水体监测用无人预警机及无人船

1.一种水体监测用无人预警机，包括机体、螺旋桨、蓄电池、中央飞行控制器、起落架，其特征在于所述机体内置有无线通讯模块、飞行参数测量模块、云台摄像头，所述起落架上设有充电桩和红外发射接收器，所述中央飞行控制器通过无线通讯模块与无人船及远程控制中心通讯连接。
2.根据权利要求1所述的水体监测用无人预警机，其特征在于所述飞行参数测量模块由GPS、电子罗盘、惯性测量模块、雷达组成。
3.根据权利要求1所述的水体监测用无人预警机，其特征在于所述机体为直升机或多轴飞行器或球形飞行器。
4.一种带有权利要求1所述的水体监测用无人预警机的无人船，其特征在于，所述无人船上设有用于水体监测用无人预警机垂直起降的停机坪，所述无人船舱内设有与所述水体监测用无人预警机的中央飞行控制器及远程控制中心无线通讯连接的中央控制系统。
5.根据权利要求4所述的无人船，其特征在于，所述停机坪上设有受控锁紧装置和充电桩，其下方设有电磁吸力装置。

水体监测用无人预警机及无人船\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种水体监测装置，尤其涉及一种可自动升空对水体进行巡航监测的无人预警机以及供其停靠的无人船。\n背景技术\n[0002] 目前传统的水质自动监测系统在流域面积比较大，污染面积比较大时，比较难最快速的判断出污染源点及扩散范围。而采用建设自动监测站或浮标站的点，由于监测点是固定的，所以即使监测到有污染超标，并不能进行扩大监测点，对污染源起源点的追溯。而在水体水质监测中，第一时间找出污染源点，切断污染源是在线监测及应急监测的首要目标，是快速挽回损失的首要条件。有污染事故发生时，可以采用遥控无人监测船或无人监测浮标进行巡航监测，而要实现对水体污染的快速响应和对水体水质的快速监测，需要引入预警机进行高空的俯视拍照，快速直观的确定污染区域，找出污染源头。而现有的普通预警机，并不适于无人船，无法自动返回无人船起降，并需人工充电续航，难以与无人船进行实时联动和自动升空、自动返航，难以实现对水体污染的迅速响应和即时监测。\n实用新型内容\n[0003] 本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可根据需要自动升空对水体进行监测的无人预警机以及供其停靠的无人船，能实现自动升空巡航监测，自动识别降落，自动锁定充电等智能操控。\n[0004] 本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种水体监测用无人预警机，包括机体、螺旋桨、蓄电池、中央飞行控制器、起落架，所述机体内置有无线通讯模块、飞行参数测量模块、云台摄像头，所述起落架上设有充电桩和红外发射接收器，所述中央飞行控制器通过无线通讯模块与无人船及远程控制中心通讯连接。\n[0005] 作为优选，所述飞行参数测量模块由GPS、电子罗盘、惯性测量模块、雷达组成。\n[0006] 作为优选，所述机体为直升机或多轴飞行器或球形飞行器。\n[0007] 实现本实用新型另一目的的技术方案是：一种带有水体监测用无人预警机的无人船，所述无人船上设有用于水体监测用无人预警机垂直起降的停机坪，所述无人船舱内设有与所述水体监测用无人预警机的中央飞机控制器无线通讯连接的中央控制系统。\n[0008] 作为优选，所述停机坪上设有受控锁紧装置和充电桩，其下方设有电磁吸力装置。\n[0009] 作为优选，所述无人船为遥控监测船或移动监测浮标。\n[0010] 无人预警机及无人船都采用无线通讯系统，可以根据应用的环境配备卫星/2G/3G/4G/微波等，无人预警机上的传感器参数都可通过通讯模块传至无人船及远程监控中心，无人船及远程控制中心也可以下指令到无人预警机的中央飞行控制器。