本发明涉及煤场温度检测预警技术领域，具体是指一种基于无人机的煤场温度智能检测预警方法。
背景技术：
煤炭在我国能源结构中占据着主导地位，其开放式的、露天的存储易受天气、环境和存储时间等因素引起煤垛自燃，造成严重的经济损失和环境污染，及时发现露天煤场的自然隐患位置并采取有效措施，探索新型智能的煤垛温度实时监测方法对露天煤场的安全管理意义重大。目前常见的煤场自燃检测技术，如使用热偶式测温装置，需要人在煤剁上取点插入煤的深处测量，存在危险系数高、工作量大、效率低、测温范围小等问题；再如气体分析法，通过对煤堆外围气体分析预测高温区域温度，不能准确定位高温区域位置和发展变化速度，也不能同时对多个煤堆进行测量。无人机以其部署快、成本低的特点成为露天煤场温度监测的理想载体。因此，急需研究一种采用无人机作为温度监测的方法，可以实现在露天煤场进行全自动自主温度监控预警的工作。
技术实现要素：
本发明的目的是克服以上的技术缺陷，提供一种基于无人机的煤场温度智能检测预警方法，能够及时有效监测和预警煤场状况，挽回经济损失。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于无人机的煤场温度智能检测预警方法，包括无人机和红外热成像仪，所述的无人机包括煤场无人机温度智能检测预警系统，所述的煤场无人机温度智能检测预警系统包括后台监控系统、无人机测量平台和数据传输系统；
所述的后台监控系统包括分析处理数据、发送接收指令、控制无人机、实时拍摄画面显示、设定飞行任务和分析数据管理的各个功能模块，所述的发送接收指令的模块发出信息和处理接受到的信息，设定飞行任务的软件给无人机设定飞行航线，实时拍摄画面显示的模块连接测量软件和分析软件，测量软件用于综合无人机传输回的位置、距离数据拍摄出煤堆的普通画面，分析软件实时分析无人机拍摄的热成像画面，检测温度异常点；
所述的无人机测量平台包括无人机机体、飞行控制器、动力系统、双光相机、激光雷达、气压计、磁罗盘和通讯系统，所述的无人机测量平台以无人机机体为载体，将双光相机、红外热成像仪搭载于无人机机体上，依靠差分定位基站和北斗定位系统，对无人机进行精准定位，通过陀螺仪惯性导航系统完成自主导航，无人机按照航线绕煤场飞行开展煤场测温工作，对煤堆进行红外热拍摄，呈现煤场温度分布图，形成色谱分布图后返航降落；
所述的数据传输系统包括数传电台、图传电台、4g模块和wifi模块，所述的数据传输系统用于后台监控系统和无人机测量平台间的指令传递和信息传输，数传电台和图传电台实现无人机与数据传输系统通讯，数据传输系统和公司服务器通过有线传输。
进一步的，所述的无人机为四轴无人机，续航能力为空载55分钟，满载45分钟，所述的红外热成像仪可达200米高度，可见光下光学30倍，数字200倍。
进一步的，所述的煤场无人机温度智能检测预警系统总体设计具体步骤如下：(1)无人机搭载激光雷达扫描煤堆进行边界打点；(2)无人机自动生成区域扫描航线；(3)通过数据传输系统连接后台控制中心；(4)无人机搭载红外热成像仪执行任务；(5)实时拍摄温度数据回传至控制中心；(6)控制中心软件端实时分析煤堆温度信息；(7)若当前点温度异常无人机悬停采集多组数据进行分析，若当前点温度无异常则继续执行航线飞行；(8)煤场所有煤堆检测完毕返航降落；(9)数据保存并上传系统，形成分析报告。
进一步的，所述的煤场无人机温度智能检测预警系统工作具体步骤如下：(1)开始，控制中心下达任务，执行下一步；(2)无人机平台接收指令，执行下一步；(3)无人机系统启动自检，检测无人机是否正常，若无人机不正常，检测磁罗盘是否正常，检测gps是否正常，检测气压计是否正常，若以上三个检测有一个不正常或一次检测均正常都启动自动或人工校准；若无人机正常及自动或人工校准完毕，执行下一步；(4)根据下达任务进行航线自动飞行，执行下一步；(5)检测无人机航点与煤堆相对位置是否偏差，若存在偏差控制中心下达飞行控制纠偏指令，执行下一步；若无偏差，直接执行下一步；(6)执行预设航线，执行下一步；(7)红外热相机采集煤堆温度信息，执行下一步；(8)温度信息数据传输系统将采集信息传回控制中心，执行下一步，同时无人机自检电量是否充足，若电量不足，则自动返航更换电池，执行断点续航功能，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像；若电量充足，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像；(9)后台控制中心实时处理分析煤堆温度数据，执行下一步；(10)煤堆温度是否异常，若异常，无人机定点悬停确认，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像；若无异常，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像，执行下一步；(11)返航降落保存数据，结束。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明后台监控系统发出信息和分析反馈到的信息，实时拍摄画面显示连接的测量软件用于综合无人机传输回的位置、距离数据拍摄出煤堆的普通画面，分析数据管理实时分析无人机拍摄热成像画面，检测温度异常点；数据传输系统采用无人机自带数传电台和图传电台实现无人机与数据传输系统通讯，用于后台监控系统和无人机测量平台间的指令传递和信息传输；无人机测量平台以无人机机体为载体，将双光相机、红外热成像仪搭载于无人机机体上，依靠差分定位基站和北斗定位系统，对无人机进行精准定位，无人机按照航线绕煤场飞行开展煤场测温工作，对煤堆进行红外热拍摄，呈现煤场温度分布图，形成色谱分布图，能够及时有效监测和预警煤场状况，挽回经济损失。
