CN105874397A - 无人机及其水样检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于无人机的水样检测方法，无人机上设置有一水样检测器(20)，其包括以下步骤：飞抵欲检测地点(S101)；获取欲检测水样的深度，欲检测水样的深度发送于一便携式电子装置，或者为一预设的默认值(S102)；基于无人机离水平面的距离以及欲检测水样的深度计算水样检测器欲降落的距离(S103)；控制水样检测器降落至预定深度，水样检测器检测水样，并将检测结果发送至一地面站或所述便携式电子装置(S104)。检测成本低，省时省力。

Description

无人机及其水样检测方法 技术领域
本发明涉及拍一种用于检测水样的水样检测系统及其水样检测方法。
背景技术
在环境污染的监测和水体污染的调查工作中，要真实地反映水质污染状况，必须检测具有代表性的水样。目前水质监测在远离岸边人工不易进行水质采样的场合则需要采样人员乘船或汽艇至检测地点进行水质检测。但这种方法的弊端也很明显，一方面采样人员需乘船或汽艇耗时又耗力，有时还需要多人合作才能完成任务；另一方面采样人员所乘的船或汽艇驶向检测地点，很可能破坏采样地点水质，导致研究结果不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、省时省力且可保证检测地点水质不被破坏的用于检测水样的无人机及其水样检测方法。
本发明实施例是这样实现的，一种基于无人机的水样检测方法，所述无人机上设置有一水样检测器，其包括以下步骤：
飞抵欲检测地点；
获取欲检测水样的深度，所述欲检测水样的深度发送于一便携式电子装置，或者为一预设的默认值；
基于所述无人机离水平面的距离以及欲检测水样的深度计算所述水样检测器欲降落的距离；
控制所述水样检测器降落至预定深度，所述水样检测器检测水样，并将检测结果发送至一地面站或所述便携式电子装置。
其中，所述方法进一步包括一步骤：无人机接收欲检测地点的位置信息，而所述无人机根据欲检测地点的位置信息自主飞抵欲采样地点。
其中，所述欲采样地点的地址信息发送于所述便携式电子装置，所述便携式电子装置显示有一卫星地图，可在卫星地图上选取欲采样地点或者输入欲采样地点，所述便携式电子装置将该选取欲采样地点的位置信息发送至所述无人机。
其中，所述无人机通过一遥控器操控飞抵欲采样地点。
其中，在所述便携式电子内输入一欲检测水样的深度值后，所述便携式电子装置输出所述欲检测水样的深度值，并发送至所述无人机。
其中，所述无人机上设置有一浮板，所述无人机飞抵所述欲检测地点后，所述无人机通过所述浮板漂浮于水面，所述无人机离水平面的距离为零。
其中，所述预设的默认值为水下0.4米至1米。
其中，所述无人机离水平面的距离通过所述无人机上的距离传感器测量。
其中，所述距离传感器为超声波传感器或气压计。
其中，所述无人机上设置有一用于使所述水样检测器相对所述无人机可升降的升降装置，所述无人机控制所述升降装置带动所述水样检测器降落至预定深度。
其中，所述方法进一步包括一步骤：所述无人机飞抵一返航点或飞抵下一个欲检测地点。
其中，进一步包括一步骤：在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机检测到水样后飞抵所述返航点时，禁止起飞。
其中，进一步包括一步骤：在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
其中，所述无人机与所述地面站或所述便携式电子装置之间通过3G网络、4G网络、5G网络、WI-FI、或NFC实现通讯。
其中，当获取欲检测水样的深度为预设的默认值时，无人机降落或上升至离水面距离为一预设的第一高度的位置后，控制所述水样检测器降落一预设的第一降落值，以使所述水样检测器到达欲检测水样的深度，所述第一降落高值等于所述第一高度与所述欲检测水样的深度之和。
本发明实施例是这样实现的，一种无人机，其用于检测水样，所述无人机上设置有一可相对无人机升降且用于检测水样的水样检测器，所述无人机用于携带所述水样检测器飞抵欲采样地点，获取欲检测水样的深度，并基于所述无人机离水平面的距离以及欲检测水样的深度计算所述水样检测器欲降落的距离，以及控制所述水样检测器降落至预定深度，其中，所述欲采集水样的深度发送于一便携式电子装置，或者为一预设的默认值。
其中，所述无人机包括一信号接收/发射器，用于接收欲检测地点的位置信息，而所述无人机根据欲检测地点的位置信息自主飞抵欲采样地点，所述信号接收/发射器还用于将检测结果发送至所述便携式电子装置或一地面站。
其中，所述欲检测地点的地址信息发送于所述便携式电子装置，所述便携式电子装置显示有一卫星地图，可在卫星地图上选取欲检测地点或者在所述便携式电子内输入欲检测地点，所述便携式电子装置将该选取的欲检测地点的位置信息发送至所述信号接收/发射器。
其中，所述信号接收/发射器还用于接收遥控器的控制信号，所述无人机通过所述遥控器操控飞抵欲检测地点。
其中，当所述欲检测水样的深度输入至所述便携式电子装置后，所述便携式电子装置输出所述欲检测水样的深度值，并发送至所述信号接收/发射器。
其中，所述无人机上设置有一浮板，所述无人机飞抵所述欲检测地点后，所述无人机通过所述浮板漂浮于水面，所述无人机离水平面的距离为零。
其中，所述默认值为水下0.4米至1米。
其中，所述无人机上安装有一距离传感器，离水平面的距离通过所述距离传感器测量。
其中，所述距离传感器为超声波传感器或气压计。
其中，所述无人机上设置有一用于使所述水样检测器相对所述无人机可升降的升降装置，所述无人机控制所述升降装置带动所述水样检测器降落至预定深度。
