CN116610128A - 一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，涉及生态环境监测技术领域，所述基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法包括下述操作步骤：S1、无人机和无人船连接；S2、设置航行线路和测绘坐标；S3、同步操作控制；S4、测绘与采样和S5、机体返航。该基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，无人机的遥控距离远大于无人船的控制距离且wifi热点连接在无人机其下方的无人船上，使得信号不易失联，由此避免无人机失联返航，当无人船随无人机同步于水面移动时障碍检测模块和声纳探测实时检测周边情况，在发现障碍物时无人船紧急制动，以防止无人船与水中的障碍物发生碰撞。
Description
技术领域
本发明涉及生态环境监测技术领域，具体为一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法。
背景技术
环境监测是通过对反映环境质量的指标进行监视和测定，以确定环境污染状况和环境质量的高低，无人机和无人船在生态环境监测领域目前已广泛应用于水质采样、水文监测、声纳探鱼等方面。
如申请号CN202111495647.2的专利公开了水体蓝藻水华爆发的监测方法、装置、介质以及电子设备，该方法包括：获取目标区域的无人机遥感图像；对无人机遥感图像进行预处理，获得预处理后的无人机遥感图像；预处理后的无人机遥感图像包括多个水体像元；根据每个水体像元的浮游藻类指数、归一化植被指数、预设的浮游藻类指数阈值以及预设的归一化植被指数阈值，获得每个水体像元的蓝藻水华爆发风险等级；获取无人船采集的高风险区和较高风险区对应的水体像元的水质采样结果；根据水质采样结果，对高风险区和较高风险区进行蓝藻水华爆发风险等级校准，获得目标区域水体蓝藻水华爆发的风险等级图，提高了水体蓝藻水华爆发监测的实时性以及准确度；
类似上述水体蓝藻水华爆发的监测方法、装置、介质以及电子设备的专利还具有以下缺陷：
现有的无人机和无人船在生态环境监测领域中作业时要产生如下几个问题，在很大程度上影响监测活动的开展：
无人机开启RTK功能需连接热点，低空飞行过程中通讯容易受较矮山头或建筑物的影响而造成失联返航，造成任务中断失败；无人船遥控距离短，常常无法对远距离监测人员无法抵达的区域进行监测。
于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，所述基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法包括下述操作步骤：
S1、无人机和无人船连接：
于无人船上放置可联网的手机，且手机开启wifi热点功能，无人机通过wifi热点功能与手机互联，而无人机上搭载有控制其飞行移动的遥控模块；
S2、设置航行线路和测绘坐标：
基于需要探测的环境预先收集其相关的环境因素，并预先设置好航行线路和需要进行测绘监测的坐标；
S3、同步操作控制：
监测人员于控制端控制无人机沿预设的航行路线进行飞行，同时控制无人机航行的操作指令通过wifi热点功能传达给手机，且手机同步将指令传输至无人船的控制模块中，由此实现无人船随无人机同步同时移动，以抵达路线上的测绘区域附近；
无人机通过wifi热点功能与无人船相连接，即需要无人机始终处于wifi热点功能的有效范围内，wifi热点功能的有效范围为Y，无人船处于水面其所在高度为h0，且h0＝0，而无人机处于空中其所在高度为hx，hx的高度是随时变化的，基于下述公式：
hx-h0≤Y；
也就是hx-0≤Y；
因此无人机在航行时其高度hx需始终小于Y；
S4、测绘与采样：
当无人机与无人船达到测绘区域时，无人机于空中进行测绘作业，而无人船于水面进行测绘、水质采样、水文监测、声呐探鱼此类作业；
S5、机体返航：
测绘完成后由控制端控制无人机同步协同遥控无人船返航。
进一步的，所述S1步骤中，手机与无人船的控制模块相连接，且无人机的遥感模块通过wifi热点功能和手机与无人船的控制模块相连接。
进一步的，所述S2步骤中，环境因素包括但不仅限于风速、天气、温度、湿度此类数据。
进一步的，所述S3步骤中，无人船与无人机上均搭载360全景摄像头以向控制端实时反馈航行时的周边图像，监测人员通过观测两个图像以控制无人机和无人船进行细节位置的调整，以防止无人船于水面移动时发生碰撞。