附图说明
图1是本发明煤场无人机温度智能检测预警系统组成图。
图2是本发明煤场无人机温度智能检测预警系统总体设计流程图。
图3是本发明煤场无人机温度智能检测预警系统工作流程图。
图4是本发明煤场无人机温度智能检测预警系统煤堆生成三维图。
图5是本发明煤场无人机温度智能检测预警系统温度分析图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
一种基于无人机的煤场温度智能检测预警方法，包括无人机和红外热成像仪，所述的无人机包括煤场无人机温度智能检测预警系统，所述的煤场无人机温度智能检测预警系统包括后台监控系统、无人机测量平台和数据传输系统；
所述的后台监控系统包括分析处理数据、发送接收指令、控制无人机、实时拍摄画面显示、设定飞行任务和分析数据管理的各个功能模块，所述的发送接收指令的模块发出信息和处理接受到的信息，设定飞行任务的软件给无人机设定飞行航线，实时拍摄画面显示的模块连接测量软件和分析软件，测量软件用于综合无人机传输回的位置、距离数据拍摄出煤堆的普通画面，分析软件实时分析无人机拍摄的热成像画面，检测温度异常点；
所述的无人机测量平台包括无人机机体、飞行控制器、动力系统、双光相机、激光雷达、气压计、磁罗盘和通讯系统，所述的无人机测量平台以无人机机体为载体，将双光相机、红外热成像仪搭载于无人机机体上，依靠差分定位基站和北斗定位系统，对无人机进行精准定位，通过陀螺仪惯性导航系统完成自主导航，无人机按照航线绕煤场飞行开展煤场测温工作，对煤堆进行红外热拍摄，呈现煤场温度分布图，形成色谱分布图后返航降落；
所述的数据传输系统包括数传电台、图传电台、4g模块和wifi模块，所述的数据传输系统用于后台监控系统和无人机测量平台间的指令传递和信息传输，数传电台和图传电台实现无人机与数据传输系统通讯，数据传输系统和公司服务器通过有线传输。
所述的无人机为四轴无人机，续航能力为空载55分钟，满载45分钟，所述的红外热成像仪可达200米高度，可见光下光学30倍，数字200倍。
所述的煤场无人机温度智能检测预警系统总体设计具体步骤如下：(1)无人机搭载激光雷达扫描煤堆进行边界打点；(2)无人机自动生成区域扫描航线；(3)通过数据传输系统连接后台控制中心；(4)无人机搭载红外热成像仪执行任务；(5)实时拍摄温度数据回传至控制中心；(6)控制中心软件端实时分析煤堆温度信息；(7)若当前点温度异常无人机悬停采集多组数据进行分析，若当前点温度无异常则继续执行航线飞行；(8)煤场所有煤堆检测完毕返航降落；(9)数据保存并上传系统，形成分析报告。
所述的煤场无人机温度智能检测预警系统工作具体步骤如下：(1)开始，控制中心下达任务，执行下一步；(2)无人机平台接收指令，执行下一步；(3)无人机系统启动自检，检测无人机是否正常，若无人机不正常，检测磁罗盘是否正常，检测gps是否正常，检测气压计是否正常，若以上三个检测有一个不正常或一次检测均正常都启动自动或人工校准；若无人机正常及自动或人工校准完毕，执行下一步；(4)根据下达任务进行航线自动飞行，执行下一步；(5)检测无人机航点与煤堆相对位置是否偏差，若存在偏差控制中心下达飞行控制纠偏指令，执行下一步；若无偏差，直接执行下一步；(6)执行预设航线，执行下一步；(7)红外热相机采集煤堆温度信息，执行下一步；(8)温度信息数据传输系统将采集信息传回控制中心，执行下一步，同时无人机自检电量是否充足，若电量不足，则自动返航更换电池，执行断点续航功能，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像；若电量充足，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像；(9)后台控制中心实时处理分析煤堆温度数据，执行下一步；(10)煤堆温度是否异常，若异常，无人机定点悬停确认，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像；若无异常，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像，执行下一步；(11)返航降落保存数据，结束。
