一种煤矿地表隐蔽火灾巡检无人机控制系统的制作方法

技术特征：
1.一种煤矿地表隐蔽火灾巡检无人机控制系统，其特征在于，包括：火灾监测系统、控制中心、传感单元、矿用热成像监测仪、火势预测装置、矿山危险源巡检方法；所述火灾监测系统，用于监测并获取待测点位的仪器实时温度，并结合预设安全参数，分析监测点危险性系数，并生成系统日志上传至控制中心；所述控制中心，包括数据处理单元以及智能扫描单元，用于监测各个区域的危险源数据，指挥调度救援，其中数据处理单元用于根据危险源类别不同选取特征波段和合适的数据处理方法进行分析处理，剔除冗余数据，智能扫描单元用于循环扫描监测点危险指数，在发现危险时及时警告；所述传感单元，用于采集矿区的环境数据；所述矿用热成像监测仪，用于获取采区的监测点温度遥感图像，并结合地面测量的工作温度等数据，提取出监测点实时温度及其预测，用于监测采区各工作单位的安全状况；所述火势预测装置，用于对目标起火点的参数进行分析，得出火势预测结果；所述矿山危险源巡检方法，用于将上述功能装置联动应用。2.如权利要求1所述的一种煤矿地表隐蔽火灾巡检无人机控制系统，其特征在于，所述数据处理单元包括定点目标数值特征提取模块，采用多尺度分割算法对影像进行多尺度分割，然后进行特征提取、特征融合数据；对热源温度、气体浓度数据与对应监测坐标生成日志文件，上传至云端，按固定周期生成图表，以观测同一坐标下该点历史变化趋势。3.如权利要求1所述的一种煤矿地表隐蔽火灾巡检无人机控制系统，其特征在于，所述火灾监测系统包括机载热成像监测单元、报警与语音功能、北斗模块；其中机载热成像监测单元用于监测并获取起火点或危险源的实时温度、火势；报警与语音功能即控制中心收到反馈后，指挥人员通过喊话功能及时报警、远程指挥救援；北斗模块，用于获取无人机监测的位置信息。4.如权利要求1所述的一种煤矿地表隐蔽火灾巡检无人机控制系统，其特征在于，所述无人机热成像系统的机载热成像单元的工作过程为:扫描目标物实时温度，通过从模型数据库调取与目标参数适配度高的模型计算危险性系数，根据预定系数等级生成处置建议，然后进行数据保存。5.如权利要求1所述的一种煤矿地表隐蔽火灾巡检无人机控制系统，其特征在于，所述矿用热成像监测仪的监测参数包括识别分类、目标物温度、目标物阈值、目标物历史温度记录、历史浮动稳定值。6.如权利要求1所述的一种煤矿地表隐蔽火灾巡检无人机控制系统，其特征在于，所述矿山危险源巡检方法包括以下步骤：步骤一：通信基站的布置与监测点选择步骤101、露天矿背景下，选择5g通信，基站的布置应覆盖整个矿山工作面；井工工作面背景下，通信基站应沿巷道选择间隔60米作为一个通信基站，在通信基站周边布置相对应的uwb基站，此外，对于通信基站无法合理布置或不满足长距离通信时，宜选用wifi6通信；步骤102、监测点分为火灾危险源监测点、气体危险源监测点和粉尘危险源监测点，选择井下大型设备、电缆作为火灾危险源监测点；考虑到矿山的复杂性，选择气体危险源监测点和粉尘危险源监测点是一致的；步骤二：巡检路径的设置与监测数据回传
步骤201、在进行首次人工控制飞行时，无人机按照指令由控制台飞往目标点1(火灾危险源监测点)，无人机在目标点悬停超过5s后，通信模块发出定位信号，并记录坐标(x1，y1，z1)，同时记录监测点数值(a℃)，并经由通信基站回传至控制中心，控制中心主机生成以“监测点1历史温度”命名的文件夹并保存至云端，无人机按照指令飞往目标点2(气体危险源监测点和粉尘危险源监测点)，无人机在目标点悬停超过5s后，通信模块发出定位信号，并记录坐标(x2、y2、z2)，并经由通信基站回传至控制中心，控制中心主机生成以“监测点2历史粉尘及气体数据”命名的文件夹并保存至云端，重复上述操作直至无人机返回控制台；步骤202、无人机返航时优选近距离路径返回，预设起始点路径为(x1，y1)、(x2，y2)
…
(x
n
，y
n
)，无人机返航时路径为(x
n
，y
n
)-(x1，y1)，返航时除导航功能外其余功能均处于关闭状态；步骤203、在首次飞行后，无人机会生成全部巡检路径信息，将路径保存并设置成自动巡航路径，无人机将按照预设巡检周期，在预设路径进行巡检；步骤204、无人机巡检过程中，在监测火灾危险源时，无人机运行环境温度与机身高度密切相关，按照[t
1-t2、z1]、[t
2-t3、z2]的对应关系飞行，即机身传感器温度处于t
1-t2区间时，无人机于z1高度，同理，机身传感器温度处于t
2-t3区间时，无人机于z2高度飞行；对于发现温度异常区域，需要重点监测时，无人机向控制中心发出确认降低高度信号，控制中心确认后方可降低高度，对异常区域重点监测；控制中心将会以图表形式按固定周期生成报告；步骤三：巡检的摄像与指令步骤301、在无人机上，安装了4k摄像模组与语音模块，4k摄像模组全程录像，并生成巡检全景地图，语音模块用于在人工工作面实时下达指令；步骤302、4k摄像模组工作过程为：无人机到达目标点悬停-对焦-拍摄校正-光学防抖-预处理-波段扫描-文件分析-数据处理。7.如权利要求6所述的一种煤矿地表隐蔽火灾巡检无人机控制系统，其特征在于，所述矿山危险源巡检方法的目标高度与参数函数关系如下：式中t为机感温度；c为气体系数；由现场校正值确定。8.如权利要求6所述的一种煤矿地表隐蔽火灾巡检无人机控制系统，其特征在于，所述矿山危险源巡检方法的机身俯仰角与飞行控制器函数关系如下：式中k为俯仰参数，由α与β实时决定；α为上倾覆角；β为下俯角。

技术总结
本发明公开了一种煤矿地表隐蔽火灾巡检无人机控制系统，包括火灾监测系统，用于监测并获取待测点位的仪器实时温度；传感单元，用于采集矿区的环境数据；控制中心,包括数据处理单元以及智能扫描单元，用于监测各个区域的危险源数据,指挥调度救援，其中机载热成像监测单元用于监测并获取起火点或危险源的实时温度、火势，语音功能即控制中心收到反馈后，指挥人员通过喊话功能及时远程指挥调度；本发明还公开了一种合理、可行、智能的矿山巡检方法，以将火灾监测系统的运用进行说明，本发明还在提高火灾危险识别准确性的同时提高数据处理的适用性，省时、高效节省人力。高效节省人力。高效节省人力。


技术研发人员：刘洪达 富向 刘烜 沙慧慧 路冰 赵路田 姚程凯 赵书妍
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2022/2/8