进一步的，所述S3步骤中，无人船搭载有水质采样、水文监测、声纳探测和障碍检测模块，当无人船随无人机同步于水面移动时障碍检测模块和声纳探测实时检测周边情况，在发现障碍物时无人船紧急制动，以防止无人船与水中的障碍物发生碰撞。
进一步的，所述障碍检测模块为红外检测模块，障碍检测模块和声纳探测在发现障碍物且障碍物已然处于预设阈值范围内时，无人船才触发紧急制动功能。
进一步的，所述S3步骤中，手机还能够直接与控制端连接，控制端通过手机能够单独控制无人机或无人船移动，亦可同时控制无人机、无人船同步移动。
进一步的，所述S4步骤中，无人机上搭载有限高模块，用于控制无人机与无人船之间的高度始终位于wifi热点功能的覆盖范围内。
一种无人机，应用于所述的基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，所述无人机上搭载有测绘模块、遥感模块、wifi热点连接模块、360全景摄像头和悬空模块，且无人机用于实现S1-S5步骤中的内容，无人机的测绘模块用于于空中对周边地形环境进行测绘，悬空模块用于在未对无人机进行控制时对无人机进行自动悬空。
一种无人船，应用于所述的基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，所述无人船上搭载有水质采样、水文监测、声纳探测、障碍检测模块、360全景摄像头和制动模块，且无人船用于实现S1-S5步骤中的内容，所述无人船的水质采样模块用于对水体进行采集保存，制动模块是在无人船的行径路上若出现障碍物并且障碍物处于警戒范围内时对无人船进行紧急制动。
本发明提供了一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，具备以下有益效果：
该基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，利用手机提供wifi热点功能实现无人船和无人机之间的协同连接，无人机的遥控距离远大于无人船的控制距离且wifi热点连接在无人机其下方的无人船上，使得信号不易失联，由此避免无人机失联返航，且控制端通过wifi热点功能可同步控制无人机和无人船，亦可单独控制其中一个，且无人船随无人机同步移动时，无人船与无人机上均搭载360全景摄像头以向控制端实时反馈航行时的周边图像，监测人员通过观测两个图像以控制无人机和无人船进行细节位置的调整，以防止无人船于水面移动时发生碰撞，当无人船随无人机同步于水面移动时障碍检测模块和声纳探测实时检测周边情况，在发现障碍物时无人船紧急制动，以防止无人船与水中的障碍物发生碰撞。
附图说明
图1为本发明一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法的整体运行流程示意图；
图2为本发明一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法的无人机与无人船连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1-图2所示，本发明提供技术方案：一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法包括下述操作步骤：
S1、无人机和无人船连接：
于无人船上放置可联网的手机，且手机开启wifi热点功能，无人机通过wifi热点功能与手机互联，而无人机上搭载有控制其飞行移动的遥控模块；
其中，手机与无人船的控制模块相连接，且无人机的遥感模块通过wifi热点功能和手机与无人船的控制模块相连接；
S2、设置航行线路和测绘坐标：
基于需要探测的环境预先收集其相关的环境因素，并预先设置好航行线路和需要进行测绘监测的坐标；
其中，环境因素包括但不仅限于风速、天气、温度、湿度此类数据；
S3、同步操作控制：
监测人员于控制端控制无人机沿预设的航行路线进行飞行，同时控制无人机航行的操作指令通过wifi热点功能传达给手机，且手机同步将指令传输至无人船的控制模块中，由此实现无人船随无人机同步同时移动，以抵达路线上的测绘区域附近；
无人机通过wifi热点功能与无人船相连接，即需要无人机始终处于wifi热点功能的有效范围内，wifi热点功能的有效范围为Y，无人船处于水面其所在高度为h0，且h0＝0，而无人机处于空中其所在高度为hx，hx的高度是随时变化的，基于下述公式：
hx-h0≤Y；
也就是hx-0≤Y；
因此无人机在航行时其高度hx需始终小于Y；