\n[0011] 当发生污染事故时，如果污染的范围比较大，由于无人船巡航监测和监看的范围比较窄，无法第一时间获取污染事故的污染范围、扩散速度、污染源发生的源头，对于应急决策起到一定的限制。当无人船搭载的监测传感器测量到有污染事故发生时，可将无人机升空，从空中俯视拍摄高清照片和视频，并通过无线通讯模块远传至地面远程控制中心，地面远程控制中心通过获取的大范围的俯拍影像，通过分析能快速找出可能的污染源发生的源头，并能获知污染范围、扩散速度，调整无人船在污染范围内监测或取样，同时应急指挥第一时间控制污染源源头，并根据污染范围及扩散速度制定应急方案，以使污染损失减到最小。本实用新型优点是，能快速找到污染源头，污染范围，能按线路自巡航，自避障，自动返航，自动充电，能长期连续运行。由于本实用新型的机体内置有飞行参数测量模块，所述起落架上设有红外发射接收器，所述中央飞行控制器通过无线通讯模块与无人船通讯连接，故而本实用新型能实现自动升空巡航监测，自动识别降落，自动锁定充电等智能操控。\n[0012] 本实用新型也可用于公安，边防，水利等需要高空视频辅助监控领域。\n[0013] 本实用新型的有益效果是：\n[0014] 水体监测用无人预警机具有无线通讯模块，能够将无人预警机上的飞行监测数据，视频同步传输到远端监控终端，同时远程终端可方便的进行无人预警机上控制程序的设置及控制，方便远程监控管理。水体监测用无人预警机配有受控固定锁，可受控固定无人预警机于无人船上，使无人机可与无人船一同巡航，只有到达污染水域需升空俯拍时才离船升空，节约飞行时间，增加续航能力。水体监测用无人预警机配有自充电装置，可以通过与无人船相连进行自充电，以使无人预警机可长期连续运行于监测水域。搭载水体监测用无人预警机的无人船安装于监测水域，当有污染事故发生时，可第一时间触发系统，巡航到污染水域监测，并升空进行俯视拍照摄像，能快速及时的找到污染源点及污染区域，方便指导人工决策，降低污染损失。搭载水体监测用无人预警机的无人船具有结构简单，体积小能耗低，无污染，方便使用的特点。\n附图说明\n[0015] 下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。\n[0016] 图1是水体监测用无人预警机的结构示意图。\n[0017] 图2是可搭载水体监测用无人预警机的无人船的结构示意图。\n[0018] 图3是无人预警机停泊于无人船停机坪上的俯视示意图。\n[0019] 其中：1.船体；2.船驱动装置；3.螺旋桨；4.中央控制主机；5.尾灯；6.测距探头；7.通讯模块；8.警示灯；9.太阳能板；10.警报器及对讲系统；11.红外夜视云台摄像机；12.测距探头；13.探照灯；14.防撞条；15.电动或气动锁装置；16.惯性测量模块；\n17.声纳；18.水深流速仪；21.电动刷；22.探头安装孔；23.蓄电池；24.设备仓；25.气象传感器；26.电动卷扬机；27.自动留样器；28.GPS；29.电子罗盘；30.停机坪；31.电磁吸力装置；32.自锁固定装置；33.停机坪仓；34.互为备用通讯模块；35.无人预警机；36.螺旋桨；37.动力系统；38.惯性测量模块；39.电子罗盘；40.云台变焦摄像机；41.停船电磁吸力装置；42.起落架；43.GPS；44.雷达；45.蓄电池；46.自锁固定装置滑轨；47.停机坪充电桩；48.红外发射接收器；49.起落架充电桩；50.中央飞行控制器。\n具体实施方式\n[0020] 下面结合实施例对本实用新型的作进一步阐述。\n[0021] 如图1所示，一种水体监测用无人预警机，包括机体35、螺旋桨36、蓄电池45、中央飞行控制器50、起落架42，所述机体内置有无线通讯模块34、飞行参数测量模块、云台摄像头40，所述起落架上设有起落架充电桩49和红外发射接收器48，所述中央飞行控制器\n50通过无线通讯模块34与无人船1及远程控制中心通讯连接。