CN206288203U - 一种用于水底测量的无人测量船及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于水底测量的无人测量船及系统。包括船体，船体底端采用三体M型，三体M型两侧体内嵌有副推进器，三体M型中间体内嵌有主推进器，船体底端还内嵌有测深换能器，船体前端内置有数据交换机，船体中部上端设有容置仓，容置仓内设有测深模块和GPS定位模块，船体两侧上对称设有WiFi天线，船体后端上设有差分定位天线和GPS天线。本实用新型采用无人船将定位、测深、导航整合为一高性能测量平台，可避免人员登船测量带来工作量大、测量精度低、危险高和边角区域无法实现测量的问题。另外无人船底采用三体M型并将推进器内嵌在各体内，可避免水草、垃圾等物体对螺旋桨的缠绕。
Description
技术领域
本实用新型涉及水底测量领域，尤其涉及一种用于水底测量的无人测量船及系统。
背景技术
水域测量是一个比较广泛的概念，在水域进行的测量作业统称为水域测量，水域测量包括海洋测量、河道测量、水库测量等。现代经济建设的发展使海洋（河道、水库）开发任务越来越多，辽阔的海域油气开采、漫长海岸线的港湾建设、河流的淤积和冲刷的防范、水电站的建设、水库的设计等，都需要水域测量工作。
目前，水域测量通常以测量人员乘船方式来完成。采用该种方法的缺点是：登船测量危险性大且人员工作量大，测线规划往往与计划有一定差距，且走航时不易控制。另外由于船体的限制，现有高性能的测量技术并不能发挥出来，表现为水域的边角、浅水区域无法测量。再者，通信采用电台通信，受距离限制，传输带宽较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，从而提供了一种用于水底测量的无人测量船及系统。
为实现上述目的，在第一方面，本实用新型提供了一种用于水底测量的无人测量船。该无人测量船包括船体，所述船体底端采用三体M型，三体M型两侧体内嵌有副推进器，三体M型中间体内嵌有主推进器，船体底端还内嵌有测深换能器，船体前端内置有数据交换机，船体中部上端设有容置仓，所述容置仓内设有测深模块和GPS定位模块，船体两侧上对称设有WiFi天线，船体后端上设有差分定位天线和GPS天线，其中，
所述WiFi天线与所述数据交换机相连，用以接收指令和回传数据；
所述差分定位天线和GPS天线分别与所述GPS定位模块相连，用以提升定位精度；
所述测深换能器与所述测深模块相连，用以将反射回的声波信号传送至测深模块，由所述测深模块解算出水深数据；
所述测深模块和GPS定位模块分别与所述数据交换机相连，分别用以将水深数据和定位数据传输至数据交换机，由数据交换机将数据统一打包通过WIFI天线发送出去。
优选地，所述船体前端上设有摄像头和超声波避障元件，所述摄像头和超声波避障元件分别与所述数据交换机相连，分别用以将采集的图像数据和回波信号发送至所述数据交换机。
优选地，所述船体两侧对称设有电池仓，电池仓内置有电池。
优选地，所述主推进器和副推进器均采用涵道式推进器。
优选地，所述测深模块为单频多波束测深仪、双频单波束测深仪或多波束测深仪中的一种。
优选地，所述船体后端上还设有报警指示灯。
在第二方面，本实用新型还提供了一种用于水底测量的无人测量系统。该系统包括如上述所述的无人测量船、外挂式WIFI基站和控制终端，
所述外挂式WIFI基站分别与所述控制终端和无人测量船相连，用以实现无人测量船与控制终端的数据传输；
所述无人测量船与所述外挂式WIFI基站相连，用以将采集的水深数据、图像数据、定位数据通过外挂式WIFI基站回传至所述控制终端；
所述控制终端，用以制定无人船航行路线，并向无人船发出控制指令，以及接收并处理无人船回传的数据。
优选地，所述控制终端为PC机或笔记本。
本实用新型的有益效果是：
1、采用无人船这一优势平台，将定位、测深、导航整合为一高性能测量平台，可避免人员登船测量带来工作量大、测量精度低、危险高和边角区域无法实现测量的问题。另外无人船底采用三体M型并将推进器内嵌在各体内，可避免水草、垃圾等物体对螺旋桨的缠绕。
2、通过外挂式WIFI基站进行数据传输，可保证数据的实时性、可靠性，避免了通过电台传输带宽不足的问题。