其中，无人船与无人机上均搭载360全景摄像头以向控制端实时反馈航行时的周边图像，监测人员通过观测两个图像以控制无人机和无人船进行细节位置的调整，以防止无人船于水面移动时发生碰撞，无人船搭载有水质采样、水文监测、声纳探测和障碍检测模块，当无人船随无人机同步于水面移动时障碍检测模块和声纳探测实时检测周边情况，在发现障碍物时无人船紧急制动，以防止无人船与水中的障碍物发生碰撞，障碍检测模块为红外检测模块，障碍检测模块和声纳探测在发现障碍物且障碍物已然处于预设阈值范围内时，无人船才触发紧急制动功能
S4、测绘与采样：
当无人机与无人船达到测绘区域时，无人机于空中进行测绘作业，而无人船于水面进行测绘、水质采样、水文监测、声呐探鱼此类作业；
其中，手机还能够直接与控制端连接，控制端通过手机能够单独控制无人机或无人船移动，亦可同时控制无人机、无人船同步移动，无人机上搭载有限高模块，用于控制无人机与无人船之间的高度始终位于wifi热点功能的覆盖范围内；
S5、机体返航：
测绘完成后由控制端控制无人机同步协同遥控无人船返航。
一种无人机，无人机上搭载有测绘模块、遥感模块、wifi热点连接模块、360全景摄像头和悬空模块，且无人机用于实现S1-S5步骤中的内容，无人机的测绘模块用于于空中对周边地形环境进行测绘，悬空模块用于在未对无人机进行控制时对无人机进行自动悬空。
一种无人船，无人船上搭载有水质采样、水文监测、声纳探测、障碍检测模块、360全景摄像头和制动模块，且无人船用于实现S1-S5步骤中的内容，无人船的水质采样模块用于对水体进行采集保存，制动模块是在无人船的行径路上若出现障碍物并且障碍物处于警戒范围内时对无人船进行紧急制动。
综上，如图1-图2所示，该基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，使用时，首先于无人船上放置可联网的手机，且手机开启wifi热点功能，无人机通过wifi热点功能与手机互联，而无人机上搭载有控制其飞行移动的遥控模块；
其中，手机与无人船的控制模块相连接，且无人机的遥感模块通过wifi热点功能和手机与无人船的控制模块相连接；
基于需要探测的环境预先收集其相关的环境因素，并预先设置好航行线路和需要进行测绘监测的坐标；
其中，环境因素包括但不仅限于风速、天气、温度、湿度此类数据；
监测人员于控制端控制无人机沿预设的航行路线进行飞行，同时控制无人机航行的操作指令通过wifi热点功能传达给手机，且手机同步将指令传输至无人船的控制模块中，由此实现无人船随无人机同步同时移动，以抵达路线上的测绘区域附近；
无人机通过wifi热点功能与无人船相连接，即需要无人机始终处于wifi热点功能的有效范围内，wifi热点功能的有效范围为Y，无人船处于水面其所在高度为h0，且h0＝0，而无人机处于空中其所在高度为hx，hx的高度是随时变化的，基于下述公式：
hx-h0≤Y；
也就是hx-0≤Y；
因此无人机在航行时其高度hx需始终小于Y；
其中，无人船与无人机上均搭载360全景摄像头以向控制端实时反馈航行时的周边图像，监测人员通过观测两个图像以控制无人机和无人船进行细节位置的调整，以防止无人船于水面移动时发生碰撞，无人船搭载有水质采样、水文监测、声纳探测和障碍检测模块，当无人船随无人机同步于水面移动时障碍检测模块和声纳探测实时检测周边情况，在发现障碍物时无人船紧急制动，以防止无人船与水中的障碍物发生碰撞，障碍检测模块为红外检测模块，障碍检测模块和声纳探测在发现障碍物且障碍物已然处于预设阈值范围内时，无人船才触发紧急制动功能
当无人机与无人船达到测绘区域时，无人机于空中进行测绘作业，而无人船于水面进行测绘、水质采样、水文监测、声呐探鱼此类作业；
其中，手机还能够直接与控制端连接，控制端通过手机能够单独控制无人机或无人船移动，亦可同时控制无人机、无人船同步移动，无人机上搭载有限高模块，用于控制无人机与无人船之间的高度始终位于wifi热点功能的覆盖范围内；
测绘完成后由控制端控制无人机同步协同遥控无人船返航。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，其特征在于：所述基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法包括下述操作步骤：
S1、无人机和无人船连接：
于无人船上放置可联网的手机，且手机开启wifi热点功能，无人机通过wifi热点功能与手机互联，而无人机上搭载有控制其飞行移动的遥控模块；
S2、设置航行线路和测绘坐标：
基于需要探测的环境预先收集其相关的环境因素，并预先设置好航行线路和需要进行测绘监测的坐标；
S3、同步操作控制：
监测人员于控制端控制无人机沿预设的航行路线进行飞行，同时控制无人机航行的操作指令通过wifi热点功能传达给手机，且手机同步将指令传输至无人船的控制模块中，由此实现无人船随无人机同步同时移动，以抵达路线上的测绘区域附近；
