[發明專利]一種基于TDLAS傳感器的氣體泄漏源搜索方法

有效

• 申請號: 201811601199.8
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109738365B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 孟慶浩;戴旭陽;靳荔成
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種基于TDLAS傳感器的氣體泄漏源搜索方法，以地面式移動機器人配合云臺的方式進行傳感器光路的動態規劃，包括下列步驟：

[1]地圖及環境參數的初始化；設置待搜索區域每個柵格在初始時刻被判別為氣味源的概率P₀(r)；初始化源釋放率R、氣體擴散率D參數；

[2]采集當前位置r處的氣味包捕獲次數k和風矢量信息，利用貝葉斯推斷更新后驗概率，首先預測出當氣體擴散源在傳感器檢測光路上時，柵格地圖中各點可檢測到的濃度值其次利用該預測濃度值求取貝葉斯推斷模型中似然函數的泊松分布系數其中dt為時間間隔，q為氣味包從源出發到消失經歷的平均長度，a為傳感器有效搜索半徑；最后經標準化相似度處理，更新當前時刻的后驗概率分布P_t(r)；

[3]計算當前時刻全局地圖信息熵值：若熵值低于一定閾值，則令傳感器光路以概率最大點為中心、一定長度為半r徑做360度掃描，通過計算掃描光路所圍閉合曲線上的氣味包通量進行源確認，以此克服局部濃度過高導致的自陷問題；若熵值仍高于設定閾值，則繼續下一時刻的搜索路徑規劃；

[4]規劃下一時刻的傳感器光路；根據待定目標點，確定傳感器待定探測線路，以當前時刻概率分布估算光路移動到各個傳感器待定探測線路的后驗概率分布及其對應熵值，并選取信息熵減少最大的一條線路作為下一時刻傳感器光路的待定探測區域；

[5]機器人通過自身運動及云臺轉動，使傳感器光路移動到指定區域，并開始下一時刻的迭代計算。