其中，所述升降装置包括一旋转滚动件、以及一连接绳，所述无人机控制旋转滚动件转动，以使所述连接绳带动所述水样检测器相对所述无人机升降。
其中，所述连接绳为硬胶材料制成。
其中，所述无人机进一步包括一存储器，所述水样检测器检测的结果存储在所述存储器内。
其中，所述无人机还用于将存储在所述存储器内的检测结果通过3G网络、4G网络、5G网络、WI-FI、或NFC传送至所述地面站或所述便携式电子装置。
其中，所述无人机实时地将所述水样检测器检测的结果发送至所述便携式电子装置或一地面站；或者所述水样检测器实时地将检测的结果发送至所述便携式电子装置或所述地面站。
其中，所述无人机还用于在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机检测到水样后飞抵所述返航点时，禁止起飞。
其中，所述无人机还用于在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
本发明实施例是这样实现的，一种基于无人机的水样检测方法，所述无人机上设置有一水样采集器和一水样检测器，其包括以下步骤：
飞抵欲采样地点；
所述水样采集器抽取水样；
所述水样检测器对所述水样采集器抽取的水样进行检测；
将检测结果发送至一地面站或一便携式电子装置。
其中，所述水样采集器包括一浮板、一抽水泵、一蓄水池、一第一连接管和一第二连接管，所述抽水泵和所述蓄水池设置于所述浮板上，所述水样检测器设置于所述蓄水池内，所述抽水泵与所述蓄水池之间通过第一连接管连接，所述第二连接管的一端连接于所述抽水泵，所述浮板连接于所述无人机，所述水样采集器抽取水样通过以下步骤完成：
基于所述无人机离水平面的距离，无人机降落使所述浮板浮在水面上；
所述抽水泵抽取水样至所述蓄水池。
其中，所述水样检测器对所述水样采集器抽取的水样进行检测通过以下步骤完成：
所述水样检测器对所述蓄水池内的水样进行检测。
其中，将检测结果发送至一地面站或一便携式电子装置通过以下步骤完成：
所述水样检测器将检测结果发送至所述无人机，所述无人机再将检测结果发送至所述地面站或所述便携式电子装置；或者所述水样检测器直接将检测结果发送至所述地面站或所述便携式电子装置。
其中，所述水样采集器包括一浮板、一抽水泵、一蓄水池、一第一连接管和一第二连接管，所述抽水泵和所述蓄水池设置于所述浮板上，所述水样检测器设置于所述蓄水池内，所述抽水泵与所述蓄水池之间通过第一连接管连接，所述第二连接管的一端连接于所述抽水泵，所述浮板通过一升降装置连接于所述无人机，所述水样采集器抽取水样通过以下步骤完成：
基于所述无人机离水平面的距离，所述升降装置降落所述浮板，以使所述浮板浮在水面上；
所述抽水泵抽取水样至所述蓄水池。
其中，所述方法进一步包括一步骤：所述无人机飞抵一返航点或飞抵下一个欲检测地点。
其中，进一步包括一步骤：在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机检测到水样后飞抵所述返航点时，禁止起飞。
其中，进一步包括一步骤：在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
其中，所述方法进一步包括一步骤：无人机接收欲采样地点的位置信息，而所述无人机根据欲采样地点的位置信息自主飞抵欲采样地点。
其中，所述欲检测地点的地址信息发送于所述便携式电子装置，所述便携式电子装置显示有一卫星地图，可在卫星地图上选取欲检测地点或者在所述便携式电子装置上输入欲检测地点，所述便携式电子装置将该选取的欲检测地点的位置信息发送至所述无人机。
其中，所述无人机通过一遥控器操控飞抵欲采样地点。
其中，所述无人机离水平面的距离通过所述无人机上的距离传感器测量。
其中，所述距离传感器为超声波传感器或气压计。
本发明实施方式是这样实现的，一种无人机，其用于检测水样，所述无人机上设置有一水样采集器和一水样检测器，所述无人机用于携带所述水样采集器和所述水样检测器飞抵欲检测地点，所述水样采集器用于抽取水样，所述水样检测器用于对所述水样采集器抽取的水样进行检测，所述无人机或所述水样检测器将检测结果发送至一地面站或一便携式电子装置。
其中，所述水样采集器包括一浮板、一抽水泵、一蓄水池、一第一连接管和一第二连接管，所述抽水泵和所述蓄水池设置于所述浮板上，所述水样检测器设置于所述蓄水池内，所述抽水泵与所述蓄水池之间通过第一连接管连接，所述第二连接管的一端连接于所述抽水泵，所述浮板连接于所述无人机，所述浮板用于使所述水样采集器浮在水面上，所述抽水泵用于抽取水样至所述蓄水池，所述水样检测器对所述蓄水池内的水样进行检测。
其中，所述抽水泵为蠕动泵。
其中，所述蓄水池开设有一出水口。
其中，所述第一连接管和所述第二连接管均为硅胶管。
其中，所述第二连接管的另一端设有一滤嘴。
其中，所述无人机还用于在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
其中，所述无人机包括一信号接收/发射器，用于接收欲检测地点的位置信息，而所述无人机根据欲检测地点的位置信息自主飞抵欲采样地点。
其中，所述欲检测地点的地址信息发送于所述便携式电子装置，所述便携式电子装置显示有一卫星地图，可在卫星地图上选取欲检测地点或者在所述便携式电子内输入欲检测地点，所述便携式电子装置将该选取的欲检测地点的位置信息发送至所述信号接收/发射器。
其中，所述信号接收/发射器还用于接收遥控器的控制信号，所述无人机通过所述遥控器操控飞抵欲检测地点。
其中，所述无人机上安装有一距离传感器。
其中，所述距离传感器为超声波传感器或气压计。
其中，所述水样采集器通过一升降装置连接于所述无人机，所述升降装置包括至少一旋转滚动件、以及至少一连接绳，所述无人机控制旋转滚动件转动，以使所述连接绳带动所述水样检测器相对所述无人机升降，以使所述浮板漂浮于所述水平面。
