，从而方便对危化气体的红外光谱信号进行处理，同时，利用可见光相机组件和红外热成像组件方便捕获危化气体泄漏区域的可见光图像数据以及捕捉危化气体泄漏区域的热辐射，生成热图像数据，主机内的信号处理模组对红外光谱探测模组、可见光相机组件和红外热成像组件的生成数据进行处理融合，形成傅立叶红外图像数据传输给地面控制中心的主控计算机，从而方便快速准确地识别危化气体泄露。

17、3、本发明中，通过采用被动式傅立叶变换红外成像技术，获取更丰富的光谱信息，提高成像的分辨率和灵敏度，能够准确识别低浓度或光照弱的危化气体泄露，通过搭载在无人机平台上，使得装置能够实现对大范围区域的监测，覆盖更广的场景，无人机平台上的装置与地面控制中心实现数据通信，能够实时传输傅立叶变换红外图像数据进行进一步的分析和处理，这样能够快速准确地识别危化气体泄露，并及时报警，提高应急反应和处理效率。

技术特征：

1.一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置，其特征在于，包括装载在无人机本体(1)上的主机(2)，所述主机(2)的底部安装有用于俯仰和水平方向扫描转动的云台扫描头(3)，且主机(2)通信连接有位于地面控制中心的主控计算机(4)；

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置,其特征在于，所述红外光谱探测模组(203)、可见光相机组件(3021)和红外热成像组件(3022)分别与信号处理模组(201)电性连接，所述信号处理模组(201)与主控模组(202)电性连接，所述主控模组(202)与地面控制中心的主控计算机(4)无线通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置,其特征在于，所述可见光相机组件(3021)用于捕获危化气体泄漏区域的可见光图像数据，所述红外热成像组件(3022)用于捕捉危化气体泄漏区域的热辐射，生成热图像数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置,其特征在于，所述无人机本体(1)的底部安装有减震支架(5)，所述主机(2)固定安装在减震支架(5)上。

5.根据权利要求1所述的一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置,其特征在于，所述主机(2)的背部设置有航插插头(6)，所述航插插头(6)与无人机本体(1)之间安装有用于供电和通信的组合线缆。

6.根据权利要求1所述的一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置,其特征在于，所述主机(2)内还安装有电源管理模组(204)和电机驱动器模组(205)，所述电机驱动器模组(205)用于控制云台扫描头(3)俯仰和水平方向的扫描转动。

7.根据权利要求6所述的一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置,其特征在于，所述电源管理模组(204)与无人机本体(1)的内部电源电性连接，且电源管理模组(204)分别与信号处理模组(201)、主控模组(202)、红外光谱探测模组(203)、电机驱动器模组(205)和光电舱组件(302)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置,其特征在于，所述信号处理模组(201)用于对红外光谱探测模组(203)、可见光相机组件(3021)和红外热成像组件(3022)的生成数据进行处理融合，生成傅立叶红外图像数据，所述主控模组(202)用于将信号处理模组(201)生成的傅立叶红外图像数据输送给主控计算机(4)，所述主控计算机(4)根据接收到的图像数据进行分析处理，识别和定量目标气体并及时报警。

9.根据权利要求1所述的一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置,其特征在于，所述反射组件包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜随方位轴系转动，所述第二反射镜随俯仰轴系转动。

技术总结本发明公开了一种基于无人机平台的危化气体遥测成像报警装置，涉及危化气体监测技术领域，解决了现有技术中危化气体泄露监测装置灵敏度较低以及覆盖范围有限的技术问题；包括装载在无人机本体上的主机，主机的底部安装有用于俯仰和水平方向扫描转动的云台扫描头，且主机通信连接有位于地面控制中心的主控计算机；主机内安装有信号处理模组、主控模组和红外光谱探测模组，红外光谱探测模组用于对危化气体的红外光谱信号进行分析处理。本发明采用被动式傅立叶变换红外成像技术，获取更丰富的光谱信息，提高成像的分辨率和灵敏度，能够准确识别低浓度或光照弱的危化气体泄露，搭载在无人机平台上，能够实现对大范围区域的监测，覆盖更广的场景。技术研发人员：时新松,牛翔,朱丽丽,张俊,李超受保护的技术使用者：安徽砺剑防务科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25