CN115963764B - 一种监测数据的采集方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种监测数据的采集方法、装置、电子设备及存储介质。其中的方法包括：在接收到控制装置发送的飞行指令的情况下，对所述运动控制电路上电；触发所述传感系统中的传感器进入实时工作模式，以持续采集飞行过程中的飞行状态数据；在接收到控制装置发送的数据采集指令的情况下，判断是否到达监测点；在确定到达监测点且降落到地面之后，展开所述展开装置的顶棚，对所述动力系统断电，并通过数据采集电路定时唤醒传感系统中的传感器，以使传感器定时采集所述监测点的监测数据；在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态。

Description

一种监测数据的采集方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及地质灾害监测领域，尤其涉及一种监测数据的采集方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

目前我国地质灾害的监测主要分为采用多种类型高精度仪器搭配使用的专业监测和以人工巡视监测为主的群测群防监测两类，对传统的崩塌、滑坡、泥石流灾害以及近年被广泛关注的矿山环境、地面塌陷和冰湖已经形成较为成熟的监测方法。近年来突发性地质灾害日益增多，需要在地质灾害刚发生或有重大险情但还未发生状态下对灾害体进行快速监控，从而迅速制定避险、救灾等应急响应策略，现有的地质灾害群测群防和专业监测装置已经不能满足此应用场景下的需求。在监测装置的地质灾害现场快速布设方面，我国相关研究较少，国内厂商推出的“应急”监测装置多为传统监测装置经过简单改造，在安装部署过程中仍需大量人力物力，难以满足灾害现场快速布设的实际需求；中国地质调查局推出的应急调查工具箱、应急监控综合体等产品设备，在一定程度上推动了国内应急调查、快速监测方面的进步，但在便携、易用以及技术水平上仍难称完善；近年来快速发展的无人机技术能够实现快速响应，但是，受限于负载、供电能力，难以实现对灾害体变化过程的持续、实时监测。

国外对地质灾害现场监测的研究主要侧重于采集精度和高速数据处理方面，监测手段以三维激光扫描仪、地基/机载雷达、卫星遥感等遥测手段为主，该类设备监控范围大、精度高且无需长期安装，但是成本较高。

发明内容

本发明实施例提供一种监测数据的采集方法、装置、电子设备及存储介质，可以降低灾害现场监测装置的部署难度，提升对突发性地质灾害的响应效率，提高采集的监测数据的实时性和有效性。

第一方面，本发明实施例公开了一种监测数据的采集方法，应用于监测装置；所述监测装置包括运动控制电路、数据采集电路、展开系统、动力系统和传感系统；所述运动控制电路用于控制所述展开系统和所述动力系统，所述数据采集电路用于控制所述传感系统；所述展开系统包括展开装置和舵机，所述展开装置用于贴敷薄膜太阳能板，所述舵机用于为所述展开装置提供动力；所述方法包括：

在接收到控制装置发送的飞行指令的情况下，对所述运动控制电路上电；所述飞行指令用于指示所述监测装置切换至飞行模式；

触发所述传感系统中的传感器进入实时工作模式，以持续采集飞行过程中的飞行状态数据；

在接收到控制装置发送的数据采集指令的情况下，判断是否到达监测点；所述数据采集指令用于指示所述监测装置切换至数据采集模式；

在确定到达监测点且降落到地面之后，展开所述展开装置的顶棚，对所述动力系统断电，并通过数据采集电路定时唤醒传感系统中的传感器，以使传感器定时采集所述监测点的监测数据；

在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态。

可选地，所述监测装置的动力系统中包括螺旋桨电机；所述调度指令包括悬停指令或行进指令；所述在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态，包括：

在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据当前时刻的飞行状态数据对所述螺旋桨电机的输出功率进行控制，以使所述监测装置处于悬停状态或行进状态。

可选地，所述监测装置的动力系统还包括电子调速器，每一个电子调速器对应一个螺旋桨电机；所述调度指令包括飞行动作指令，所述在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态，包括：

在接收到所述控制装置发送的飞行动作指令的情况下，根据所述飞行动作指令中携带的动作参数对所述螺旋桨电机的输出功率进行控制，以使所述监测装置执行所述动作参数对应的飞行动作；和/或，

根据当前时刻的飞行状态数据和所述飞行动作指令中携带的动作参数，对所述电子调速器的输出功率进行调整，以控制对应的螺旋桨电机的转速。

可选地，所述运动控制电路包括主控制器和冗余控制器；所述主控制器和所述冗余控制器同步接收所述传感系统发送的飞行状态数据；所述冗余控制器用于对所述主控制器进行状态监控，当所述主控制器出现故障时，所述冗余控制器对所述展开系统和所述动力系统进行控制。

可选地，所述调度指令包括路线规划指令；所述在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态，包括：

接收控制装置发送的路线规划指令，所述路线规划指令中携带目标位置；

根据所述传感系统采集的监测数据确定所述监测装置的当前位置；

根据所述当前位置和所述目标位置生成飞行路线，并确定所述螺旋桨电机和/或所述电子调速器的输出调整策略；

基于所述输出调整策略对所述螺旋桨电机和/或所述电子调速器的输出功率进行调整，以使所述监测装置按照所述飞行路线飞行。

可选地，所述传感系统中包括激光测距传感器，所述方法还包括：

获取所述激光测距传感器采集的距离测量值，所述距离测量值用于表示所述监测装置与障碍物之间的距离；

若所述距离测量值小于第一预设阈值，则生成障碍物报警信号，并将所述障碍物报警信号发送至所述控制装置；

若所述距离测量值小于第二预设阈值，则控制所述监测装置切换为悬停状态。

可选地，所述动力系统用于为所述监测装置提供飞行动力，并为所述展开装置的展开、闭合提供动力。

第二方面，本发明实施例公开了一种监测数据的采集装置，应用于监测装置；所述监测装置包括运动控制电路、数据采集电路、展开系统、动力系统和传感系统；所述运动控制电路用于控制所述展开系统和所述动力系统，所述数据采集电路用于控制所述传感系统；所述展开系统包括展开装置和舵机，所述展开装置用于贴敷薄膜太阳能板，所述舵机用于为所述展开装置提供动力；所述装置包括：