其中，所述水样采集器固定连接于所述无人机的一脚架上。
其中，所述无人机进一步包括一存储器，所述水样检测器检测的结果存储在所述存储器内。
其中，所述无人机还用于将存储在所述存储器内的检测结果通过3G网络、4G网络、5G网络、WI-FI、或NFC传送至所述地面站或所述便携式电子装置。
其中，所述无人机还用于在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机检测到水样后飞抵所述返航点时，禁止起飞。
其中，所述无人机还用于在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
相对于现有技术，本发明的无人机用于检测水样，可以降低采样人员乘船或汽艇的成本，同时可避免船或汽艇破坏采样地点的水质，保证了采样地点水质不被破坏。此样，本发明的无人机可以使水样检测器精确地降落至预定深度。
 附图说明
图1是本发明第一实施方式提供的水样检测系统的使用状态图。
图2是图1中的无人机的框架示意图。
图3是本发明第一实施方式提供的水样检测方法的流程图。
图4是本发明第二实施方式提供的水样检测方法的流程图。
图5是本发明第二实施方式提供的水样检测系统的使用状态图。
图6是本发明第三实施方式提供的水样检测方法的流程图。
图7是本发明第三实施方式提供的水样检测系统的使用状态图。
图8是本发明第四实施方式提供的水样检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合具体实施方式对本发明的实现进行详细的描述。
请一并参阅图1-2，本发明提供的一种水样检测系统100，其包括一无人机10、一设置于所述无人机10上的水样检测器20、以及一设置于所述无人机10上用于使所述水样检测器20相对所述无人机10可升降的升降装置30。
本实施例中，所述无人机10为一无人飞行器，其包括一机身、一惯性测量单元（International Medical University，IMU）12、一定位组件13、一存储器14、一信号接收/发射器15、一主控制器16以及一动力组件17。所述惯性测量单元12、定位组件13、存储器14、信号接收/发射器15、主控制器16以及动力组件17均安装于所述机身。
所述机身包括一主体部111和两用于支撑所述主体部111且可相对所述主体部111升降的脚架112。
所述惯性测量单元12安装于所述主体部111内，所述惯性测量单元12用于测量所述无人机10的姿态信息。所述惯性测量单元12包括一陀螺仪121、一角速度计122。所述主控制器16与所述惯性测量单元12电性连接，其用于检测所述陀螺仪121和所述角速度计122的工作数据。
所述定位组件13包括一磁场感应器131、一GPS定位单元132、和一距离传感器133。本实施方式中，所述磁场感应器131为一指南针，而所述距离传感器133为一气压计。所述定位组件13电性连接至所述主控制器16。所述主控制器16还用于检测所述磁场感应器131和所述GPS定位单元132的工作数据。可以理解的是，在其他实施方式中，所述距离传感器133也可以为超声波传感器等，并不限于本实施方式。
所述存储器14的类型为SD卡、MMC卡或FLASH存储器。优选地，由于4G的SD卡成本较低，因此，本实施例中的所述存储器14采用4G的SD卡，这样则能够使产品的成本降低。
所述信号接收/发射器15用于接收遥控控制信号以及所述无人机欲飞行的GPS定位信号，并将所述接收到的遥控控制信号以及所述无人机欲飞行的GPS定位信号发送至所述主控制器16。本实施例中，所述无人机欲飞行的GPS定位信号可以发送于一便携式电子装置200，本实施例中，所述便携式电子装置200为ipad或iphone等。在其他实施例中，所述便携式电子装置200也可以为一地面站。
所述信号接收/发射器15还用于将所述水样检测器20的检测结果发射至所述便携式电子装置200。
本实施例中，所述主控制器16其可采用8位或32位的MCU来实现，并且可具备SPI接口和/或SDIO接口，以及PWM输出和/或DAC输出的能力。由于现今8位或32位的MCU的成本也较低，因此，当本实施例中的所述控制器16采用8位或32位的MCU来实现时，能够使产品的成本更进一步降低。所述主控制器16包括一第一信号输入接口151、一第二信号输入接口152、一第三信号输入接口153和一信号输出接口154。所述第一信号输入接口151通过SPI协议或SDIO协议进而与所述信号接收/发射器15电性连接。具体地，所述主控制器16与所述信号接收器15之间所采用的通讯方式为4线SPI、6线SIDO-4bit或4线SIDO-4bit等方式电性连接。所述第二信号输入接口152与所述定位组件13电性连接。所述第三信号输入接口153与所述信号接收器15电性连接。所述信号输出接口154与所述动力组件17电性连接。
所述主控制器16用于提取所述陀螺仪121、所述角速度计122、所述磁场感应器131和所述GPS定位单元132的各个工作数据。所述主控制器16还用于控制所述动力组件17。
可以理解的是，所述主控制器16也可根据实际需求而设置，并不限于本实施例。
本实施例中，所述动力组件17包括多个驱动电机171。本实施例中，每个所述驱动电机171均电性连接至一电子调速器（电调）。每个电子调速器电性连接至所述主控制器16。所述电调用于接收所述主控制器16的控制信号，并控制驱动电机171的转速。
本实施例中，所述水样检测器20为一便携式多参数水质检测仪，其可以检测水质的参数包括：溶解氧、氯离子、pH，ORP，TDS，电导率，溶解氧，浊度，COD，TOC，余氯，二氧化氯，硬度，挥发酚，氨氮，总磷，总氮，氟化物，氰化物，铬锰等金属离子，磷酸盐，硫酸盐，硝酸盐，表面活性剂，色度，吸光度等。
