[发明专利]一种基于无人机检测大坝背面混凝土表面渗流系统及方法

权利要求书

1.一种基于无人机检测大坝背面混凝土表面渗流系统，其特征在于，包括用于检测大坝渗流情况的无人机模块(1)和用于对无人机模块(1)采集到的信息进行分析的计算机模块(2)；所述无人机模块(1)设置在无人机上；无人机上还设置了高清摄像头(11)、微波探头(12)和激光发射器(13)；

所述无人机模块(1)内部设置了图像采集模块(14)、第一处理器模块(15)、微波感应模块(16)、激光感应模块(17)、飞行动力模块(18)和无线收发模块A(19)；所述高清摄像头(11)与无人机模块(1)内部的图像采集模块(14)的输入端相连；所述图像采集模块(14)的输出端与第一处理器模块(15)相连；所述微波探头(12)的输出端与设置在无人机模块(1)内部的微波感应模块(16)的输入端相连；所述微波感应模块(16)的输出端与第一处理器模块(15)相连；所述激光发射器(13)的输出端与设置在无人机模块(1)内部的激光感应模块(17)的输入端相连；所述激光感应模块(17)的输出端与第一处理器模块(15)相连；所述第一处理器模块(15)的输出端与飞行动力模块(18)的输入端相连；所述飞行动力模块(18)与无人机模块(1)上的动力系统连接，动力系统设置在无人机上；所述无人机模块(1)的内部还设置有无线收发模块A(19)，无人机模块(1)通过无线收发模块A(19)与计算机模块(2)内部的无线收发模块B(21)连接；

所述计算机模块(2)内还设置有第二处理器模块(22)、图像处理模块(23)、定位模块(24)和流速测定模块(25)；所述第二处理器模块(22)的输出端与图像处理模块(23)的输入端相连，第二处理器模块(22)的输出端与定位模块(24)的输入端相连，第二处理器模块(22)的输出端与流速测定模块(25)的输入端相连；所述第二处理器模块(22)的输入端与无线收发模块B(21)的输入端连接，无线收发模块B(21)与无线收发模块A(19)连接；

所述无人机模块(1)通过微波探头(12)向水面发射一束微波，微波探头(12)由脉冲调制器(121)和射频振荡器(122)组成，通过收发开关发射高频调制脉冲，反射信号通过收发开关进入相关检波器做相位基准，与反射信号比较，检出多普勒频率分量，然后经视频处理电路处理后送入第二处理器模块(22)，经流速测定模块(25)运算后获得速率数据；

所述无人机模块(1)上的激光发射器(13)发射红绿两束激光，根据红绿激光反射回来的时间差再次确定渗流的有无，并测算渗流的横截面积。

2.如权利要求1所述的一种基于无人机检测大坝背面混凝土表面渗流系统，其特征在于：所述计算机模块(2)内部的图像处理模块(23)用于将无人机模块(1)采集到的图片进行信息处理，并将信息发送至第二处理器模块(22)，第二处理器模块(22)与定位模块(24)连接，并通过定位模块(24)确定渗流位置；所述计算机模块(2)内部的定位模块(24)通过合成后的大坝背面全景定位渗流位置。

3.如权利要求1所述的一种基于无人机检测大坝背面混凝土表面渗流系统，其特征在于：所述计算机模块(2)内部的流速测定模块(25)用于测算大坝背面渗流速度的大小。

4.一种基于无人机检测大坝背面混凝土表面渗流的方法，采用如权利要求1所述的基于无人机检测大坝背面混凝土表面渗流系统，其特征在于，步骤如下：

步骤1)：将无人机模块(1)的飞行航线与拍摄模式导入第一处理器模块(15)，第一处理器模块(15)控制无人机与微波感应模块(16)、飞行动力模块(18)、图像采集模块(14)、激光感应模块(17)的运作方式；

步骤2)：通过无人机模块(1)搭载的图像采集模块(14)对大坝进行悬停拍摄，图像通过无线收发模块A(19)实时传送到第二处理器模块(22)，并对所接收的图像进行处理，进而确定大坝渗流位置；

步骤3)：将无人机模块(1)在大坝渗流位置出进行垂直悬停并利用激光感应模块(17)垂直坝面连续发射红绿两束激光，同时，无人机模块(1)对渗流位置横向移动，通过检测反射回来的红绿激光是否存在时间差，即记录存在发生时间的位置，并记录无人机模块(1)的横向位移X，以及通过该横向位移X所需的时间差；通过记录的时间差次数N将位移X划为N等份，分别乘以记录的时间差，求和后得出该渗流位置的渗流的横截面积S；

步骤4)：同时，利用无人机模块(1)搭载的微波感应模块(16)，将检测到的信息通过无线收发模块A(19)传送至流速测定模块(25)，从而确定大坝渗流的流速为V2，进而确定大坝的渗流量Q，即Q＝S*V2；

步骤5)：通过测得的渗流量的大小，分析其对大坝安全性的影响。