第一控制模块，用于在接收到控制装置发送的飞行指令的情况下，对所述运动控制电路上电；所述飞行指令用于指示所述监测装置切换至飞行模式；

第二控制模块，用于触发所述传感系统中的传感器进入实时工作模式，以持续采集飞行过程中的飞行状态数据；

第三控制模块，用于在接收到控制装置发送的数据采集指令的情况下，判断是否到达监测点；所述数据采集指令用于指示所述监测装置切换至数据采集模式；

第四控制模块，用于在确定到达监测点且降落到地面之后，展开所述展开装置的顶棚，对所述动力系统断电，并通过数据采集电路定时唤醒传感系统中的传感器，以使传感器定时采集所述监测点的监测数据；

第五控制模块，用于在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态。

第三方面，本发明实施例公开了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述的监测数据的采集方法。

第四方面，本发明实施例公开了一种机器可读介质，其上存储有指令，当所述指令由装置的一个或多个处理器执行时，使得装置执行如前述的监测数据的采集方法。

本发明实施例包括以下优点：

本发明实施例提供的监测数据的采集方法，可以根据控制装置发送的飞行指令、数据采集指令和调度指令，及时调整飞行状态和/或调整数据采集状态。本发明实施例可以降低灾害现场监测装置的部署难度，提升对突发性地质灾害的响应效率，提高采集的监测数据的实时性和有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种监测数据的采集方法实施例的步骤流程图；

图2是本发明的一种监测装置的结构示意图；

图3是本发明的一种运动控制电路的结构示意图；

图4是本发明的一种动力系统的结构示意图；

图5是本发明的一种展开装置的结构示意图；

图6是本发明的顶棚展开后的结构示意图；

图7是本发明的一种传感系统的工作示意图；

图8是本发明的一种供电系统的结构示意图；

图9是本发明的一种卡口的结构示意图；

图10是本发明的一种监测装置底部支架的结构示意图；

图11是本发明的一种监测数据的采集装置实施例的结构框图；

图12是本发明的电子设备的结构示意图。

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作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。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中的术语“和/或”用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本发明实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。

参照图1，示出了本发明的一种监测数据的采集方法实施例的步骤流程图，所述方法可以包括如下步骤：

步骤101、在接收到控制装置发送的飞行指令的情况下，对所述运动控制电路上电；所述飞行指令用于指示所述监测装置切换至飞行模式；

步骤102、触发所述传感系统中的传感器进入实时工作模式，以持续采集飞行过程中的飞行状态数据；

步骤103、在接收到控制装置发送的数据采集指令的情况下，判断是否到达监测点；所述数据采集指令用于指示所述监测装置切换至数据采集模式；

步骤104、在确定到达监测点且降落到地面之后，展开所述展开装置的顶棚，对所述动力系统断电，并通过数据采集电路定时唤醒传感系统中的传感器，以使传感器定时采集所述监测点的监测数据；

步骤105、在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态。

需要说明的是，本发明实施例提供的监测数据的采集方法，可以应用于监测装置，所述监测装置包括运动控制电路、数据采集电路、展开系统、动力系统和传感系统；所述运动控制电路用于控制所述展开系统和所述动力系统，所述数据采集电路用于控制所述传感系统；所述展开系统包括展开装置和舵机，所述展开装置用于贴敷薄膜太阳能板，所述舵机用于为所述展开装置提供动力。

本发明实施例中的监测装置和控制装置组成监测系统。其中，控制装置主要实现飞行控制、通讯、数据接收、数据显示等功能，通过手持式遥控器、远程数据服务器、便携式pc、手机等方式实现。监测装置负责现场数据的采集和上传，主要具备低空飞行、自动展开及收拢、数据采集等功能。监测装置是将四旋翼飞行器结构与高集成度采集电路、传感装置进行结合，通过低空飞抵监测点、降落至监测点执行监测任务、任务完成后自行返回的工作模式，实现地质灾害监测的快速部署及现场数据的及时获取。

参照图2，示出了本发明实施例提供的一种监测装置的结构示意图。如图2所示，监测装置主要包括运动控制电路、数据采集电路、动力系统、展开系统、传感系统、电源管理电路及通讯电路几个主要组成部分。其中，动力系统主要包括电子调速器、螺旋桨电机、桨叶；展开系统主要包括展开装置和舵机；传感系统主要包含各类传感器。动力系统主要为现场监测装置提供飞行动力以及飞抵监测点后展开装置的展开和闭合动力。动力系统和展开系统均由统一的运动控制电路控制。传感系统和本地存储由数据采集电路控制。

可选地，所述运动控制电路包括主控制器和冗余控制器；所述主控制器和所述冗余控制器同步接收所述传感系统发送的飞行状态数据；所述冗余控制器用于对所述主控制器进行状态监控，当所述主控制器出现故障时，所述冗余控制器对所述展开系统和所述动力系统进行控制。

作为一种示例，参照图3，示出了本发明实施例提供的一种运动控制电路的结构示意图。如图3所示，运动控制电路可以采用PX4开源框架，其硬件电路主要由两个微处理器芯片及外围配套电路组成。其中一个微处理器芯片作为主控制器，主要负责接收各类传感器数据及主控电路下发的指令，根据内置的飞行算法解算，获得当前飞行状态；根据飞行指令发出命令调度电子调速器输出，控制螺旋桨电机的转速，实现监测装置飞行姿态、方向等控制。另一个微处理器芯片作为冗余控制器，用于主控制器故障情况下的临时调度。