本实施例中，所述升降装置30包括一旋转滚动件31、以及一连接绳32。所述旋转滚动件31为一驱动轮。本实施例中，所述连接绳32采用硬质软管制成。所述连接绳32设置于所述旋转滚动件31与所述水样检测器20之间。
可以理解的是，在其他实施例中，所述升降装置30也可以为其他结构设计，只要能带动所述水样检测器20相对所述无人机10升降即可，并不限于本实施例。
请参阅图3，本发明第一实施方式提供的水样检测方法，其包括以下步骤：
S101：所述无人机100飞抵欲检测地点；
本实施例中，所述无人机100上的信号接收/发射器15接收所述便携式电子装置200发送的欲采样地点的位置信息。具体地，所述便携式电子装置200通过wi-fi技术、NFC技术或无线通讯网络（3G、4G、5G网络）等与所述无人机100的信号接收/发射器15之间无线连接。所述便携式电子装置200显示有一卫星地图，操作者可在卫星地图上选取欲采样地点或者输入欲采样地点，所述便携式电子装置200将该选取欲采样地点的位置信息发送至所述无人机100的信号接收/发射器15。所述信号接收/发射器15接收到所述欲采样地点的位置信息后，发送至所述主控制器16。所述主控制器16基于所述定位组件13的所述GPS定位单元132定位的所述无人机100的当前位置和所述信号接收器15接收到所述欲采样地点的位置信息，控制所述无人机100自主飞抵欲采样地点。
可以理解的是，所述无人机100飞抵欲采样地点的方式并不限于本实施方式，在其他实施例中，所述无人机100也可通过一遥控器操控飞抵欲采样地点。所述遥控器与所述信号接收/发射器15之间无线连接，所述信号接收器15接收所述遥控器的遥控控制信号。
在本实施例中，所述无人机100包括一电池（图未示），用于为所述无人机100的动力组件17提供电能，所述无人机100可以挂设不同型号的水样检测器20。起飞前，操作者可以在所述便携式电子装置200上输入所述水样检测器20的型号，所述无人机100会基于计算自身携带的电池的电量、所述水样检测器20的重量、以及所述无人机100的起飞点至欲检测地点之间的距离和采样地点与返航点之间的距离计算所述无人机10的剩余电量能否使所述无人机飞抵欲检测地点并在采取到水样后飞抵所述预定点，只有当剩余电量可以使所述无人机100飞抵欲检测地点并在检测到水样后飞抵所述预定点时，所述无人机100才能起飞，否则禁止起飞。所述无人机10会将此信息发送至所述便携式电子装置200并通过所述便携式电子装置200提示操作者。
在其他实施方式中，也可以是在起飞前计算所述无人机10的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机10飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
S102：获取欲检测水样的深度，所述欲检测水样的深度发送于一便携式电子装置，或者为一预设的默认值；
如上所述，所述便携式电子装置200与所述无人机100的信号接收/发射器15之间无线连接，操作者可以在所述便携式电子装置200上输入欲检测水样的深度值，并输出发送至所述信号接收/发射器15。可以理解的是，在其他实施方式中，所述欲检测水样的深度也可以为一预设的默认值（如水下0.4米至1米，优选为0.5米），其存储在所述存储器14中。
S103：基于所述无人机离水平面的距离以及欲检测水样的深度计算所述水样检测器欲降落的距离；
所述距离传感器133测量出所述无人机100离水平面的距离，所述主控制器16基于所述无人机100离水平面以及欲检测水样的深度计算所述水样检测器20欲降落的距离。
S104：控制所述水样检测器降落至预定深度，所述水样检测器检测水样，将检测结果发送至一地面站或所述便携式电子装置；
所述主控制器16根据所述水样检测器20欲降落的距离控制所述升降装置30带动所述水样检测器20降落至预定深度。具体地，所述主控制器16控制所述旋转滚动件31转动，以使所述连接绳32带动所述水样检测器20下降至水下预定深度。本实施例中，所述水样检测器20检测水样的过程，所述无人机100悬停，所述主控制器16只要读取所述距离传感器133测量所述无人机100抵达欲检测地点后悬停时刻离所述水平面的距离即可。在其他实施例中，所述水样获取器20抽取水样的过程也可在所述无人机100不悬停的情况下进行，所述主控制器16实时地读取所述距离传感器133测量的所述无人机100离水平面的距离，并通过实时控制所述旋转滚动件31转动，从而实时调整所述连接绳32带动所述水样检测器20下降至水下预定深度。所述检测结果可以存储至所述存储器14，所述信号接收/发射器15还用于将该检测结果发送至所述便携式电子装置200或地面站。可以理解的是，也可是在所述水样检测器20上设置直接设置一无线发射装置，所述检测结果也可以是通过该无线发射装置送至所述便携式电子装置200或地面站。
可以理解的是，在其他实施方式中，也可通过设置于所述无人机上的其他装置来控制所述旋转滚动件31转动，并不限于本实施例。
S105：所述无人机飞抵一返航点或飞抵下一个欲检测地点。
当完成检测水样后，所述无人机10飞抵返航点，所述返航点可以为在所述无人机100的起飞点或者在所述便携式电子装置200上显示的地图的返航点。
请参阅图4，本发明第二实施方式提供的水样检测方法，其包括以下步骤：
S201：所述无人机100a飞抵欲采样地点；
