四川巴斯德环境保护科技有限责任公司李斌获国家专利权
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龙图腾网获悉四川巴斯德环境保护科技有限责任公司申请的专利基于双无人机协同梯度检测的污染源快速溯源方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120908391B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511438391.X,技术领域涉及:G01N33/00;该发明授权基于双无人机协同梯度检测的污染源快速溯源方法及系统是由李斌;何涛设计研发完成,并于2025-10-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于双无人机协同梯度检测的污染源快速溯源方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供了基于双无人机协同梯度检测的污染源快速溯源方法及系统,属于环境监测与无人机应用技术领域,方法包括:初始化系统参数;部署第一无人机在初始位置悬停,测量初始位置的大气污染物浓度值记为第一浓度值;控制第二无人机绕飞,测量污染物浓度值记为第二浓度值;计算污染物浓度梯度值;基于浓度梯度值,确定0°~360°全周范围内大气污染物浓度梯度最大的方向记为最大梯度方向;控制第二无人机移动至最大梯度方向与绕飞圆周的交点位置悬停;控制第一无人机绕飞,重复浓度梯度测量与最大梯度方向确定过程;交替执行操作。本发明通过两台无人机交替绕飞与悬停的工作模式,实现快速高效的污染源定位。
本发明授权基于双无人机协同梯度检测的污染源快速溯源方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于双无人机协同梯度检测的污染源快速溯源方法,其特征在于,包括: S101:初始化系统参数,所述系统参数包括无人机绕飞的预设半径、无人机绕飞时的等角度间隔点数量、用于判定溯源终止的浓度梯度阈值以及用于判定溯源收敛的无人机位置变化设定值; S102:部署第一无人机在初始位置悬停,通过第一无人机搭载的大气污染传感器测量该初始位置的大气污染物浓度值,记为第一浓度值; S103:控制第二无人机以第一无人机为圆心、以预设半径为圆周进行绕飞,在多个等角度间隔点上分别停留,通过第二无人机搭载的大气污染传感器测量各停留点的大气污染物浓度值,记为第二浓度值; S104:根据第一浓度值、第二浓度值以及预设半径,计算第二无人机在各等角度间隔点与第一无人机的大气污染物浓度梯度值; S105:基于S104计算得到的各浓度梯度值,确定0°~360°全周范围内大气污染物浓度梯度最大的方向,记为最大梯度方向; S106:控制第二无人机移动至最大梯度方向与S103中绕飞圆周的交点位置,并在该交点位置悬停; S107:控制第一无人机以S106中悬停的第二无人机为圆心、以预设半径为圆周进行绕飞,在多个等角度间隔点上分别停留并测量各停留点的大气污染物浓度值,重复S104~S105的浓度梯度测量与最大梯度方向确定过程; S108:交替执行S103~S107的操作,即依次以当前悬停的无人机为圆心、另一无人机为绕飞无人机进行浓度测量、浓度梯度值计算与最大梯度方向确定,并控制绕飞无人机移动至最大梯度方向与绕飞圆周的交点悬停; S109:每次迭代后检查终止条件,根据浓度梯度阈值与无人机位置变化设定值判断是否满足溯源终止条件,若满足则终止溯源过程,若不满足则继续交替执行; 第二无人机绕飞时的等角度间隔点数量至少为8个,各等角度间隔点之间的角度差相等,通过增加等角度间隔点数量提升0°~360°全周范围内浓度梯度检测的准确性; S106中,根据S103~S105的测量与计算结果,触发对应特殊处理流程: 若所有等角度间隔点的浓度梯度值之差均≤0.01ugm3,则启动测量点加密流程,将绕飞等角度间隔点数量从初始的至少8个加密至36个,各间隔点之间角度差为10°,并重新执行S103~S105; 若初始检测到1个浓度梯度大值方向,且加密至36个等角度间隔点后发现2个及以上梯度大值区域、且各梯度大值区域间夹角>10°,则启动双机同心圆加密监测流程,所述双机同心圆加密监测流程包括: S111:记录S106加密观测完成后第一无人机的当前悬停位置,记为同心圆的圆心; S112:控制第二无人机以所述圆心为中心、以50米为半径绕飞,在36个等角度间隔点上测量各点大气污染物浓度值; S113:控制第一无人机以所述圆心为中心、以100米为半径绕飞,在36个等角度间隔点上测量各点大气污染物浓度值; S114:控制第二无人机以所述圆心为中心、以150米为半径绕飞,在36个等角度间隔点上测量各点大气污染物浓度值,若绕飞过程中检测到某点的浓度梯度值<0.01ugm3,则提前终止该半径的绕飞操作,并优先对该点所在区域重启S107~S109的操作; S115:控制第一无人机以所述圆心为中心、以200米为半径绕飞,在36个等角度间隔点上测量各点大气污染物浓度值,直至无人机剩余电量低于安全阈值;完成双机同心圆加密监测流程后,基于排查到的所有梯度大值区域,按浓度梯度值从大到小的顺序依次重启S107~S109的操作; S107~S109中,若S106已启动测量点加密流程,即加密至36个等角度间隔点,则第一无人机与第二无人机的绕飞操作均沿用36个等角度间隔点。
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