飞行过程中，主控制器与冗余控制器同步接收传感器发出的飞行状态信息，冗余控制器同时对主控制器状态进行监控。当主控制器出现程序错误等故障导致无法对电机进行控制时，由冗余控制器临时接管对电机的控制，使监测装置在当前位置平稳悬停，并发出信号控制主控制器重启，待检测到主控制器恢复正常，则将电机控制权交还给主控制器。

并且，运动控制电路中还可以集成SD卡模块，用于存储飞行状态信息，存储的飞行状态信息主要用于故障情况下主控制器重启读取以继续未完成的飞行动作，以及飞行任务完成后进行分析及优化。

此外，运动控制电路还可以配置有USB接口，用于该电路的调试。

参照图4，示出了本发明实施例提供的一种动力系统的结构示意图。如图4所示，动力系统主要包含四路，每一路均包含电子调速器、螺旋桨电机和桨叶。其中，电子调速器分别驱动螺旋桨电机，并通过电机连接的桨叶旋转提供动力。四个电子调速器由运动控制电路统一调度，通过主控制器或冗余控制器发出的PWM信号分别控制四路电子调速器的输出，从而控制四路螺旋桨电机的转速和正反转，进而为监测装置飞行提供所需的动力。通常情况下，四路动力为2路正转2路反转形式。

可以理解的是，电机正反转是固定的，由接线方式决定。电机通过电子调速器进行供电，四路电子调速器主要通过控制供电电压的方式控制四路螺旋桨电机的输出功率，而电子调速器的输出根据飞行控制器发送的PWM信号进行调整（通过PWM信号的频率和占空比）。四路电机的输出调整策略是根据飞行命令设定目标值的PID控制过程。以悬停状态简单举例，其控制目标值为X、Y轴加速度为0，Z轴（垂向）加速度为g，高度保持不变，若出现垂直下降情况，则Z轴加速度会＜g，由于传感器将实时数据发送至飞行控制器，飞行控制器获得该参数后将控制电子调速器同时等量增加四路电机功率，直至Z轴加速度恢复为g；若出现X、Y轴加速度＞0，Z轴加速度＜g，则表明监测装置处于右前侧较低的姿态，飞行控制器将控制1#电子调速器提高1#电机的输出功率直至三轴加速度数据达到目标值（X、Y轴加速度为0，Z轴加速度为g。

展开装置主要用于贴敷薄膜太阳能板，同时为监测装置一定的防护和稳定作用。展开装置有两种形态，当监测装置在飞行过程中，其处于收拢状态，减小阻力对飞行的影响；当监测装置降落于监测点后，由运动控制电路控制其展开。展开装置主要由舵机、齿轮组以及支撑骨架组成，其中舵机受运动控制电路控制，为展开装置的展开和收拢动作提供动力；齿轮组与支撑骨架固定，控制不同支撑骨架的运动行程。参照图5，示出了本发明实施例提供的一种展开装置的结构示意图。如图5所示，其中，①为中部硬质支撑框，为封闭结构，采用碳纤维板材质，其底部与②飞行器机体连通，其内部放置数据采集电路、通讯电路相关硬件电路板及传感器、天线等，其侧壁与薄膜相连，用于为展开后的顶棚提供支撑。②为飞行器机体，其外壳采用碳纤维材质，其内部用于放置主控电路、硬件控制电路的电路板、电子调速器、舵机、电机等硬件装置，其底部放置电池及配套的电源管理电路板。③为飞行器桨叶及其支架，支架采用碳纤维管材制作，驱动及控制线缆通过管材内部与桨叶驱动电机相连。④为飞行器底部支架，采用轻质金属材质，用于为监测装置落地后提供稳定的支撑，并避免地面积水浸泡监测装置主体，底部支架采用“＃”型设计，可在前后左右四个方向提供支撑放置倾覆。⑤为展开顶棚支架，其在飞行器机身左右两侧各有一根，用于为展开后的顶棚提供支撑力，采用金属细杆材质，弧形结构，其底部有滑槽用于固定转动撑杆的运动路径。⑥为转动轴，分别由两个舵机带动，两个舵机转动方向相反，最大转动角度相同，舵机转动由运动控制电路的主控制器控制，通过信号控制其转动从而实现展开装置的展开和收拢。⑦为运动撑杆，为展开装置的顶棚提供刚性支撑，并带动顶棚薄膜的动作，从而实现顶棚部分的展开和收拢；其底部与⑥转动轴相连，由舵机驱动其进行转动，顶部有滑轮固定于⑤顶棚支架底部的滑槽中，从而固定其运动路径，监测装置飞抵监测点并落地后，舵机带动⑦运动撑杆分别向装置头部和尾部方向转动，并带动⑩薄膜顶棚运动，当舵机运动限位设定为90°，到达限位时，⑦运动撑杆与②飞行器机体成水平，并带动⑩形成圆弧状顶棚。⑧为限位滑轮，安装于⑦运动撑杆顶部，固定于⑤顶棚支架底部的滑槽中，用于固定⑦运动撑杆旋转过程中的运动路径。⑨为吊环，用于固定⑩薄膜顶棚的膜结构，其套在⑤顶棚支架上，可沿⑤滑动。⑩薄膜顶棚，采用尼龙布质基底，其顶部贴敷薄膜太阳能组件，由①支撑框、⑦运动撑杆、⑨吊环共同固定，当飞行器落地后，展开装置开始动作，⑩薄膜顶棚由⑦拉动向两侧展开，并最终在⑦与⑨的共同作用下展开为圆弧状顶棚。⑩薄膜顶棚展开后，可将监测装置主体进行覆盖，从而提供防雨及一定程度的防风性能。未展开时，薄膜顶棚折叠收拢于①两侧。