所述飞行参数测量模块由GPS43、电子罗盘39、惯性测量模块38、雷达44组成。所述机体为直升机。\n[0022] 如图2所示，一种带有水体监测用无人预警机的无人船，所述无人船1甲板上设有用于水体监测用无人预警机垂直起降的停机坪30，所述无人船舱内设有与所述水体监测用无人预警机的中央飞机控制器通讯连接的中央控制系统4。停机坪表面安装有受控的自锁固定起落架装置32，停机坪上有弹性停机坪充电桩47，停机坪30上有可开合的仓盖33。\n[0023] 如图3所示，一种带有水体监测用无人预警机的无人船，所述无人船停机坪表面安装的自锁固定起落架装置32，可沿滑轨46向内侧或外侧滑动。\n[0024] 当获取有污染等特殊情况后，人工需查看时，远程控制中心可以与无人船进行通讯，启动自动驾驶升空程序，自动程序将打开无人预警机停机坪顶盖33后，启动无人预警机螺旋桨36开始工作，当无人预警机的升力达到一定力矩后，自锁固定起落架装置32沿滑轨46向外侧滑动，施放自锁固定起落架装置32，使无人预警机借助升力可快速飞离停机坪\n30进行升空，中央飞行控制器50采集计算飞行参数测量模块的值，可自动计算调整航向、速度、高度，通过雷达及视频识别能自动进行避障，使无人预警机可按远程人员的遥控指挥或某一预先设定好的路线进行巡航。无人预警机升空后，通过机上挂载的云台摄像头40及无线通讯模块34，能将在空中俯视拍摄的视频或照片传回远程控制中心，控制中心得到高空的俯视大范围照片和视频，通过软件能快速计算出可能的污染区域及可能的源头，这样来修正无人船的巡航路线，以使无人船能快速达到污染源区域及污染源头进行监测及取样。无人预警机巡航完成后，中央飞行控制器50根据飞行参数测量模块，与无人船的自动驾驶测量参数综合计算分析，得出两者的相对位置，使无人预警机不断调整航向及速度，能自动返回无人船上空相同的GPS经纬地理坐标位置，并通过无人机上的视频识别计算，准确降落停机坪30。降落过程中，无人预警机控制器50与无人船控制器4相互通讯，通过无人预警机上的红外测距探头及摄像头特征识别，控制无人预警机下降至无人船的无人预警机停机坪30，无人预警机起落架42上安装有红外发射与接收器48，通过计算返回光的强度及时间，可计算出无人预警机起落架42与停机坪30的距离，当距离接近时，无人船获知无人预警机已接近停机坪30，将控制接通停机坪下方的电磁吸力装置31，无人预警机起落架\n42触及吸力装置影响范围内，将被吸附在停机坪30上，以使无人预警机可以在无人船上平稳降落，同时停机坪上的起落架固定装置32起动，由滑轨46向内侧滑动，由施放位置控制为锁紧位置，将无人预警机起落架42控制在停机坪30准确停泊位置并锁紧固定在停机坪\n30上，此时电磁吸力装置31施放，停机坪上有停机坪充电桩47，无人预警机起落架上也有相对应的起落架充电桩49及回路，锁紧装置32将会将起落架充电桩49与停机坪充电桩47对应接通，使无人船上的蓄电池23充电装置可以对无人预警机上的蓄电池45进行充电，这样可以克服无人预警机由于载重限制，无法搭载大容量蓄电池，无人预警机续航时间短，利用无人船上的大容量蓄电池为无人预警机上的小容量蓄电池进行充电，为无人机续航。停泊固定后停机坪仓盖关闭。无人预警机在起飞及降落时无人船可保持稳定停止状态。\n[0025] 需要指出的是，上述实施例虽对本实用新型作了比较详细的文字描述，但这些文字描述只是对本实用新型设计思路的简单描述，而不是对本实用新型思路的限制。例如，无人机与无人船之间的位置识别定位，可以通过超声波、光电识别码、二维码、三维码、RF识别等。无人预警机可以为多轴飞行器，球形飞行器等。停机坪可以是平面或球形曲面等。充电方式可以为接触充电或感应充电方式等。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。