3、采用GPS差分定位指导无人船按照岸边控制终端所制定的路线进行航行测量，提高了测量精度。
附图说明
图1为本实用新型的用于水底测量的无人测量船的后视结构图；
图2为本实用新型的用于水底测量的无人测量船的侧视结构图；
图3为本实用新型的用于水底测量的无人测量系统的结构框图。
附图标记说明：
11-船体，12-副推进器，13-主推进器，14-测深换能器，15-容置仓，16-WiFi天线，17-差分定位天线，18-GPS天线，19-摄像头，20-超声波避障元件，21-电池仓，22-报警指示灯。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。需要说明的是，附图仅为示例性说明，并未按照严格比例绘制，而且其中可能有为描述便利而进行的局部放大、缩小，对于公知部分结构亦可能有一定缺省。
如图1至2所示，本实用新型的无人测量船包括船体11，船体11采用流线型船体，可以减小阻力，航行速度快，船体吃水仅20cm。船体底端采用三体M型，航行平稳，可抗5级风，3级浪。三体M型两侧体内嵌有副推进器12，三体M型中间体内嵌有主推进器13，船体11底端还内嵌有测深换能器14，船体11前端内置有数据交换机，船体11中部上端设有容置仓15，容置仓15内设有测深模块和GPS定位模块，船体两侧上对称设有WiFi天线16，船体11后端上设有差分定位天线17和GPS天线18。其中，WiFi天线16与数据交换机相连，用以接收指令和回传数据。差分定位天线17和GPS天线18分别与GPS定位模块相连，用以协助GPS定位模块以提升定位精度。测深换能器14与测深模块相连，用以将反射回的声波信号传送至测深模块，由测深模块解算出水深数据。测深模块和GPS定位模块分别与数据交换机相连，分别用以将水深数据和定位数据传输至数据交换机，由数据交换机将数据统一打包通过WIFI天线16发送出去。其中，测深模块为单频多波束测深仪、双频单波束测深仪或多波束测深仪中的任意一种。
需要说明的是，本实施例中的副推进器12和主推进器13优选为涵道式推进器。将涵道式推进器内嵌在船底壳体内，是因为无人测量船在水中航行时，经常会遇到水草、垃圾等物体，这些物体容易将推进器的螺旋桨缠绕住，从而影响无人测量船的航行，甚至会使得螺旋桨损坏，无法航行。而涵道式推进器的外围保护罩可以避免水中的漂浮物对高速旋转的螺旋桨破坏。为了进一步提高推进器的使用寿命，本实施例中的涵道式推进器的螺旋桨采用高强度合金材料，以提高使用寿命。为了进一步加固推进器与船体的连接，本实用新型还可在推进器上设有安装孔，通过螺栓固定在船体上。另外，本实施例中的测深换能器14并非采用常规的悬挂安装方式，而是内嵌入船体空腔中，测深换能器14发射面与船体平齐，使整船吃水不因安装载荷的物理尺寸额外增加吃水深度，使该无人船可进行超浅水测量。
应当理解，根据本实用新型的无人测量船还可有如下改进，如：为了可以采集无人测量周围环境的图像，本实用新型可在船体11 前端的上表面上设置摄像头19，其与数据交换机相连，当无人测量船在航行的过程中，通过摄像头19可以对其周围的环境进行采集，并传递至数据交换机，由数据交换机将数据通过WIFI天线16传输到控制终端，由控制终端对无人测量船的航行进行导向。另外，为了避免船体11与其周围物体发生碰撞，本实用新型还可在船体11 前端的上表面上两侧对称设置超声波避障元件20，其与数据交换机相连。当无人测量船在航行的过程中，超声波避障元件20不断的往前发射超声波，当无人测量船的前方有障碍物时，障碍物则会反射超声波，超声波避障元件20将该发射声波信号传输至数据交换机，由数据交换机将数据通过WIFI天线16传输到控制终端，由控制终端控制无人测量船的航行方向。再者，本实用新型还可在船体两侧对称设置电池仓21，电池仓21内置有电池，电池可给各器件进行供电。另外，船体11后端上还可设置报警指示灯22。
图3为本实用新型的用于水底测量的无人测量系统的结构框图。
如图3所示，本实用新型的用于水底测量的无人测量系统包括如上述所述的无人测量船1、外挂式WIFI基站2和控制终端3。
外挂式WIFI基站2分别与控制终端3和无人测量船1相连，主要负责实现无人测量船1与控制终端3的数据传输。