顶棚展开后结构如图6所示，其中⑪为顶棚贴敷的薄膜太阳能组件。

数据采集电路主要包括传感系统和本地存储。传感系统由多种传感器及其配套电路组成，主要用于感知周边环境各项参数，从而为飞行过程中的路线规划、避障等提供数据支持，也在飞抵现场后采集现场数据，从而进行灾害现场状况、发展趋势的综合研判和预警。本地存储主要用于对传感系统采集的各项参数、监测装置自身各项状态数据进行本地备份，采用SD卡存储方式。

传感系统主要包括：陀螺仪、MEMS三轴加速度传感器、激光测距传感器、GPS/北斗定位模块、温度/湿度传感器、压电式降雨量传感器以及电池电压监测芯片等。参照图7，示出了本发明实施例提供的一种传感系统的工作示意图。如图7所示，大部分传感器在飞行状态和数据采集状态两种状态下进行了复用。监测装置的传感器在进入数据采集模式后，可获取监测点的地表形变（如倾斜、加速度、方向、距离等）、现场环境（如温度、湿度）、降雨量等数据以及现场图像，上传至服务器后，可作为监测预警判据或专家研判的参考数据。

为保证监测数据的准确性和信号质量，压电式降雨量传感器的金属顶盖和GPS/北斗定位模块的天线顶盖均镶嵌于监测装置中部硬质支撑框的顶部，温度/湿度传感器固定于硬质支撑框的侧面外部，摄像头云台固定于飞行器机体下部，陀螺仪、MEMS三轴加速度传感器安装于飞行器机体内部，激光测距传感器为两组8个，分别固定于硬质支撑框的两侧，方向均为下、前、后、外侧4个方向。

数据采集电路的传感系统和本地存储部分由监测装置的主控电路统一调度。

通信电路主要负责飞行模式下，接收遥控器等控制设备发出的控制指令并上传飞行位置、电量、摄像头图像等状态信息；以及在数据采集模式下定时上传各传感器采集的数据及监测装置自身状态信息，接收上位机指令。其中，上位机主要指可远程接收监测装置发送的数据并可对监测装置进行远程命令下发的设备，可以包括控制装置和远程数据服务器。控制装置主要用于飞行过程中的远程控制，可以包括手持式遥控器、便携式PC、移动终端等。远程数据服务器主要用于数据采集过程中的数据接收、存储、展示等。

通讯电路主要包含两个组成部分，其一是数传电台，主要用于10km内近场通信，主要应用场景是监测装置飞行过程中，用于将监测装置自身状态、位置、姿态以及现场图像等信息传送到遥控器或上位机，并接收飞行指令，从而对监测装置的飞行过程进行控制，主要采用实时传输模式；其二是4G/5G通讯模块，主要用于监测装置飞抵监测点并开启数据采集模式后，将采集的监测数据上传至数据服务器或上位机，并接收相应的控制命令，从而对监测装置的工作模式进行调度，主要采用定时通信模式以节约电能。

在本发明实施例中，监测装置的工作模式的调度，主要由主控制器根据上位机下发命令和内置程序判断，对相应的功能电路进行控制。具体地，监测装置在接收到控制装置发送的飞行指令的情况下，对运动控制电路上电，进入飞行模式，并触发传感系统中的传感器进入实时工作模式，持续采集飞行过程中的飞行状态数据。作为一种示例，飞行模式下，电池切换为串联连接，飞行控制电路上电，除雨量传感器外的传感器上电并处于实时工作模式，数传电台上电工作。

监测装置在接收到控制装置发送的数据采集指令的情况下，首先判断是否到达监测点，并在到达监测点后，降落到地面，在确认完全落地后，展开展开装置的顶棚，并对动力系统断电以节省电源，进入数据采集模式，通过数据采集电路定时唤醒传感系统中的传感器，以使传感器定时采集监测数据。示例性地，数据采集模式下，展开顶棚后运动控制电路断电，电池切换为并联连接，雨量传感器上电并常通电，其他传感器断电通过主控制器定时唤醒采集数据，关闭数传电台，4G/5G通讯模块通过主控制唤醒工作。

此外，监测装置还可以根据控制装置下发的调度指令，调整飞行状态和/或数据采集状态。例如，监测装置在飞行过程中根据控制装置发送的相关指令调整各螺旋桨电机输出功率，在数据采集过程中唤醒传感器、调整采集间隔等。

供电系统为整个监测装置各项功能电路提供能源，包括飞行过程中的动力能源和数据采集过程中的持续能源供应。供电系统主要由三部分组成：薄膜太阳能板、锂电池组和电源管理电路。薄膜太阳能板贴敷于监测装置顶棚上，飞行模式下顶棚收拢，薄膜太阳能板不工作，数据采集模式下顶棚展开后开始工作，为锂电池组充电，充电电压为5V。锂电池组，主要为监测装置各项功能电路提供能源，由6组3.7V10000mAh聚合物锂电池组成，通过串联、并联的不同形式实现动力供电和数据采集状态下的充放电。电源管理电路由独立的电源管理芯片、控制器件和配套的电路组成。其中，电源管理芯片受控于主控电路MCU，根据主控电路指令控制各路电路通断，从而实现对电池充电、放电的管理。为应对飞行模式和数据采集模式下不同的功率输出要求，针对电池组配置了串联、串-并联两套电路，当监测装置处于飞行模式下，电源管理芯片通过控制三极管通断使电池组处于纯串联状态，提供6S高电压输出以提高输出功率；当监测装置处于数据采集模式下，电源管理芯片通过控制三极管通断使电池组处于串-并联状态，以匹配太阳能板充电电压和传感器供电电压，提高能量应用效率。

