[发明专利]一种利用无人机编队的山洪预警监测系统及方法

说明书

本发明提供一种利用无人机编队的山洪预警监测系统及方法，该系统包括控制中心及与控制中心无线通信连接的多个无人机设备，无人机设备包括无人机主机、与无人机主机连接的声音监测装置、图像监测装置、定位装置、振动监测装置、通信模块、激光雷达装置；所述控制中心用于控制无人机设备按照勘测路线对河道及两侧山区进行水文资料采集，进行山洪风险分析，并确定无人机设备巡航路线和固定监测点，当有山洪暴发风险时，无人机设备用于按照确定的巡航路线自动巡逻，并降落在固定监测点，当测定山洪暴发时，控制中心及时发出山洪暴发预警。本发明利用无人机机动力强的特点，可以快速部署，精确部署，节约大量人力资源。

技术领域

本发明涉及山洪灾害防治技术领域，具体是一种利用无人机编队的山洪预警监测系统及方法。

背景技术

在山区中，由于天气、地形等多种因素的影响，时常会爆发山洪。山洪具有突发性且破坏强，因此需要对山洪进行预警，避免造成人员和财产的损失。

现有的山洪预警方法有卫星预警，现场布置设备和人力预警等等。卫星预警一般获取信息量比较少，误差比较大；现场布置设备需要损耗大量人力部署，设备损耗比较大；人力预警方式需要损耗大量人力资源，关键区域经常缺乏人力，预警效果低下。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种利用无人机编队的山洪预警监测系统及方法，利用机载设备能获取精确丰富的水文信息，预警并监测山洪风险；利用无人机机动力强的特点，可以快速部署，精确部署，节约大量人力资源；利用无人机编队的优势，可以有效覆盖预警监测盲区，提高预警效率。

本发明通过以下技术方案实现：

一种利用无人机编队的山洪预警监测系统，包括控制中心及与控制中心无线通信连接的多个无人机设备，所述无人机设备包括无人机主机、与无人机主机连接的声音监测装置、图像监测装置、定位装置、振动监测装置、通信模块、激光雷达装置；所述激光雷达装置用于获得地面数字高程模型，以确定河道断面、河道长度、河道两侧山体面积、绿化率、河道两侧最大蓄水量、河道两侧山体当前蓄水量参数，所述控制中心用于控制无人机设备按照勘测路线对河道及两侧山区进行水文资料采集，进行山洪风险分析，并确定无人机设备巡航路线和固定监测点，当有山洪暴发风险时，无人机设备用于按照确定的巡航路线自动巡逻，并降落在固定监测点，使用声音监测装置、图像监测装置、定位装置、振动监测装置分别进行声音、图像和振动数据的采集，并将采集结果通过通信模块传送回控制中心，控制中心对采集的声音、图像和振动数据进行分析，监控山洪暴发的实时动态，当测定山洪暴发时，控制中心及时发出山洪暴发预警。

进一步的，所述声音监测装置包括麦克风。

进一步的，所述定位装置为GPS或者北斗定位设备。

进一步的，所述振动监测装置包括加速度传感器。

进一步的，所述激光雷达装置采用LIDAR系统。

一种利用无人机编队的山洪预警监测方法，采用上述系统进行，所述方法包括如下步骤：

步骤一、构建地面数字高程模型，确定河道断面、河道长度、河道两侧山体面积、绿化率、河道两侧最大蓄水量、河道两侧山体当前蓄水量参数；

步骤二、控制中心派出多个无人机设备组成无人机编队，对河道进行定时巡逻，监测河道水量，更新河道两侧山体的当前蓄水量参数；

步骤三、控制中心通过气象站接收到大雨预警情报时，根据预计降水量以及河道两侧山体最大蓄水量、当前蓄水量参数，计算山洪暴发概率和强度，提前发出预警信息；

步骤四、控制中心通过气象站接收到大雨预警情报后，控制中心派出无人机编队对河道进行固定监测和预警。

进一步的，所述步骤四具体包括：