[發(fā)明專利]一種用于船舶廢氣監(jiān)測的四旋翼無人機(jī)

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• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112379050A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬杰;徐世康;張嘉明
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01J5/00;G01C11/02;B64C39/02;G08C17/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發(fā)明提供了一種用于船舶廢氣監(jiān)測的無人機(jī)，屬于船舶廢氣檢測領(lǐng)域，包括無人機(jī)機(jī)體、攝像機(jī)構(gòu)、紅外傳感機(jī)構(gòu)、廢氣檢測機(jī)構(gòu)；攝像機(jī)構(gòu)固定在無人機(jī)的底部；紅外傳感機(jī)構(gòu)固定在無人機(jī)機(jī)體前部；廢氣監(jiān)測機(jī)構(gòu)固定在無人機(jī)機(jī)體頂部。本發(fā)明提供的船舶廢氣監(jiān)測無人機(jī)，在檢測船舶廢氣過程中，無人機(jī)的紅外傳感機(jī)構(gòu)處于開啟狀態(tài)，目的是檢測高溫的船舶排氣口，為無人機(jī)穩(wěn)定跟隨檢測提供支持。同時通過搭載在無人機(jī)上的廢氣檢測機(jī)構(gòu)，可以通過內(nèi)置的線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，較好地解決電化學(xué)氣體傳感器的溫漂和交叉靈敏度的問題，獲得精確的不同種類氣體濃度的數(shù)據(jù)。在飛機(jī)返航過程中，通過無人機(jī)機(jī)體下方的攝像頭檢測降落點的標(biāo)志圖像，實現(xiàn)自主降落。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶廢氣檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于船舶廢氣監(jiān)測的四旋翼無人機(jī)。

背景技術(shù)

我國是一個內(nèi)河航運資源比較豐富的國家，船舶運輸帶來的環(huán)境污染問題也日益突出。據(jù)測算，2013年全國船舶二氧化硫排放量約占全國排放總量的8.4％，氮氧化物排放量占11.3％。目前國內(nèi)僅僅只能對船舶所用油品進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，然而對于船只動力原件損耗等原因帶來的廢氣排放量增大問題難以形成有效的監(jiān)管與治理。

無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。無人機(jī)具有體積小、重量輕、隱蔽性強(qiáng)、便于操作的特性，廣泛應(yīng)用于航拍、檢測、搜救、資源勘查等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的燃油檢查存在著登船難度大效率低、抽檢帶有盲目性和滯后性、只能在港口附近作業(yè)等諸多缺點。當(dāng)前國際上使用較多的方式是在船只煙道中使用抽取監(jiān)測、直接檢測、對比分析船舶排放廢氣的濃度，但此方法仍在諸多弊端：

(1)人工造假可能性高，當(dāng)有海事船靠近抽查時，人工可以偷偷調(diào)整實際排放，會導(dǎo)致傳統(tǒng)海事檢測手段存在漏洞可鉆；

(2)煙道抽取檢測手段麻煩且危險系數(shù)較高，并且無法做到廣泛的抽樣檢測，無法真正做到廢氣排放的監(jiān)察與大氣環(huán)境的治理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于船舶廢氣監(jiān)測的四旋翼無人機(jī)，旨在解決傳統(tǒng)的燃油檢查存在著登船難度大效率低、抽檢帶有盲目性和滯后性、只能在港口附近作業(yè)等諸多缺點的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種用于船舶廢氣監(jiān)測的四旋翼無人機(jī)，包括：無人機(jī)機(jī)體、攝像機(jī)構(gòu)、紅外傳感機(jī)構(gòu)、廢氣檢測機(jī)構(gòu)；

其中，攝像機(jī)構(gòu)設(shè)置于無人機(jī)機(jī)體底部，用于船舶位置監(jiān)測；

紅外傳感機(jī)構(gòu)設(shè)置于無人機(jī)機(jī)體前端，用于尋找船舶排氣口；

廢氣檢測機(jī)構(gòu)設(shè)置于無人機(jī)機(jī)體頂部，用于檢測船舶廢氣成分及濃度；

無人機(jī)機(jī)體上固定設(shè)置嵌入式飛行控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)傳輸模塊，飛行控制系統(tǒng)用于與地面的遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行無線連接，根據(jù)指令對無人機(jī)的飛行進(jìn)行控制；數(shù)據(jù)傳輸模塊連接攝像機(jī)構(gòu)、紅外傳感機(jī)構(gòu)及廢氣檢測機(jī)構(gòu)，用于接收攝像機(jī)構(gòu)、紅外傳感機(jī)構(gòu)及廢氣檢測機(jī)構(gòu)傳輸?shù)男盘枺⑼ㄟ^無線通信的方式發(fā)送至地面的遠(yuǎn)程控制端。

其中，紅外傳感機(jī)構(gòu)包括：

紅外攝像頭基座，通過一固定銅柱安裝在無人機(jī)機(jī)體前部；

紅外傳感攝像頭，通過固定螺栓孔安裝在紅外攝像頭基座上。

其中，紅外攝像頭基座由一塊亞克力平板及四角的固定銅柱構(gòu)成，平板中間有用于通過信號線的圓孔。

其中，廢氣檢測機(jī)構(gòu)包括：減震底板，固定設(shè)置于無人機(jī)機(jī)體頂部；減震底板表面設(shè)置齒輪和齒條，齒輪和齒條的棘齒相互嚙合，且廢氣檢測傳感器設(shè)置于齒條末端。