参照图8，示出了本发明实施例中的一种供电系统的结构示意图。如图8所示，其中12为电源管理芯片，通过两个端口对电池连接方式进行控制；13、14为开关三极管，与电源管理芯片的端子相连；15为聚合物锂电池，单体电压为3.7V，容量10000mAh，每三块串联为两组额定电压为11.1V的电池组；16、17、18分别为电池组正、负极端子，其中18为电池负极端子，与电路板地线相连，16为高电压输出端子，主要负责为动力系统供电，17为低电压正极端子，与太阳能充电电路、传感电路、主控电路等相连。当监测装置处于飞行模式时，电源管理芯片12通过相应端子控制开关三极管13导通，开关三极管14关闭，两组电池组形成串联模式，提高电池输出电压以为动力系统提供较高的输出功率；当监测装置飞抵监测点降落并进入数据采集模式后，电源管理芯片12通过相应端子控制开关三极管14导通，开关三极管13关闭，两组电池组形成并联模式，使电池组电压与太阳能板充电电压匹配，同时降低输出电压与用电电路压差以提高电源效率降低热损耗。

电池部分为独立设计，通过监测设备底部卡口与机体相连，卡口自带金属触点用于电路连接。通过专用卡口，可实现不同容量电池组件的兼容和快速更换。卡口设计如图9所示。

主控电路主要负责监测装置的整体工作模式和各项功能的调度，通过各个端口分别与动力系统主控制器、电源管理芯片、通讯模块、本地存储模块以及各传感器相连，通过指令以及控制电源通断的方式控制各功能模块的工作以及开启和关闭。

本发明实施例提供的监测数据的采集方法，主要针对高山峡谷等工作人员难以到达区域以及地质灾害临灾、灾后等高风险场景，通过四旋翼飞行器与地质灾害监测装置的融合，解决了地质灾害监测过程中常规监测装置搬运、安装的难题，在地质灾害监测尤其是高山峡谷区域以及应急监测场景等高风险条件下的监测部署更加灵活高效，并有效降低相关工作人员的安全风险，适用于地质灾害临灾避险、灾后抢险阶段需要快速获取灾害体现场数据的应用场景。

在本发明的一种可选实施例中，所述监测装置的动力系统中包括螺旋桨电机；所述调度指令包括悬停指令或行进指令；所述在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态，包括：

在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据当前时刻的飞行状态数据对所述螺旋桨电机的输出功率进行控制，以使所述监测装置处于悬停状态或行进状态。

监测装置的飞行过程可以简单分为两种模式：悬停模式和行进模式。悬停模式下，四个旋翼通过螺旋桨提供的向上推力使监测装置整体处于受力平衡状态。当出现扰动使监测装置姿态发生改变，传感系统中的加速度传感器、陀螺仪等会实时感知并将相关参数传送到运动控制电路，运动控制电路可以根据传感器反馈的参数发送指令调整相应电子调速器的输出，从而调整相应螺旋桨的动力输出，通过闭环控制不断调整的方式使监测装置重新回到稳定的悬停状态。

行进模式可看作悬停模式的基础上通过调整监测装置姿态和四旋翼的输出来获得行进方向的动力。以前进为例，主要通过提高监测装置后部2#、3#螺旋桨的输出功率使监测装置调整为前低后高的姿态，使螺旋桨同时提供向下和向后的推力，从而实现向前飞行。

在本发明的一种可选实施例中，所述监测装置的动力系统还包括电子调速器，每一个电子调速器对应一个螺旋桨电机；所述调度指令包括飞行动作指令，所述在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态，包括：

步骤S11、在接收到所述控制装置发送的飞行动作指令的情况下，根据所述飞行动作指令中携带的动作参数对所述螺旋桨电机的输出功率进行控制，以使所述监测装置执行所述动作参数对应的飞行动作；和/或，

步骤S12、根据当前时刻的飞行状态数据和所述飞行动作指令中携带的动作参数，对所述电子调速器的输出功率进行调整，以控制对应的螺旋桨电机的转速。

飞行状态数据主要包括监测装置的飞行姿态、位置坐标、飞行高度、电池电量以及前后左右是否有障碍物等参数。其中，飞行姿态主要是指监测装置在飞行过程中的整体姿态，包括方位角（东南西北）、与水平方向夹角、三轴倾角等数据。运动控制电路可以根据传感系统反馈的飞行状态数据对四个螺旋桨电机的输出功率进行控制，从而使监测装置保持一个比较理想的姿态，提高飞行的稳定性，防止侧翻、跌落等情况发生。

可以理解的是，螺旋桨电机的转速由各自连接的电子调速器的输出功率控制，电子调速器的输出功率由运动控制电路控制。运动控制电路通过不断的获取实时飞行状态数据，以PID调节的方式对四个电子调速器发送指令从而控制四个电机的转速。当飞行控制器接收到飞行动作相关指令（如上升、前进等），可以通过控制四个电机的转速来完成相应的飞行动作。

可选地，所述调度指令包括路线规划指令；所述在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态，包括：

步骤S21、接收控制装置发送的路线规划指令，所述路线规划指令中携带目标位置；

步骤S22、根据所述传感系统采集的监测数据确定所述监测装置的当前位置；

步骤S23、根据所述当前位置和所述目标位置生成飞行路线，并确定所述螺旋桨电机和/或所述电子调速器的输出调整策略；

步骤S24、基于所述输出调整策略对所述螺旋桨电机和/或所述电子调速器的输出功率进行调整，以使所述监测装置按照所述飞行路线飞行。

路线规划主要利用监测装置内置的GPS/北斗定位模块实现，通过预先将飞行的目标位置、飞行高度等信息发送至运动控制电路，由运动控制电路对当前位置与目标位置进行对比，进而通过调整螺旋桨电机和/或电子调速器的输出功来控制监测装置按照飞行路线前往目标位置处。

