CN112504228A - 一种无人机精准水文测量系统 - Google Patents

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王继选
冉维曌
冯岚
张慧欣
王雪
谢斌
李健宇
孙泽朝
胡润志
管一
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Abstract

本发明公开了一种无人机精准水文测量系统，包括外壳、环绕摄像头组、无人机扇叶、底部深度探测组、起落架、广角镜头、可拆卸电池、转动环绕带、高清摄像头、结构光投射器(红外)、光深度感应器(CMOS)、声波发射器、声呐、激光散斑光源、激光接收器等组成。所述的环绕摄像头组由转动环绕带、高清摄像头、结构光投射器(红外)、光深度感应器(CMOS)等构成。所述的底部深度探测组由声波发射器、声呐、激光散斑光源、激光接收器等构成。本发明中，广角镜头、环绕摄像头、底部深度探测组协同配合不但可以输出精准二维图像信息，而且可以输出较为精准的三维信息。

Description

一种无人机精准水文测量系统
技术领域
本发明涉及地质测绘，尤其涉及水文地质精确测量。
背景技术
水文测量测量并准确绘制出影响海上航行，水力建设，海上石油勘探及其他活动的水文特征。水文测量通常在海岸线，港口和河脉进行。为了绘制海床图，沿海水域的人造结构图和港口水域图，有必要乘一艘轮船在浅海和湍流中航行，以进行详细而高精度的移动制图。恶劣的海况可能会使这种移动制图操作特别困难。如今，多波束声纳是经常使用的测量技术生成水文地图数据。
而且本发明可以突破载具的束缚，在无人机技术与摄像机稳定器技术发展的如今，在无人机中实现水文测量更加方便准确。
发明内容
为了克服现有技术中受载具限制勘测环境、测量精度不足、测量数据二维三维不兼容等问题。需要水位测量的地方只有少部分位于城市测量环境较好的地方，大多数散布于山地、丛林等地形复杂情况多变的地方。固定的传统载具 (车辆、船舶)都严重受限地形环境，对勘测环境要求较大。而且随着环境的变化，拍摄环境十分不稳定，导致测量精度不足。所以要寻求一个不受地形限制的水文测量机器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无人机精准水文测量系统，包括外壳、环绕摄像头组、无人机扇叶、底部深度探测组、起落架、广角镜头、可拆卸电池、转动环绕带、高清摄像头、结构光投射器(红外)、光深度感应器(CMOS)、声波发射器、声呐、激光散斑光源、激光接收器等组成。所述的环绕摄像头组由转动环绕带、高清摄像头、结构光投射器(红外)、光深度感应器(CMOS)等构成，其特征在于：广角镜头为环绕摄像头组提供视角框架，环绕摄像头组通过各组件协同配合，将广角镜头视野内的图像逐步精细；底部深度探测组通过深度探测多层对比，构建三维数据体系，为二维图像添加三维特征。
上述的一种无人机精准水文测量系统，在二维图像信息方面，通过广角摄像头所得图像为框架、两台高清摄像头所得图像作为细节填充的方式，可以避免出现合成地图出现画面撕裂、画面重复、画面无法衔接等问题。
上述的一种无人机精准水文测量系统，在三维数据信息方面，两台高清摄像通过双目效应，可以判别视野主体的大小形状；通过结构光投射器(红外)、光深度感应器(CMOS)，可以快速标记有生生命对成像的遮蔽与影响，而且还可以在较弱光或过强光情况下辅助高清摄像头补充信息；通过声波发射器、声呐可以补充被水流遮蔽的水底信息；激光散斑光源、激光接收器可迅速获得大面积地形信息。
上述的一种无人机精准水文测量系统，无人机不但可以突破地形不平整的障碍，而且在树丛等狭小空间人类不方便涉足的地方，无人机可以克服空间的障碍。
上述的一种无人机精准水文测量系统，搭载数据传输，不必要搭载功能齐全的处理器以及庞大的储存单元，突破飞行器载荷。
本发明的有益效果是，两个高清摄像头通过双目效应，不断可以达到精细广角摄像头画面，而且可以简单识别视野中主体的大小、距离等信息；作为无人机可以突破地形的限制；配合5G技术的发展，测量设备不必搭载硕大的处理器和储存单元。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为一种无人机精准水文测量系统侧视设计图