无人测量船1与外挂式WIFI基站2相连，主要负责将采集的水深数据、图像数据、定位数据通过外挂式WIFI基站2回传至控制终端3。
控制终端3主要负责制定无人船航行路线，并向无人船发出控制指令，以及接收并处理无人船回传的数据。其可以是PC机或笔记本电脑。
本实用新型的工作流程为：在控制终端3上制作计划线，完成后发出无人船控制命令，测深命令，准备接收定位数据；信号经外挂式WIFI基站2发送至船上，无人船启动，测深模块启动，图像采集启动，定位数据，水深数据，图像数据开始回传；PC接到数据经处理后，显示到屏幕上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语 “相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于水底测量的无人测量船，包括船体，其特征在于，所述船体底端采用三体M型，三体M型两侧体内嵌有副推进器，三体M型中间体内嵌有主推进器，船体底端还内嵌有测深换能器，船体前端内置有数据交换机，船体中部上端设有容置仓，所述容置仓内设有测深模块和GPS定位模块，船体两侧上对称设有WiFi天线，船体后端上设有差分定位天线和GPS天线，其中，
所述WiFi天线与所述数据交换机相连，用以接收指令和回传数据；
所述差分定位天线和GPS天线分别与所述GPS定位模块相连，用以提升定位精度；
所述测深换能器与所述测深模块相连，用以将反射回的声波信号传送至测深模块，由所述测深模块解算出水深数据；
所述测深模块和GPS定位模块分别与所述数据交换机相连，分别用以将水深数据和定位数据传输至数据交换机，由数据交换机将数据统一打包通过WIFI天线发送出去。
2.根据权利要求1所述的一种用于水底测量的无人测量船，其特征在于，所述船体前端上设有摄像头和超声波避障元件，所述摄像头和超声波避障元件分别与所述数据交换机相连，分别用以将采集的图像数据和回波信号发送至所述数据交换机。
3.根据权利要求1所述的一种用于水底测量的无人测量船，其特征在于，所述船体两侧对称设有电池仓，电池仓内置有电池。
4.根据权利要求1所述的一种用于水底测量的无人测量船，其特征在于，所述主推进器和副推进器均采用涵道式推进器。
5.根据权利要求1所述的一种用于水底测量的无人测量船，其特征在于，所述测深模块为单频多波束测深仪、双频单波束测深仪或多波束测深仪中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种用于水底测量的无人测量船，其特征在于，所述船体后端上还设有报警指示灯。
7.一种用于水底测量的无人测量系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任意之一所述的无人测量船、外挂式WIFI基站和控制终端，
所述外挂式WIFI基站分别与所述控制终端和无人测量船相连，用以实现无人测量船与控制终端的数据传输；
所述无人测量船与所述外挂式WIFI基站相连，用以将采集的水深数据、图像数据、定位数据通过外挂式WIFI基站回传至所述控制终端；
所述控制终端，用以制定无人船航行路线，并向无人船发出控制指令，以及接收并处理无人船回传的数据。
8.根据权利要求7所述的用于水底测量的无人测量系统，其特征在于，所述控制终端为PC机或笔记本。
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| CN201621393786.9U CN206288203U (zh) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | 一种用于水底测量的无人测量船及系统 |
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- 2016-12-19 CN CN201621393786.9U patent/CN206288203U/zh active Active
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