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【学术】阿联酋大学研发专用于气体检测的自动无人机

2019-01-31 17:35 性质:原创 作者:陈浩南 来源:无人机网
  自从第一架现代消费级无人机向公众推出以来,无人机就成为一个炙手可热的话题,并且凭借其众多突出的优势,如今也在各个领域有所应用。其中无人机...

  自从第一架现代消费级无人机向公众推出以来,无人机就成为一个炙手可热的话题,并且凭借其众多突出的优势,如今也在各个领域有所应用。其中无人机在商业、科研、军事、检测和娱乐领域的应用正在加速扩展。当然也有更多的专家学者也在积极探索无人机更广泛的应用领域。日前,阿联酋大学工程学院电气工程系的一个研究小组发布的一篇论文中表达其试图从不同角度论述基于无人机的气体传感系统。

图/FLIR热成像相机作业数据

  研究无人机的自主控制及相关问题

  论文中,科研小组首先研究了无人机自主控制及相关问题,然后对不同的气体传感机制进行了比较,最后再进行筛选。在论文的开头,研究人员针对当下几个流行的无人机应用,包括但不限于:

  · 物流交付

  · 危险区域检测

  · 军事用途

  · 农业用途

  作者指出:“目前有各种各样的气体传感技术可供选择来满足气体检测和监测目的。气体传感器可用于各种应用场景,最常见的是安全系统中的应用。而常见的气体传感技术包括热,电化学,质量,电流,电位,电导和光学传感。”

  基于以上,研究人员开发了一种自动无人机气体传感系统,该系统由三个子系统组成:分别是地面站、无人机平台及其处理单元。他们使用DJI 100 Matrice四轴飞行器作为气体传感器装置的飞行平台。"

图/自动无人机气体传感系统

  避障和自主控制

  研究人员也通过研究各种传感器和视觉设备来实现飞行平台的避障功能,应用最先进的技术可以有效帮助飞机识别并快速反应避开障碍物。

  关于飞机的自主飞行功能,研究人员进一步解释:

  “为了实现自主飞行,无人机从GPS中获得的位置坐标至关重要。通常,实现这个功能有两种方法。一是提前编排行程坐标并编程无人机使其遵循预定的行程飞行。在这种情况下,传感器可以保存数据,检查员可以事后提取。二是使用当前位置坐标来确定无人机下一个点的位置。”

  此外,他们也通过无人机的飞行距离、速度和时间的公式来计算。而借助超声波传感器,可以检测无人机的运动方向侧面以及上方的物体。

  一种将无人机控制与气体传感技术相结合的气体传感系统

  最终他们研制出的气体传感系统,为用户提供两种不同的功能配置:

  1、气体分布图(GDM),用以显示调查区域的气体浓度分布

  2、检测气体泄漏的热成像,可用于目标和环境温度对人类健康构成威胁的恶劣环境检测

图/气体分布图(GDM)示例

  访问链接阅读论文原文:https://www.researchgate.net/publication/322408793_Development_of_autonomous_drone_for_gas_sensing_application

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