无人机通过wifi热点功能与无人船相连接，即需要无人机始终处于wifi热点功能的有效范围内，wifi热点功能的有效范围为Y，无人船处于水面其所在高度为h0，且h0＝0，而无人机处于空中其所在高度为hx，hx的高度是随时变化的，基于下述公式：
hx-h0≤Y；
也就是hx-0≤Y；
因此无人机在航行时其高度hx需始终小于Y；
S4、测绘与采样：
当无人机与无人船达到测绘区域时，无人机于空中进行测绘作业，而无人船于水面进行测绘、水质采样、水文监测、声呐探鱼此类作业；
S5、机体返航：
测绘完成后由控制端控制无人机同步协同遥控无人船返航。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，其特征在于：所述S1步骤中，手机与无人船的控制模块相连接，且无人机的遥感模块通过wifi热点功能和手机与无人船的控制模块相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，其特征在于：所述S2步骤中，环境因素包括但不仅限于风速、天气、温度、湿度此类数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，其特征在于：所述S3步骤中，无人船与无人机上均搭载360全景摄像头以向控制端实时反馈航行时的周边图像，监测人员通过观测两个图像以控制无人机和无人船进行细节位置的调整，以防止无人船于水面移动时发生碰撞。
5.根据权利要求1所述的一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，其特征在于：所述S3步骤中，无人船搭载有水质采样、水文监测、声纳探测和障碍检测模块，当无人船随无人机同步于水面移动时障碍检测模块和声纳探测实时检测周边情况，在发现障碍物时无人船紧急制动，以防止无人船与水中的障碍物发生碰撞。
6.根据权利要求5所述的一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，其特征在于：所述障碍检测模块为红外检测模块，障碍检测模块和声纳探测在发现障碍物且障碍物已然处于预设阈值范围内时，无人船才触发紧急制动功能。
7.根据权利要求1所述的一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，其特征在于：所述S3步骤中，手机还能够直接与控制端连接，控制端通过手机能够单独控制无人机或无人船移动，亦可同时控制无人机、无人船同步移动。
8.根据权利要求1所述的一种基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，其特征在于：所述S4步骤中，无人机上搭载有限高模块，用于控制无人机与无人船之间的高度始终位于wifi热点功能的覆盖范围内。
9.一种无人机，其特征在于：应用于如权利要求1-8任一项所述的基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，所述无人机上搭载有测绘模块、遥感模块、wifi热点连接模块、360全景摄像头和悬空模块，且无人机用于实现S1-S5步骤中的内容，无人机的测绘模块用于于空中对周边地形环境进行测绘，悬空模块用于在未对无人机进行控制时对无人机进行自动悬空。
10.一种无人船，其特征在于：应用于如权利要求1-8任一项所述的基于无人船和无人机联动工作的遥感采样方法，所述无人船上搭载有水质采样、水文监测、声纳探测、障碍检测模块、360全景摄像头和制动模块，且无人船用于实现S1-S5步骤中的内容，所述无人船的水质采样模块用于对水体进行采集保存，制动模块是在无人船的行径路上若出现障碍物并且障碍物处于警戒范围内时对无人船进行紧急制动。
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Cited By (1)
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| CN117091573A (zh) * | 2023-08-22 | 2023-11-21 | 苏州庄舟智能科技有限公司 | 一种岸边道路全模型集成的系统 |
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2023
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