本实施例中，所述无人机100上的信号接收/发射器15接收所述便携式电子装置200发送的欲采样地点的位置信息。具体地，所述便携式电子装置200通过wi-fi技术、NFC技术或无线通讯网络等与所述无人机100的信号接收/发射器15之间无线连接。所述便携式电子装置200显示有一卫星地图，操作者可在卫星地图上选取欲采样地点或者输入欲采样地点，所述便携式电子装置200将该选取欲采样地点的位置信息发送至所述无人机100的信号接收/发射器15。所述信号接收/发射器15接收到所述欲采样地点的位置信息后，发送至所述主控制器16。所述主控制器16基于所述定位组件13的所述GPS定位单元132定位的所述无人机100的当前位置和所述信号接收/发射器15接收到所述欲采样地点的位置信息，控制所述无人机100自主飞抵欲采样地点。
可以理解的是，所述无人机100飞抵欲采样地点的方式并不限于本实施方式，在其他实施例中，所述无人机100也可通过一遥控器操控飞抵欲采样地点。所述遥控器与所述信号接收/发射器15之间无线连接，所述信号接收器15接收所述遥控器的遥控控制信号。
在本实施例中，所述无人机100包括一电池（图未示），用于为所述无人机100的动力组件17提供电能，所述无人机100可以挂设不同型号的水样检测器20。起飞前，操作者可以在所述便携式电子装置200上输入所述水样检测器20的型号，所述无人机100会基于计算自身携带的电池的电量、所述水样检测器20的重量、以及所述无人机100的起飞点至欲检测地点之间的距离和采样地点与返航点之间的距离计算所述无人机10的剩余电量能否使所述无人机飞抵欲检测地点并在采取到水样后飞抵所述预定点，只有当剩余电量可以使所述无人机100飞抵欲检测地点并在检测到水样后飞抵所述预定点时，所述无人机100才能起飞，否则禁止起飞。所述无人机10会将此信息发送至所述便携式电子装置200并通过所述便携式电子装置200提示操作者。
在其他实施方式中，也可以是在起飞前计算所述无人机10的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机10飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
S202：无人机降落或上升至离水面距离为一预设的第一高度的位置后，控制所述水样检测器20降落一预设的第一降落值，以使所述水样检测器到达欲检测水样的深度，所述欲检测水样的深度为一预设值，所述第一降落高值等于所述第一高度与所述欲检测水样的深度之和；
所述无人机100飞抵欲采样地点后，所述无人机100悬停于离水面的第一高度处，具体地，当所述无人机100飞抵欲检测地点时，高度高于第一高度时则降落至所述第一高度处，反之则上升至第一高度处，随后所述主控制器16控制所述旋转滚动件31转动，以使所述连接绳32带动所述水样检测器20降落一预设的第一降落值，以使所述水样检测器20到达欲检测水样的深度，所述欲检测水样的深度为一预设值，所述第一降落高值等于所述第一高度与所述欲检测水样的深度之和，以使所述水样检测器20能够精准地降落至欲检测水样的深度。本实施例中，所述第一高度值、所述欲检测的所述预设值和所述第一降落值均存储于所述存储器14。
S203：所述水样检测器20检测水样，将检测结果发送至一地面站或所述便携式电子装置；
所述水样检测器20检测出水质的检测结果后，所述检测结果可以存储至所述存储器14，所述信号接收/发射器15还用于将该检测结果发送至所述便携式电子装置200或地面站。可以理解的是，也可是在所述水样检测器20上设置直接设置一无线发射装置，所述检测结果也可以是通过该无线发射装置送至所述便携式电子装置200或地面站。
S204：所述无人机10a飞抵一返航点或飞抵下一个欲检测地点。
当完成检测水样后，所述无人机10飞抵返航点，所述返航点可以为在所述无人机100的起飞点或者在所述便携式电子装置200上显示的地图的返航点。
请参阅图5，为本发明第二实施方式提供的水样检测系统100a，该第二实施方式的水样检测系统100a与第一实施方式的水样检测系统100的结构相似，其不同之于在于：所述无人机10a上设置有一浮板40。本实施例中，所述浮板40固设于所述脚架112上，所述浮板40开设有一贯穿口，用于使所述水样检测器20a通过。设置所述浮板40，所述无人机10a飞抵所述欲检测地点后，所述无人机10a可通过所述浮板40漂浮于水面。本实施方式中，由于所述无人机10a漂浮于水面，因此，可避免所述水样检测器20a在空中降落时由于风的影响而晃动，降低所述水样检测器20a由于晃动而损坏的风险。
可以理解的是，所述浮板40也可通过一连接件，如支撑架而连接于所述无人机10a，并不限于本实施例。
请参阅图6，本发明第三实施方式提供的水样检测方法，其包括以下步骤：
S301：所述无人机10a飞抵欲采样地点；
S302：所述无人机10a通过浮板40漂浮于水面；
所述无人机10a离水平面的距离为零。
S303：获取欲检测水样的深度，所述欲检测水样的深度发送于一便携式电子装置，或者为一预设的默认值；
S304：基于所述无人机离水平面的距离以及欲检测水样的深度计算所述水样检测器欲降落的距离；
S305：控制所述水样检测器降落至预定深度，所述水样检测器检测水样，并将检测结果发送至一地面站或所述便携式电子装置；
S306：所述无人机10a飞抵一返航点或飞抵下一个欲检测地点。
请参阅图7，为本发明第三实施方式提供的水样检测系统100b，该第三实施方式的水样检测系统100b与第二实施方式的水样检测系统100a的结构相似，其不同之于在于：所述无人机10b的浮板40b上设置有一抽水泵50、一蓄水池60、一第一连接管70、一第二连接管80、和一滤嘴90。所述水样检测器20b设置于所述蓄水池60内且与所述主控制器电性连接。所述抽水泵50与所述蓄水池60之间通过所述第一连接管70连接。所述第二连接管80的一端连接于所述抽水泵50，另一端连接所述滤嘴90。本实施例中，所述抽水泵50为蠕动泵。所述第一连接管70和所述第二连接管80均为硅胶管。所述第二连接管80的长度等于欲检测水样的深度。所述滤嘴90用于过滤杂质。所述蓄水池60开设有一出水口601，用于使水溢出，以保证水质新鲜。