可选地，所述传感系统中包括激光测距传感器，所述方法还包括：

步骤S31、获取所述激光测距传感器采集的距离测量值，所述距离测量值用于表示所述监测装置与障碍物之间的距离；

步骤S32、若所述距离测量值小于第一预设阈值，则生成障碍物报警信号，并将所述障碍物报警信号发送至所述控制装置；

步骤S33、若所述距离测量值小于第二预设阈值，则控制所述监测装置切换为悬停状态。

在监测装置飞行过程中，可以依靠摄像头云台和激光测距传感器实现避障。其中摄像头云台获取的图像可以实时上传至控制装置进行显示，操作人员通过图像进行操作以规避障碍物。

激光测距传感器共两组，每组4个分别安装于监测装置两侧，实现对下、前、后、两侧的物体距离探测。当监测装置某个激光测距传感器获取的距离测量值＜第一预设阈值，例如5m时，监测装置可以向控制装置发送障碍物报警信号。当激光测距传感器获取的距离测量值＜第二预设阈值，例如2m时，监测装置可以直接切换为悬停状态防止碰撞，等待下一步飞行命令。

可选地，所述动力系统用于为所述监测装置提供飞行动力，并为所述展开装置的展开、闭合提供动力。

在确定到达监测点的情况下，基于所述动力系统控制所述展开装置展开顶棚，并切断所述动力系统的电源。

在本发明实施例中，监测装置有两种主要工作模式：飞行模式和数据采集模式。

在飞行模式下，监测装置可以通过运动控制电路使动力系统处于活动状态，电池切换为串联高功率输出模式，通讯系统处于常联高功率模式。运动控制电路通过接收飞行遥控器或上位机下发的指令调度动力系统动作，从而使监测装置飞行至监测点，飞抵监测点后，运动控制电路基于传感器数据进行状态自检，确认完全落地后控制动力系统展开顶棚，并在展开顶棚后切断动力系统电源，控制监测装置进入数据采集模式。其中，监测装置可以通过安装在监测装置底部支架上的伸缩脚钉判断是否落地。如图10所示，监测装置落地后脚钉受压回缩导致其内部的通断开关导通。或者，监测装置也可以缓慢减小螺旋桨电机输出，在三轴加速度传感器数据无明显变化的情况下，确定已经落地。

在数据采集模式下，监测装置可以通过运动控制电路使动力系统处于关闭状态以节省电能，电池切换为并联充放电模式，关闭数传电台，并将4G/5G通讯模块切换为定时通讯的低功耗模式。进一步地，还可以将大部分功能电路切换为低功耗模式，由主控电路定时唤醒相应传感器进行数据采集、本地存储和数据上传，主控芯片切换为低速模式并对电池电压进行扫描，并通过内置程序对能否实现返航进行判断。示例性地，监测装置起飞前和降落后运动控制电路会分别记录电池电压并计算飞行过程耗电造成的电压差V1（代表飞行过程所需电量），并将数据进行记录。通常无人机飞行安全电压计算单节电池为3.6V，并联模式下为3节串联即10.8V，数据采集模式下通过扫描电池电压，若3节电池串联电压＞10.8+V1/2，则表明电池电量满足返航要求，监测装置会向上位机发送相关数据。此外，在数据采集模式下，主控电路负责通讯模块的切换，当通过4G/5G模块上传数据三次都未收到上位机确认信息情况下，则开通数传电台，将数据以广播形式发送三次。

综上，本发明实施例提供的监测数据的采集方法，可以根据控制装置发送的飞行指令、数据采集指令和调度指令，及时调整飞行状态和/或调整数据采集状态。本发明实施例可以降低灾害现场监测装置的部署难度，提升对突发性地质灾害的响应效率，提高采集的监测数据的实时性和有效性。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

参照图11，示出了本发明的一种监测数据的采集装置实施例的结构框图，所诉装置应用于监测装置；所述监测装置包括运动控制电路、数据采集电路、展开系统、动力系统和传感系统；所述运动控制电路用于控制所述展开系统和所述动力系统，所述数据采集电路用于控制所述传感系统；所述展开系统包括展开装置和舵机，所述展开装置用于贴敷薄膜太阳能板，所述舵机用于为所述展开装置提供动力；所述装置可以包括：

第一控制模块201，用于在接收到控制装置发送的飞行指令的情况下，对所述运动控制电路上电；所述飞行指令用于指示所述监测装置切换至飞行模式；

第二控制模块202，用于触发所述传感系统中的传感器进入实时工作模式，以持续采集飞行过程中的飞行状态数据；

第三控制模块203，用于在接收到控制装置发送的数据采集指令的情况下，判断是否到达监测点；所述数据采集指令用于指示所述监测装置切换至数据采集模式；

第四控制模块204，用于在确定到达监测点且降落到地面之后，展开所述展开装置的顶棚，对所述动力系统断电，并通过数据采集电路定时唤醒传感系统中的传感器，以使传感器定时采集所述监测点的监测数据；

第五控制模块205，用于在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态。

可选地，所述监测装置的动力系统中包括螺旋桨电机；所述调度指令包括悬停指令或行进指令；所述第五控制模块，包括：

第一控制子模块，用于在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据当前时刻的飞行状态数据对所述螺旋桨电机的输出功率进行控制，以使所述监测装置处于悬停状态或行进状态。

