[发明专利]一种应用于水利的超远距离智能化无人机测流系统

说明书

本发明公开了一种应用于水利的超远距离智能化无人机测流系统，包括依次信号相连的人机交互子系统、地面端超远距离图数一体化通信子系统、天空端超远距离图数一体化通信子系统、无人机平台子系统，还包括和无人机平台挂载连接、和天空端超远距离图数一体化通信子系统信号连接的云台增稳测流子系统和云台增稳图像视频子系统。本发明公开的一种应用于水利的超远距离智能化无人机测流系统能够实现水利远距离测流。

技术领域

本发明涉及一种流速测量系统，尤其涉及一种应用于水利的超远距离智能化无人机测流系统。

背景技术

应用于水利测流的常见方法有缆道自动测流、声学多普勒流速测流和无人机机载流速仪测流。缆道测流是一种常见的测流方式，经过50多年的发展，技术设备较为成熟，其中全自动缆道测流系统测流精度可达到95～98％。该方法由人工一次性启动缆道测流装置后，可自动测量全断面测点流速和垂线水深，并自动计算出断面面积和流量。由于缆道测流的测量精度较高，且不需要进行率定，在系统工程中主要是用于不规则断面的流量测量，实现对主要测流断面的流量控制；声学多普勒流速测流是英文Acoustic Doppler CurrentProfilers的简称，是利用声学多普勒原理进行研制的，是目前世界上最为先进的河流流速流量实时测量设备，自1981年在美国诞生以来，随着技术不断进步和日益完善，已从海洋测量逐步应用于河流流量测量，测量精度也得到很大的提高。从最初的盲区1m以上，降低到所谓的“零盲区”，剖面单元缩小到目前的0.05～0.25m，使其在宽浅河流上的应用成为可能；无人机机载流速仪是通过无人机机装载流速仪进行水流测试的，通过遥控器手动控制无人机飞至固定地点进行流速测量。

上述三种水利测流方法均存在各自的缺点：缆道测流精度比较高，但需要架设过河缆道，施工量大，造价高，且测流周期较长，对航运有影响；声学多普勒测流需要在河道两岸安置设备和布设穿越河道线缆；无人机续航时间短，且需要手动遥控，操作难度大；水利及图像通信距离小于10KM，无法实现超远距离通信，无法为应急抢险工作提供现场实时高清水利图像数据，人机交互复杂，手动操作居多，无法实现智能化。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种应用于水利的超远距离智能化无人机测流系统，以规避现有的水利测流的缺点，实现流速高效、快速、低成本的测量。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种应用于水利的超远距离智能化无人机测流系统，包括人机交互子系统、地面端超远距离图数一体化通信子系统、天空端超远距离图数一体化通信子系统、无人机平台子系统、云台增稳测流子系统以及云台增稳图像视频采集子系统；所述人机交互子系统与地面端超远距离图数一体化通信子系统信号连接，所述地面端超远距离图数一体化通信子系统与天空端超远距离图数一体化通信子系统信号连接，所述天空端超远距离图数一体化通信子系统与无人机平台子系统信号连接，所述云台增稳测流子系统与无人机平台子系统挂载连接，与天空端超远距离图数一体化通信子系统信号连接，所述云台增稳图像视频采集子系统与无人机平台子系统挂载连接，与天空端超远距离图数一体化通信子系统信号连接。

进一步的，所述地面端超远距离图数一体化通信子系统与天空端超远距离图数一体化通信子系统之间通过COFDM无线通信进行信号连接。

进一步的，所述无人机平台子系统通过飞控系统与天空端超远距离图数一体化通信子系统信号连接。

进一步的，所述人机交互子系统包括地面站，所述无人机平台子系统包括无人机，所述云台增稳测流子系统包括流速仪，所述云台增稳图像视频采集子系统包括相机，所述地面站通过COFDM无线通信分别与飞控系统、流速仪和相机信号连接，所述飞控系统与无人机信号连接。

进一步的，所述流速仪采用雷达流速仪。

进一步的，所述地面站设置有跟踪天线技术和高增益定向天线。

进一步的，所述云台增稳测流子系统和云台增稳图像视频采集子系统均配置有增稳云台。