所述水样检测器20b与所述无人机10b的主控制器电性连接。所述水样检测器20b将检测结果发送至所述无人机10b，所述无人机10b接收检测结果后再发送至所述便携式电子装置200b或地面站。
可以理解的是，也可是在所述水样检测器20b上设置直接设置一无线发射装置，所述检测结果也可以是通过该无线发射装置送至所述便携式电子装置200b或地面站。
本实施例中，所述抽水泵50将水抽到蓄水池60内，而所述水样检测器20b直接对蓄水池60内的水进行检测，从而可避免所述水样检测器20b伸入至水面以下被礁石碰撞损坏的问题。
本实施例中，所述浮板40b固设于所述脚架112b上，在其他实施例中，所述浮板40b也可通过一升降装置连接于所述无人机10b，所述升降装置降落所述浮板40b，以使所述浮板40b浮在水面上。
请参阅图8，本发明第四实施方式提供的水样检测方法，其包括以下步骤：
S401：所述无人机10b飞抵欲采样地点；
S402：所述水样采集器20b抽取水样；
当所述浮板40b固设于所述脚架112b时，所述无人机10b基于所述无人机10b离水平面的距离降落使所述浮板40b浮在水面上。所述抽水泵50抽取水样至所述蓄水池60。而当所述浮板40b也可通过一升降装置连接于所述无人机10b时，所述水样采集器抽取水样通过以下步骤完成：
基于所述无人机10b离水平面的距离，所述无人机10b控制升降装置降落所述浮板40b，以使所述浮板40b浮在水面上，所述抽水泵50抽取水样至所述蓄水池60。
S403：所述水样检测器20b对所述水样采集器抽取的水样进行检测；
所述水样检测器20b对蓄水池60内的水质进行检测；
S404：将检测结果发送至一地面站或一便携式电子装置200b；
S405：所述无人机10b飞抵一返航点或飞抵下一个欲检测地点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (63)

  1. 一种基于无人机的水样检测方法，所述无人机上设置有一水样检测器，其包括以下步骤：
    飞抵欲检测地点；
    获取欲检测水样的深度，所述欲检测水样的深度发送于一便携式电子装置，或者为一预设的默认值；
    基于所述无人机离水平面的距离以及欲检测水样的深度计算所述水样检测器欲降落的距离；
    控制所述水样检测器降落至预定深度，所述水样检测器检测水样，并将检测结果发送至一地面站或所述便携式电子装置。
  2. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：所述方法进一步包括一步骤：无人机接收欲检测地点的位置信息，而所述无人机根据欲检测地点的位置信息自主飞抵欲采样地点。
  3. 如权利要求2所述的水样检测方法，其特征在于：所述欲采样地点的地址信息发送于所述便携式电子装置，所述便携式电子装置显示有一卫星地图，可在卫星地图上选取欲采样地点或者输入欲采样地点，所述便携式电子装置将该选取欲采样地点的位置信息发送至所述无人机。
  4. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：所述无人机通过一遥控器操控飞抵欲采样地点。
  5. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：在所述便携式电子内输入一欲检测水样的深度值后，所述便携式电子装置输出所述欲检测水样的深度值，并发送至所述无人机。
  6. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：所述无人机上设置有一浮板，所述无人机飞抵所述欲检测地点后，所述无人机通过所述浮板漂浮于水面，所述无人机离水平面的距离为零。
  7. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：所述预设的默认值为水下0.4米至1米。
  8. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：所述无人机离水平面的距离通过所述无人机上的距离传感器测量。
  9. 如权利要求8所述的水样检测方法，其特征在于：所述距离传感器为超声波传感器或气压计。
  10. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：所述无人机上设置有一用于使所述水样检测器相对所述无人机可升降的升降装置，所述无人机控制所述升降装置带动所述水样检测器降落至预定深度。
  11. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：所述方法进一步包括一步骤：所述无人机飞抵一返航点或飞抵下一个欲检测地点。
  12. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：进一步包括一步骤：在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机检测到水样后飞抵所述返航点时，禁止起飞。
  13. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：进一步包括一步骤：在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
  14. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：所述无人机与所述地面站或所述便携式电子装置之间通过3G网络、4G网络、5G网络、WI-FI、或NFC实现通讯。