图2为一种无人机精准水文测量系统俯视设计图
图3为一种无人机精准水文测量系统仰视设计图
图例说明：1外壳、2环绕摄像头组、3无人机扇叶、4底部深度探测组、5 起落架、6广角镜头、7可拆卸电池、21转动环绕带、22高清摄像头1、23结构光投射器(红外)、24高清摄像头2、25光深度感应器(CMOS)、41声波发射器、 42激光散斑光源、43声呐、44激光接收器。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
【实施例1】
一种无人机精准水文测量系统，包括外壳(1)、环绕摄像头组(2)、无人机扇叶(3)、底部深度探测组(4)、起落架(5)、广角镜头(6)、可拆卸电池 (7)、转动环绕带(21)、高清摄像头1(22)高清摄像头2(24)、结构光投射器(红外)(23)、光深度感应器(CMOS)(25)、声波发射器(41)、声呐(43)、激光散斑光源(42)、激光接收器(44)等组成，其特征在于：广角镜头(6) 为环绕摄像头组(2)提供视角框架，环绕摄像头组(2)通过各组件协同配合，将广角镜头视野内的图像逐步精细；底部深度探测组(4)通过深度探测多层对比，构建三维数据体系，为二维图像添加三维特征。
【实施例2】
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
【实施例3】
本发明所述的连接可以为铰接、搭接、焊接、螺旋旋紧等多种方式，不应以其中任一一种形式对本发明造成限制。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
【实施例4】
本发明无人机并未描述说明飞行器系统，稳定器系统，因为这些技术系统在市场中都是通用的，公开的。不应将此类技术追加到本发明之中作为限制发明行使权力的理由。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无人机精准水文测量系统，包括外壳(1)、环绕摄像头组(2)、无人机扇叶(3)、底部深度探测组(4)、起落架(5)、广角镜头(6)、可拆卸电池(7)等组成，其特征在于：广角镜头(6)为环绕摄像头组(2)提供视角框架，环绕摄像头组(2)通过各组件协同配合，将广角镜头视野内的图像逐步精细；底部深度探测组(4)通过深度探测多层对比，构建三维数据体系，为二维图像添加三维特征。
2.根据权利要求1所述的一种无人机精准水文测量系统，其特征在于，所述环绕摄像头组(2)设有转动环绕带(21)、高清摄像头1(22)高清摄像头2(24)、结构光投射器(红外)(23)、光深度感应器(CMOS)(25)。
3.根据权利要求1所述的一种无人机精准水文测量系统，其特征在于，所述底部深度探测组(4)设有声波发射器(41)、声呐(43)、激光散斑光源(42)、激光接收器(44)。
4.根据权利要求1所述的一种无人机精准水文测量系统，其特征在于，所述环绕摄像头组(2)中转动环绕带(21)上安装有高清摄像头1(22)高清摄像头2(24)、结构光投射器(红外)(23)、光深度感应器(CMOS)(25)。
5.根据权利要求1所述的一种无人机精准水文测量系统，其特征在于，所述转动环绕带(21)可以通过电机带动携带的高清摄像头1(22)高清摄像头2(24)、结构光投射器(红外)(23)、光深度感应器(CMOS)(25)进行多角度探索
6.根据权利要求1所述的一种无人机精准水文测量系统，其特征在于，所述底部深度探测组(4)中设有声波发射器(41)、声呐(43)对于有河流湖泊的水文观测时，能较好的还原流体的深浅地形等信息。
7.根据权利要求1所述的一种无人机精准水文测量系统，其特征在于，所述底部深度探测组(4)中设有激光散斑光源(42)、激光接收器(44)可快速统计平坦无障碍地形的数据信息。
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