[实用新型]一种基于无人机的投放式水质检测吊舱平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及水质环境监测领域，具体涉及一种基于无人机的投放式水质检测吊舱平台。

背景技术

水资源短缺和水质污染是当今世界水环境面临的两大难题，越来越受到世界各地的重视和关注。而随着经济的快速发展，人口快速增长，人类社会活动日益频繁和企业规模不断扩大，大量的生活污水、有机物、重金属等有毒有害的污染物不断进入河流湖泊，水体污染问题的日渐严重，许多水源遭到突发性或渐变性的水质污染，特别是重大的突发性水污染事故给人类的生存及生态环境带来了严重的灾难。对水环境进行持续、有效、快速的监测是预防和治理水污染重要前提。

传统的水质监测方式主要有采样监测、自动站监测和移动监测，随着电子技术、计算机信息技术和无线通信技术的发展，出现了多种新型水质监测方式，比如基于物联网的在线水质监测系统、便携式移动水质监测系统、遥控式移动水质快速监测系统等。这些水质监测方式主要存在以下不足之处：需要大量人力干预、监测周期长、工作强度大、成本高、监测点位置固定、不能实时跟踪水质检测装置的状态、水质检测装置难以实现回收和更换、监测范围小等，因此难以及时反映水质情况，尤其在偏远地区的水域，更是加大了水质监测的难度、工作量和成本。

近年来，在电子与航空技术飞速发展的推动下，无人机技术受到了广泛关注，并且在其他技术领域中也得到了应用，从而推动了其他技术领域的发展，但是，在水质环境监测领域中无人机技术还未得到广泛的结合，因此本发明提供的一种基于无人机水域水质在线检测装置的投放和回收方法能够有效提高水质监测的效率，解决现有水质监测方式的不足。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于无人机的投放式水质检测吊舱平台，对水质检测装置进行快速、准确定位、全方位的自动放置，并对监测水域水质进行长期的在线实时监测，在需要回收或更换水质检测装置时，能够快速将水质检测装置带回指定地点。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种基于无人机的投放式水质检测吊舱平台，其特征在于包括无人机平台、远程监控系统、无人机定位系统、摄像头、机载机械手、水质检测吊舱、光电对准模块，所述水质检测吊舱包括吊环、光电对准标识、太阳能光伏板、电源系统模块、吊舱内定位系统、吊舱内无线通信模块、水质检测模块、浮标、水质进样模块。光电对准模块安装在机械手中，并且其中光电器件避开机械手，水质检测吊舱通过机载机械手与无人机平台相连，无人机平台通过无线方式与远程监控系统相连。通过人工控制或程序自动控制无人机平台，将水质检测吊舱运载到目标水域进行投放或将水质检测吊舱回收。

水质检测吊舱可独立漂浮于水面，浮标内部安装有：定位系统、无线通信模块、水质检测模块、电源系统等模块；浮标上部安装有：太阳能光伏板、光电对准标识、吊环；浮标底部安装有水质进样模块。检测装置通过内部电源系统模块供电，通过水质进样模块采集水样，并通过水质检测模块对水样自动进行分析，同时把分析数据和自身状态通过无线发送给远程终端。

检测投放吊舱通过吊环与机械手相连，通过无人机定位系统和摄像头准确寻找目标水域，由无人机平台载到指定地点，远程人工或程序自动控制进行投放；需要回收水质检测吊舱或更换里面模块时，通过两者的定位数据，控制无人机飞行至吊舱附近，再通过摄像头和光电对准系统使无人机查找到并抓取吊环，控制无人机飞行送至地面回收点。

无人机平台可以根据任务需求采用多旋翼无人机、直升机无人机或固定翼无人机。

电源系统模块采用太阳能电池、蓄电池或干电池。根据任务和需求的不同，采用太阳能充电进行长期监测，或采用可快速更换的电池模块进行短期作业。

吊舱内无线通信模块采用GPRS无线通信模块、ZIGBEE无线通信模块或WIFI无线通信模块。

本实用新型的优点是：本实用新型巧妙利用无人机的快速、灵活、机动、适用环境范围广等特点，并结合机械手控制技术、远程水质检测、定位系统、图像处理技术、光电技术等技术手段，能够实现水域水质检测吊舱投放和回收以及水域水质在线实时监测，能够对水质检测装置进行更换或再利用，不仅保证了检测的精度，又能节约资源，及时反映水质的变化情况，为水环境保护和治理提供有力帮助。由于本实用新型涉及一种基于无人机的投放式水质检测吊舱平台可以移动布置，节省了固定水质检测站点数量，而且适用于各种环境，节约了成本、人力和物力资源以及时间，尤其适于偏远地区大型湖泊水域水质检测，以及突发性环境水污染的应急监控。

附图说明