  15. 如权利要求1所述的水样检测方法，其特征在于：当获取欲检测水样的深度为预设的默认值时，无人机降落或上升至离水面距离为一预设的第一高度的位置后，控制所述水样检测器降落一预设的第一降落值，以使所述水样检测器到达欲检测水样的深度，所述第一降落高值等于所述第一高度与所述欲检测水样的深度之和。
  16. 一种无人机，其用于检测水样，其特征在于：所述无人机上设置有一可相对无人机升降且用于检测水样的水样检测器，所述无人机用于携带所述水样检测器飞抵欲采样地点，获取欲检测水样的深度，并基于所述无人机离水平面的距离以及欲检测水样的深度计算所述水样检测器欲降落的距离，以及控制所述水样检测器降落至预定深度，其中，所述欲采集水样的深度发送于一便携式电子装置，或者为一预设的默认值。
  17. 如权利要求16所述的无人机，其特征在于：所述无人机包括一信号接收/发射器，用于接收欲检测地点的位置信息，而所述无人机根据欲检测地点的位置信息自主飞抵欲采样地点，所述信号接收/发射器还用于将检测结果发送至所述便携式电子装置或一地面站。
  18. 如权利要求17所述的无人机，其特征在于：所述欲检测地点的地址信息发送于所述便携式电子装置，所述便携式电子装置显示有一卫星地图，可在卫星地图上选取欲检测地点或者在所述便携式电子内输入欲检测地点，所述便携式电子装置将该选取的欲检测地点的位置信息发送至所述信号接收/发射器。
  19. 如权利要求17所述的无人机，其特征在于：所述信号接收/发射器还用于接收遥控器的控制信号，所述无人机通过所述遥控器操控飞抵欲检测地点。
  20. 如权利要求18所述的无人机，其特征在于：当所述欲检测水样的深度输入至所述便携式电子装置后，所述便携式电子装置输出所述欲检测水样的深度值，并发送至所述信号接收/发射器。
  21. 如权利要求16所述的无人机，其特征在于：所述无人机上设置有一浮板，所述无人机飞抵所述欲检测地点后，所述无人机通过所述浮板漂浮于水面，所述无人机离水平面的距离为零。
  22. 如权利要求16所述的无人机，其特征在于：所述默认值为水下0.4米至1米。
  23. 如权利要求16所述的无人机，其特征在于：所述无人机上安装有一距离传感器，离水平面的距离通过所述距离传感器测量。
  24. 如权利要求22所述的无人机，其特征在于：所述距离传感器为超声波传感器或气压计。
  25. 如权利要求16所述的无人机，其特征在于：所述无人机上设置有一用于使所述水样检测器相对所述无人机可升降的升降装置，所述无人机控制所述升降装置带动所述水样检测器降落至预定深度。
  26. 如权利要求25所述的无人机，其特征在于：所述升降装置包括一旋转滚动件、以及一连接绳，所述无人机控制旋转滚动件转动，以使所述连接绳带动所述水样检测器相对所述无人机升降。
  27. 如权利要求26所述的无人机，其特征在于：所述连接绳为硬胶材料制成。
  28. 如权利要求16所述的无人机，其特征在于：所述无人机进一步包括一存储器，所述水样检测器检测的结果存储在所述存储器内。
  29. 如权利要求28所述的无人机，其特征在于：所述无人机还用于将存储在所述存储器内的检测结果通过3G网络、4G网络、5G网络、WI-FI、或NFC传送至所述地面站或所述便携式电子装置。
  30. 如权利要求16所述的无人机，其特征在于：所述无人机实时地将所述水样检测器检测的结果发送至所述便携式电子装置或一地面站；或者所述水样检测器实时地将检测的结果发送至所述便携式电子装置或所述地面站。
  31. 如权利要求16所述的无人机，其特征在于：所述无人机还用于在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机检测到水样后飞抵所述返航点时，禁止起飞。
  32. 如权利要求16所述的无人机，其特征在于：所述无人机还用于在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
  33. 一种基于无人机的水样检测方法，所述无人机上设置有一水样采集器和一水样检测器，其包括以下步骤：
    飞抵欲采样地点；
    所述水样采集器抽取水样；
    所述水样检测器对所述水样采集器抽取的水样进行检测；
    将检测结果发送至一地面站或一便携式电子装置。
  34. 如权利要求33所述的水样检测方法，其特征在于：所述水样采集器包括一浮板、一抽水泵、一蓄水池、一第一连接管和一第二连接管，所述抽水泵和所述蓄水池设置于所述浮板上，所述水样检测器设置于所述蓄水池内，所述抽水泵与所述蓄水池之间通过第一连接管连接，所述第二连接管的一端连接于所述抽水泵，所述浮板连接于所述无人机，所述水样采集器抽取水样通过以下步骤完成：
    基于所述无人机离水平面的距离，无人机降落使所述浮板浮在水面上；
    所述抽水泵抽取水样至所述蓄水池。
  35. 如权利要求34所述的水样检测方法，其特征在于：所述水样检测器对所述水样采集器抽取的水样进行检测通过以下步骤完成：
    所述水样检测器对所述蓄水池内的水样进行检测。
  36. 如权利要求34所述的水样检测方法，其特征在于：将检测结果发送至一地面站或一便携式电子装置通过以下步骤完成：
    所述水样检测器将检测结果发送至所述无人机，所述无人机再将检测结果发送至所述地面站或所述便携式电子装置；或者所述水样检测器直接将检测结果发送至所述地面站或所述便携式电子装置。