可选地，所述监测装置的动力系统还包括电子调速器，每一个电子调速器对应一个螺旋桨电机；所述调度指令包括飞行动作指令，所述第五控制模块，包括：

第二控制子模块，用于在接收到所述控制装置发送的飞行动作指令的情况下，根据所述飞行动作指令中携带的动作参数对所述螺旋桨电机的输出功率进行控制，以使所述监测装置执行所述动作参数对应的飞行动作；和/或，

第三控制子模块，用于根据当前时刻的飞行状态数据和所述飞行动作指令中携带的动作参数，对所述电子调速器的输出功率进行调整，以控制对应的螺旋桨电机的转速。

可选地，所述运动控制电路包括主控制器和冗余控制器；所述主控制器和所述冗余控制器同步接收所述传感系统发送的飞行状态数据；所述冗余控制器用于对所述主控制器进行状态监控，当所述主控制器出现故障时，所述冗余控制器对所述展开系统和所述动力系统进行控制。

可选地，所述调度指令包括路线规划指令；所述第五控制模块，包括：

接收子模块，用于接收控制装置发送的路线规划指令，所述路线规划指令中携带目标位置；

第一确定子模块，用于根据所述传感系统采集的监测数据确定所述监测装置的当前位置；

第二确定子模块，用于根据所述当前位置和所述目标位置生成飞行路线，并确定所述螺旋桨电机和/或所述电子调速器的输出调整策略；

调整子模块，用于基于所述输出调整策略对所述螺旋桨电机和/或所述电子调速器的输出功率进行调整，以使所述监测装置按照所述飞行路线飞行。

可选地，所述传感系统中包括激光测距传感器，所述装置还包括：

数据获取模块，用于获取所述激光测距传感器采集的距离测量值，所述距离测量值用于表示所述监测装置与障碍物之间的距离；

信号生成模块，用于若所述距离测量值小于第一预设阈值，则生成障碍物报警信号，并将所述障碍物报警信号发送至所述控制装置；

第六控制模块，用于若所述距离测量值小于第二预设阈值，则控制所述监测装置切换为悬停状态。

可选地，所述动力系统用于为所述监测装置提供飞行动力，并为所述展开装置的展开、闭合提供动力；所述装置还包括：

第七控制模块，用于在确定到达监测点的情况下，基于所述动力系统控制所述展开装置展开顶棚，并切断所述动力系统的电源。

综上，本发明实施例提供的地表形变监测装置，

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本发明实施例还提供了一种电子设备，参照图12，包括：处理器401、存储器402以及存储在所述存储器402上并可在所述处理器上运行的计算机程序4021，所述处理器401执行所述程序时实现前述实施例的监测数据的采集方法。

本发明实施例还提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由装置（服务器或者终端）的处理器执行时，使得装置能够执行前文图1所对应实施例中监测数据的采集方法的描述，因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机程序产品或者计算机程序实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。

以上对本发明所提供的一种监测数据的采集方法、装置、电子设备及存储介质，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种监测数据的采集方法，其特征在于，应用于监测装置；所述监测装置包括运动控制电路、数据采集电路、展开系统、动力系统和传感系统；所述运动控制电路用于控制所述展开系统和所述动力系统，所述数据采集电路用于控制所述传感系统；所述展开系统包括展开装置和舵机，所述展开装置用于贴敷薄膜太阳能板，所述舵机用于为所述展开装置提供动力；所述方法包括：

在接收到控制装置发送的飞行指令的情况下，对所述运动控制电路上电；所述飞行指令用于指示所述监测装置切换至飞行模式；

触发所述传感系统中的传感器进入实时工作模式，以持续采集飞行过程中的飞行状态数据；

在接收到控制装置发送的数据采集指令的情况下，判断是否到达监测点；所述数据采集指令用于指示所述监测装置切换至数据采集模式；

在确定到达监测点且降落到地面之后，展开所述展开装置的顶棚，对所述动力系统断电，并通过数据采集电路定时唤醒传感系统中的传感器，以使传感器定时采集所述监测点的监测数据；

在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态；

所述展开装置包括中部硬质支撑框（1）、飞行器机体（2）、飞行器桨叶及其支架（3）、飞行器底部支架（4）、展开顶棚支架（5）、转动轴（6）、运动撑杆（7）、限位滑轮（8）、吊环（9）和薄膜顶棚（10）；其中，中部硬质支撑框（1）的底部与飞行器机体（2）连通；在飞行器机身左右两侧各有一根展开顶棚支架（5），用于为展开后的顶棚提供支撑力；转动轴（6）分别由两个舵机带动，两个舵机转动方向相反，最大转动角度相同，舵机转动由运动控制电路的主控制器控制；运动撑杆（7）的底部与转动轴（6）相连，运动撑杆（7）顶部的滑轮固定于展开顶棚支架（5）底部的滑槽中，监测装置飞抵监测点并落地后，舵机带动运动撑杆（7）分别向监测装置的头部和尾部方向转动，并带动薄膜顶棚（10）运动；当舵机到达限位时，运动撑杆（7）与飞行器机体（2）成水平，并带动薄膜顶棚（10）形成圆弧状顶棚；限位滑轮（8）安装于运动撑杆（7）的顶部，固定于展开顶棚支架（5）底部的滑槽中，用于固定运动撑杆（7）旋转过程中的运动路径；吊环（9）用于固定薄膜顶棚（10）的膜结构，吊环（9）在展开顶棚支架（5）上，沿展开顶棚支架（5）滑动；薄膜顶棚（10）的顶部贴敷薄膜太阳能组件，由中部硬质支撑框（1）、运动撑杆（2）和吊环（9）共同固定；当飞行器落地后，展开装置开始动作，薄膜顶棚（10）由运动撑杆（7）拉动向两侧展开，并在运动撑杆（7）与吊环（9）的共同作用下展开为圆弧状顶棚；薄膜顶棚（10）未展开时，折叠收拢于中部硬质支撑框的两侧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测装置的动力系统中包括螺旋桨电机；所述调度指令包括悬停指令或行进指令；所述在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态，包括：

