[发明专利]一种库区高边坡无人机自动监控系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高边坡的监测和监控领域，特别是水库库区复杂环境下的大量高边坡的批量监测监控。

背景技术

到目前为止，全球范围内凡是人类居住和工程活动的山岭地区，几乎都有滑坡灾害发生，滑坡成为各种灾害中频度最高、损失最大的地质灾害类型。大量水库修筑于高山峡谷中，库区两岸常分布有大量高边坡。库区滑坡是人类工程活动导致的典型滑坡，这些高边坡除了受到降雨、地质的影响外，还受到库盆变形和水位波动的作用。由于库区高边坡的范围广、边坡数量多、都受到水库的影响，在水位变化过程中极易受到扰动，产生大量滑坡；对这类边坡进行监控，能极大的确保库区人民群众的安全及水库大坝的安全。

现有的滑坡监测和监控技术，多着重于对某一个或局部的滑坡开展； 对于大量滑坡的监测和监控预警，由于滑坡的范围广、交通不便、监控成本高、分析难度大，目前还未出现一种集成化、高效化的监控系统，以实现对大量高边坡的批量监控。伴随着无人机等低成本、大范围的飞行设备出现，能够对大范围进行快速高效的监测、监控成为现实；为此，利用无人机设备，进行大范围的监控，并通过无线传输设备将监测信息上报汇总，以辅助滑坡的监控预警，形成一套自动化程度高、性能强的库区高边坡无人机自动监控系统，提高了库区滑坡监控的效率，避免了滑坡灾害的发生。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种库区高边坡无人机自动监控系统及方法，在降低设备成本、提高监测效率的基础上，能够实现库区大量高边坡的无人机监控及监测数据远程采集，实现库区大量高边坡的自动监控，为库区边坡安全提供帮助，保障了水库大坝及库区高边坡的安全。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种库区高边坡无人机自动监控系统，包括监测系统、太阳能集电装置、无人机、无人机移动站、巡检车、监控分析中心；所述的监测系统布置在高边坡上，采集高边坡监测数据，在有移动网络覆盖的高边坡区域，通过移动网络与监控分析中心进行数据传输；在无移动网络覆盖的高边坡区域，通过蓝牙和无人机进行近距离数据传输，当无人机飞入移动网络覆盖区域，无人机通过移动网络连接监控分析中心实现数据传输；所述的无人机移动站布置在巡检车上，配置有燃油发电机，用于对无人机的维护、充电；监测系统可通过太阳能集电装置或无人机获取电能。

作为优选，所述的无人机包括无人机的机体、图片采集设备、移动网络模块、蓝牙模块、无人机电池、微距电能发射模块；所述的图片采集设备能够采集库区高边坡的图像数据，用于监控分析中心的监控分析。

作为优选，所述的监测系统包括若干变形、渗流、应力应变监测装置、采集传输装置、受电装置、坡面停机坪；若干变形、渗流、应力应变监测装置布置在高边坡的重点部位，通过电缆近距离连接采集传输装置；太阳能集电装置布置于无遮挡部位，与采集传输装置连接，用于将太阳能转化为电能，给采集传输装置供电；受电装置固定在坡面停机坪上，与采集传输装置连接。

作为优选，所述的采集传输装置包括采集装置、移动网络模块、蓝牙模块、锂电池；采集传输装置通过移动网络模块向监控分析中心传输数据；采集传输装置能通过蓝牙模块与无人机近距离交换数据。

作为优选，所述的受电装置包含微距电能接收模块，无人机停落在坡面停机坪上时，无人机的微距电能发射模块将电能传输到受电装置中，给采集传输装置的锂电池充电。

作为优选，所述的采集传输装置具有休眠功能，可以设置在固定时刻进行数据采集；所述的采集传输装置具有防水、保温、避雷电功能，用于防止雨水和低气温天气导致的设备失效；所述采集传输装置的锂电池为锂离子电池或锂聚合物电池，能通过太阳能集电装置存储电能，也能通过受电装置从无人机上获取电能，实现设备充电；坡面停机坪上部包含塑料材质保护盖，用于保护受电装置；坡面停机坪下部为混凝土墩，采集传输装置与坡面停机坪的直线距离小于5m。

一种库区高边坡无人机自动监控系统的监控方法，其特征在于，包括以下流程：

流程1，系统布置：在某座水库上游河流流域两岸，选择需要进行监控的多个高边坡，将若干变形、渗流、应力应变监测装置布置在高边坡的重点部位；太阳能集电装置布置在坡顶无树木遮挡部位；在高边坡上选择无树木遮挡部位且距离太阳能集电装置5m以上距离布置坡面停机坪，坡面停机坪深入高边坡表面以下0.5~1.0m，以确保设备稳固；采集传输装置布置在坡面停机坪附近，与坡面停机坪的直线距离小于5m，受电装置布置在坡面停机坪顶部保护盖内；各监测装置、太阳能集电装置、受电装置通过电缆与采集传输装置连接；监控分析中心布置于水库下游平原区域。