无人机激光甲烷监测仪螺旋式扫描

巡检问题

埋地燃气管线使用无人机挂载激光进行泄漏巡检，因管线不外露通常不能使用图像观察直接瞄准的方法。使用无人机自动航线飞行巡检时，点状激光随无人机的飞行方向在地面的投影是一条线，宽度也就是激光光斑的直径，通常不超过20CM，而高压天燃气管道的直径大多超过50CM，再加上无人机飞行误差，则需要无人机进行多次往复飞行，才能覆盖需要巡检的管道，十分不便。

扫描原理示意图

为此，我们开发了这套激光对地扫描云台。无人机沿管线上方飞行，增稳云台保持激光照射方向垂直对地，扫描控制器控制云台转动，激光照射在地面的投影呈螺线形状，扫过一定宽度 (约3~5M)。

激光扫描轨迹

无人机摄像机拍摄的对地画面，可以看到激光在地面上画出的螺线轨迹和投影宽度。

捕获模拟泄漏

无人机飞行高度100M，飞行速度5M/S。遥控开启螺线扫描，飞过模拟气垫时测到甲烷浓度，掉头飞回时航线偏出模拟气垫，也可测量到甲烷浓度。

巡检APP

巡检软件APP安装在遥控器上。飞行界面包括图像界面和地图界面，可以点击切换。飞行界面左上角显示实时甲烷浓度和历史波形，下方显示飞行数据。航线编辑界面可以编辑、修改航线，航线上传后无人机可以进行自动飞行巡检。检测到超过阙值的甲烷泄漏，无人机会自动拍照，并记录浓度值和位置经纬度坐标。

巡检记录

历史巡检报告，根据日期排序。打开巡检报告，所有报警点依据经纬度坐标显示在地图界面上。点击某一报警点，显示出浓度值和自动拍摄的照片编号，根据这些信息可以对报警点进一步核查。