在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据当前时刻的飞行状态数据对所述螺旋桨电机的输出功率进行控制，以使所述监测装置处于悬停状态或行进状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监测装置的动力系统还包括电子调速器，每一个电子调速器对应一个螺旋桨电机；所述调度指令包括飞行动作指令，所述在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态，包括：

在接收到所述控制装置发送的飞行动作指令的情况下，根据所述飞行动作指令中携带的动作参数对所述螺旋桨电机的输出功率进行控制，以使所述监测装置执行所述动作参数对应的飞行动作；和/或，

根据当前时刻的飞行状态数据和所述飞行动作指令中携带的动作参数，对所述电子调速器的输出功率进行调整，以控制对应的螺旋桨电机的转速。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述运动控制电路包括主控制器和冗余控制器；所述主控制器和所述冗余控制器同步接收所述传感系统发送的飞行状态数据；所述冗余控制器用于对所述主控制器进行状态监控，当所述主控制器出现故障时，所述冗余控制器对所述展开系统和所述动力系统进行控制。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调度指令包括路线规划指令；所述在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态，包括：

接收控制装置发送的路线规划指令，所述路线规划指令中携带目标位置；

根据所述传感系统采集的监测数据确定所述监测装置的当前位置；

根据所述当前位置和所述目标位置生成飞行路线，并确定所述螺旋桨电机和/或所述电子调速器的输出调整策略；

基于所述输出调整策略对所述螺旋桨电机和/或所述电子调速器的输出功率进行调整，以使所述监测装置按照所述飞行路线飞行。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感系统中包括激光测距传感器，所述方法还包括：

获取所述激光测距传感器采集的距离测量值，所述距离测量值用于表示所述监测装置与障碍物之间的距离；

若所述距离测量值小于第一预设阈值，则生成障碍物报警信号，并将所述障碍物报警信号发送至所述控制装置；

若所述距离测量值小于第二预设阈值，则控制所述监测装置切换为悬停状态。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动力系统用于为所述监测装置提供飞行动力，并为所述展开装置的展开、闭合提供动力。

8.一种监测数据的采集装置，其特征在于，应用于监测装置；所述监测装置包括运动控制电路、数据采集电路、展开系统、动力系统和传感系统；所述运动控制电路用于控制所述展开系统和所述动力系统，所述数据采集电路用于控制所述传感系统；所述展开系统包括展开装置和舵机，所述展开装置用于贴敷薄膜太阳能板，所述舵机用于为所述展开装置提供动力；所述装置包括：

第一控制模块，用于在接收到控制装置发送的飞行指令的情况下，对所述运动控制电路上电；所述飞行指令用于指示所述监测装置切换至飞行模式；

第二控制模块，用于触发所述传感系统中的传感器进入实时工作模式，以持续采集飞行过程中的飞行状态数据；

第三控制模块，用于在接收到控制装置发送的数据采集指令的情况下，判断是否到达监测点；所述数据采集指令用于指示所述监测装置切换至数据采集模式；

第四控制模块，用于在确定到达监测点且降落到地面之后，展开所述展开装置的顶棚，对所述动力系统断电，并通过数据采集电路定时唤醒传感系统中的传感器，以使传感器定时采集所述监测点的监测数据；

第五控制模块，用于在接收到控制装置发送的调度指令的情况下，根据所述调度指令中的调度内容，调整飞行状态和/或调整数据采集状态；

所述展开装置包括中部硬质支撑框（1）、飞行器机体（2）、飞行器桨叶及其支架（3）、飞行器底部支架（4）、展开顶棚支架（5）、转动轴（6）、运动撑杆（7）、限位滑轮（8）、吊环（9）和薄膜顶棚（10）；其中，中部硬质支撑框（1）的底部与飞行器机体（2）连通；在飞行器机身左右两侧各有一根展开顶棚支架（5），用于为展开后的顶棚提供支撑力；转动轴（6）分别由两个舵机带动，两个舵机转动方向相反，最大转动角度相同，舵机转动由运动控制电路的主控制器控制；运动撑杆（7）的底部与转动轴（6）相连，运动撑杆（7）顶部的滑轮固定于展开顶棚支架（5）底部的滑槽中，监测装置飞抵监测点并落地后，舵机带动运动撑杆（7）分别向监测装置的头部和尾部方向转动，并带动薄膜顶棚（10）运动；当舵机到达限位时，运动撑杆（7）与飞行器机体（2）成水平，并带动薄膜顶棚（10）形成圆弧状顶棚；限位滑轮（8）安装于运动撑杆（7）的顶部，固定于展开顶棚支架（5）底部的滑槽中，用于固定运动撑杆（7）旋转过程中的运动路径；吊环（9）用于固定薄膜顶棚（10）的膜结构，吊环（9）在展开顶棚支架（5）上，沿展开顶棚支架（5）滑动；薄膜顶棚（10）的顶部贴敷薄膜太阳能组件，由中部硬质支撑框（1）、运动撑杆（2）和吊环（9）共同固定；当飞行器落地后，展开装置开始动作，薄膜顶棚（10）由运动撑杆（7）拉动向两侧展开，并在运动撑杆（7）与吊环（9）的共同作用下展开为圆弧状顶棚；薄膜顶棚（10）未展开时，折叠收拢于中部硬质支撑框的两侧。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的监测数据的采集方法。

10.一种机器可读存储介质，其上存储有指令，当所述指令由装置的一个或多个处理器执行时，使得装置执行如权利要求1至7中任一项所述的监测数据的采集方法。

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