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申请/专利权人：生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所)

摘要：本发明提供了基于无人机集群的智能巡查系统，其包括无人机群，若干停机坪和云端服务器；无人机群的每个无人机用于对目标水域的特定区域进行飞行巡查监测；停机坪与无人机一一对应，用于控制无人机在飞行巡查监测过程中的飞行状态，以及收集无人机在飞行巡查监测过程中采集得到的影像数据；云端服务器用于接收影像数据，并对影像数据进行分析处理，确定目标水域的水质状态；上述无人机巡查系统通过设置多个停机坪与无人机群中的无人机进行一对一的控制，每个无人机只对目标水域的其中一个特定区域进行飞行巡查监测，这样能够保证无人机群对目标水域全范围进行同步监测，及时准确地识别目标水域的水体水质污染情况。

主权项：1.基于无人机集群的智能巡查系统，其包括无人机群，若干停机坪和云端服务器，其特征在于：所述无人机群包括相互独立工作的若干无人机，每个无人机用于对目标水域的特定区域进行飞行巡查监测；若干停机坪间隔分布在所述目标水域的周围，所述停机坪与所述无人机一一对应，用于供所述无人机使用；所述停机坪包括控制塔台和充电终端；所述控制塔台与所述无人机通信连接，用于控制所述无人机在飞行巡查监测过程中的飞行状态，以及收集所述无人机在飞行巡查监测过程中采集得到的影像数据；所述充电终端用于当所述无人机停靠在所述停机坪时，对所述无人机进行充电；所述云端服务器与所有停机坪的控制塔台连接，用于接收所述影像数据，并对所述影像数据进行分析处理，确定所述目标水域的水质状态；所述控制塔台与所述无人机无线通信连接；所述控制塔台能够向所述无人机发送第一控制指令，用于控制所述无人机的飞行路径、飞行高度和飞行速度中的至少一者，第一控制指令为预先设置在控制塔台中的控制指令或者由云端服务器临时向控制塔台发出的控制指令；所述控制塔台还能够向所述无人机发送第二控制指令，用于控制所述无人机对所述目标水域的特定区域进行拍摄，从而得到关于特定区域的局部影像数据，控制塔台能够将局部影像数据发送到云端服务器；云端服务器能够将局部影像数据拼接成全局影像数据，并将全局影像数据与存储的历史影像数据进行对比，将数据差超过预定范围的区域判定为用于异常区域，并且获取该异常区域的位置信息，然后将位置信息发送到对应的控制塔台，控制塔台控制对应的无人机起飞并对其所属范围的异常区域进行巡查，并在巡查过程中对所属范围的异常区域进行相比于拍摄局部影像数据时无人机的高度更低的低空拍摄以及采集水样检测，获取比所述局部影像数据更高分辨率的遥感影像、视频影像以及更加准确的水质检测结果，用于分析发生数据异常水域的原因，及时发现水质污染状况的变化；所述控制塔台向所述无人机发送第一控制指令，指示所述无人机飞行上升到预定初始高度，从而使所有无人机沿着预定路线在所述目标水域的上空分布；所述控制塔台还向所述无人机发送第一控制指令，指示所述无人机在所述预定初始高度的基础进行飞行高度调整，再根据所述无人机当前的定位信息和调整后的飞行高度，控制所述无人机的飞行速度；所述控制塔台还向所述无人机发送第二控制指令，指示所述无人机的摄像机调整自身的拍摄焦距；所述控制塔台向所述无人机发送第一控制指令，指示所述无人机飞行上升到预定初始高度，从而使所有无人机沿着预定方向依次呈高低交错的形式在所述目标水域的上空分布具体包括：每个控制塔台分别向对应的无人机发送第一控制指令，指示所述无人机飞行上升其对应的特定区域上空的预定初始高度，从而使所有无人机沿着预定方向依次呈高低交错的形式在所述目标水域的上空分布，并且所述控制塔台利用下面公式1，根据目标水域的平均水域宽度以及无人机的摄像机的最小拍摄焦距，确定无人机飞行上升的预定初始高度， 在上述公式1中，Hi表示目标水域的第i个特定区域对应的无人机飞行上升的预定初始高度，其单位为m；％表示取余符号；fmin表示无人机的摄像机的最小拍摄焦距，其单位为mm；L表示目标水域的平均水域宽度，其单位为m；n表示无人机的摄像机以最小拍摄焦距拍摄得到的图像中图像像素的宽度值，其单位为mm；以及，所述控制塔台根据所述无人机当前的定位信息和调整后的飞行高度，控制所述无人机的飞行速度具体包括：利用下面公式2，确定所述无人机的飞行速度， 在上述公式2中，Vi_t表示当前时刻第i个特定区域对应的无人机的飞行速度；t表示当前时刻；Vi_t-1表示前一时刻第i个特定区域对应的无人机的飞行速度；t-1表示前一个采样时刻；Vmax表示无人机的最大飞行速度；hi_t表示当前时刻调整后的飞行高度，其单位为米。

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