  37. 如权利要求33所述的水样检测方法，其特征在于：所述水样采集器包括一浮板、一抽水泵、一蓄水池、一第一连接管和一第二连接管，所述抽水泵和所述蓄水池设置于所述浮板上，所述水样检测器设置于所述蓄水池内，所述抽水泵与所述蓄水池之间通过第一连接管连接，所述第二连接管的一端连接于所述抽水泵，所述浮板通过一升降装置连接于所述无人机，所述水样采集器抽取水样通过以下步骤完成：
    基于所述无人机离水平面的距离，所述升降装置降落所述浮板，以使所述浮板浮在水面上；
    所述抽水泵抽取水样至所述蓄水池。
  38. 如权利要求33所述的水样检测方法，其特征在于：所述方法进一步包括一步骤：所述无人机飞抵一返航点或飞抵下一个欲检测地点。
  39. 如权利要求33所述的水样检测方法，其特征在于：进一步包括一步骤：在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机检测到水样后飞抵所述返航点时，禁止起飞。
  40. 如权利要求33所述的水样检测方法，其特征在于：进一步包括一步骤：在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
  41. 如权利要求33所述的水样检测方法，其特征在于：进一步包括一步骤：无人机接收欲采样地点的位置信息，而所述无人机根据欲采样地点的位置信息自主飞抵欲采样地点。
  42. 如权利要求41所述的水样检测方法，其特征在于：所述欲检测地点的地址信息发送于所述便携式电子装置，所述便携式电子装置显示有一卫星地图，可在卫星地图上选取欲检测地点或者在所述便携式电子装置上输入欲检测地点，所述便携式电子装置将该选取的欲检测地点的位置信息发送至所述无人机。
  43. 如权利要求33所述的水样检测方法，其特征在于：所述无人机通过一遥控器操控飞抵欲采样地点。
  44. 如权利要求33所述的水样检测方法，其特征在于：所述无人机离水平面的距离通过所述无人机上的距离传感器测量。
  45. 如权利要求44所述的水样检测方法，其特征在于：所述距离传感器为超声波传感器或气压计。
  46. 一种无人机，其用于检测水样，其特征在于：所述无人机上设置有一水样采集器和一水样检测器，所述无人机用于携带所述水样采集器和所述水样检测器飞抵欲检测地点，所述水样采集器用于抽取水样，所述水样检测器用于对所述水样采集器抽取的水样进行检测，所述无人机或所述水样检测器将检测结果发送至一地面站或一便携式电子装置。
  47. 如权利要求46所述的无人机，其特征在于：所述水样采集器包括一浮板、一抽水泵、一蓄水池、一第一连接管和一第二连接管，所述抽水泵和所述蓄水池设置于所述浮板上，所述水样检测器设置于所述蓄水池内，所述抽水泵与所述蓄水池之间通过第一连接管连接，所述第二连接管的一端连接于所述抽水泵，所述浮板连接于所述无人机，所述浮板用于使所述水样采集器浮在水面上，所述抽水泵用于抽取水样至所述蓄水池，所述水样检测器对所述蓄水池内的水样进行检测。
  48. 如权利要求47所述的无人机，其特征在于：所述抽水泵为蠕动泵。
  49. 如权利要求47所述的无人机，其特征在于：所述蓄水池开设有一出水口。
  50. 如权利要求47所述的无人机，其特征在于：所述第一连接管和所述第二连接管均为硅胶管。
  51. 如权利要求47所述的无人机，其特征在于：所述第二连接管的另一端设有一滤嘴。
  52. 如权利要求46所述的无人机，其特征在于：所述无人机还用于在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
  53. 如权利要求46所述的无人机，其特征在于：所述无人机包括一信号接收/发射器，用于接收欲检测地点的位置信息，而所述无人机根据欲检测地点的位置信息自主飞抵欲采样地点。
  54. 如权利要求53所述的无人机，其特征在于：所述欲检测地点的地址信息发送于所述便携式电子装置，所述便携式电子装置显示有一卫星地图，可在卫星地图上选取欲检测地点或者在所述便携式电子内输入欲检测地点，所述便携式电子装置将该选取的欲检测地点的位置信息发送至所述信号接收/发射器。
  55. 如权利要求53所述的无人机，其特征在于：所述信号接收/发射器还用于接收遥控器的控制信号，所述无人机通过所述遥控器操控飞抵欲检测地点。
  56. 如权利要求46所述的无人机，其特征在于：所述无人机上安装有一距离传感器。
  57. 如权利要求56所述的无人机，其特征在于：所述距离传感器为超声波传感器或气压计。
  58. 如权利要求47所述的无人机，其特征在于：所述水样采集器通过一升降装置连接于所述无人机，所述升降装置包括至少一旋转滚动件、以及至少一连接绳，所述无人机控制旋转滚动件转动，以使所述连接绳带动所述水样检测器相对所述无人机升降，以使所述浮板漂浮于所述水平面。
  59. 如权利要求47所述的无人机，其特征在于：所述水样采集器固定连接于所述无人机的一脚架上。
  60. 如权利要求46所述的无人机，其特征在于：所述无人机进一步包括一存储器，所述水样检测器检测的结果存储在所述存储器内。
  61. 如权利要求60所述的无人机，其特征在于：所述无人机还用于将存储在所述存储器内的检测结果通过3G网络、4G网络、5G网络、WI-FI、或NFC传送至所述地面站或所述便携式电子装置。
  62. 如权利要求46所述的无人机，其特征在于：所述无人机还用于在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机检测到水样后飞抵所述返航点时，禁止起飞。
  63. 如权利要求46所述的无人机，其特征在于：所述无人机还用于在起飞前计算所述无人机的剩余电量，当剩余电量无法使所述无人机飞抵所述欲检测点时，禁止起飞。
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