本发明在具体实施时，无人机选用四轴的，续航能力为空载55分钟，满载45分钟的型号，红外热成像仪选用高度可达200米，可见光下光学30倍，数字200倍的型号，无人机搭载激光雷达，扫描煤堆进行边界打点后自动生成区域扫描航线，然后通过数据传输系统连接后台控制中心，无人机搭载热成像仪实时拍摄温度数据回传至控制中心。控制中心软件端实时分析煤堆温度信息，若检测到当前点温度异常，无人机悬停采集多组数据进行分析，若当前点温度无异常，则继续执行航线飞行任务。无人机按照航线绕煤场飞行开展煤场测温任务，对煤堆进行红外热拍摄，形成分析报告，呈现煤场温度分布图，形成色谱分布图，煤场所有煤堆检测完毕后返航降落，数据保存并上传系统，分析数据，温度越高色温值越低，颜色越鲜艳橙红，报警提示系统会实时发出警报注意颜色橙红区域煤堆的情况。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
1.一种基于无人机的煤场温度智能检测预警方法，其特征在于，包括无人机和红外热成像仪，所述的无人机包括煤场无人机温度智能检测预警系统，所述的煤场无人机温度智能检测预警系统包括后台监控系统、无人机测量平台和数据传输系统；
所述的后台监控系统包括分析处理数据、发送接收指令、控制无人机、实时拍摄画面显示、设定飞行任务和分析数据管理的各个功能模块，所述的发送接收指令的模块发出信息和处理接受到的信息，设定飞行任务的软件给无人机设定飞行航线，实时拍摄画面显示的模块连接测量软件和分析软件，测量软件用于综合无人机传输回的位置、距离数据拍摄出煤堆的普通画面，分析软件实时分析无人机拍摄的热成像画面，检测温度异常点；
所述的无人机测量平台包括无人机机体、飞行控制器、动力系统、双光相机、激光雷达、气压计、磁罗盘和通讯系统，所述的无人机测量平台以无人机机体为载体，将双光相机、红外热成像仪搭载于无人机机体上，依靠差分定位基站和北斗定位系统，对无人机进行精准定位，通过陀螺仪惯性导航系统完成自主导航，无人机按照航线绕煤场飞行开展煤场测温工作，对煤堆进行红外热拍摄，呈现煤场温度分布图，形成色谱分布图后返航降落；
所述的数据传输系统包括数传电台、图传电台、4g模块和wifi模块，所述的数据传输系统用于后台监控系统和无人机测量平台间的指令传递和信息传输，数传电台和图传电台实现无人机与数据传输系统通讯，数据传输系统和公司服务器通过有线传输。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的煤场温度智能检测预警方法，其特征在于：所述的无人机为四轴无人机，续航能力为空载55分钟，满载45分钟，所述的红外热成像仪可达200米高度，可见光下光学30倍，数字200倍。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的煤场温度智能检测预警方法，其特征在于，所述的煤场无人机温度智能检测预警系统总体设计具体步骤如下：(1)无人机搭载激光雷达扫描煤堆进行边界打点；
(2)无人机自动生成区域扫描航线；
(3)通过数据传输系统连接后台控制中心；
(4)无人机搭载红外热成像仪执行任务；
(5)实时拍摄温度数据回传至控制中心；
(6)控制中心软件端实时分析煤堆温度信息；
(7)若当前点温度异常无人机悬停采集多组数据进行分析，若当前点温度无异常则继续执行航线飞行；
(8)煤场所有煤堆检测完毕返航降落；
(9)数据保存并上传系统，形成分析报告。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的煤场温度智能检测预警方法，其特征在于，所述的煤场无人机温度智能检测预警系统工作具体步骤如下：(1)开始，控制中心下达任务，执行下一步；
(2)无人机平台接收指令，执行下一步；
(3)无人机系统启动自检，检测无人机是否正常，若无人机不正常，检测磁罗盘是否正常，检测gps是否正常，检测气压计是否正常，若以上三个检测有一个不正常或一次检测均正常都启动自动或人工校准；若无人机正常及自动或人工校准完毕，执行下一步；
(4)根据下达任务进行航线自动飞行，执行下一步；
(5)检测无人机航点与煤堆相对位置是否偏差，若存在偏差控制中心下达飞行控制纠偏指令，执行下一步；若无偏差，直接执行下一步；
(6)执行预设航线，执行下一步；
(7)红外热相机采集煤堆温度信息，执行下一步；
(8)温度信息数据传输系统将采集信息传回控制中心，执行下一步，同时无人机自检电量是否充足，若电量不足，则自动返航更换电池，执行断点续航功能，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像；若电量充足，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像；
(9)后台控制中心实时处理分析煤堆温度数据，执行下一步；
(10)煤堆温度是否异常，若异常，无人机定点悬停确认，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像；若无异常，继续执行任务并记录煤堆温度数据及影像，执行下一步；
(11)返航降落保存数据，结束。
技术总结