基于无人机的露天煤场温度监测系统设计

摘要

煤炭在我国能源结构中具有不可替代的主导地位，其存储安全亦是煤场安全管理的重点。目前，煤炭储备场所通常是开放式、露天的，容易因天气、环境、存储时间等因素导致煤垛自燃，造成重大的经济损失，因此及早发现露天煤场的自燃隐患位置并及时对其采取措施，对露天煤场的安全管理具有重要意义。目前常见的煤垛自燃监测技术存在工作量大、效率低、测温范围小等问题，探索新型、有效、智能的露天煤场煤垛温度监测方法，实时定位高温煤垛对露天煤场的安全管理具有重要意义，位置已经成为我们预防煤炭自燃领域的重要课题。
　　本文针对露天煤场的安全管理需求，提出基于无人机和非接触式测量方法技术的露天煤场温度监测系统：(1)首先，针对露天煤场测温过程中无人机航迹规划问题，结合数字地图技术，研究基于粒子群算法的飞行路径优化方法；(2)为提高红外测温的可靠性，降低成本，研究基于菱形阵列的红外测温模型；(3)针对红外测温可靠性易受环境因素影响而降低的问题，研究红外温度数据的校正技术，提高测得的煤垛表面温度数据的可靠性；(4)对各模块试验验证，确保各模块的可行性和有效性。
　　本文的研究对于露天煤场的安全管理有着重要意义。无人机平台的引入，推进了露天煤场的现代化管理水平；实时掌握露天煤场的温度变化，降低了露天煤场火灾事故发生概率，保护了煤炭能源的安全。