[发明专利]一种防汛巡堤无人机

说明书

技术领域

本发明涉及水利技术领域，尤其是一种防汛巡堤无人机。

背景技术

在雨水集中的季节，尤其是沿江临湖、地势较低的地区，为避免人民群众的生命财产遭受损失，每年汛期投入抗洪防汛的人力和物力都非常巨大。目前防汛抗洪的主要方式还是通过人工巡堤及时发现并排除险情。人工巡堤不仅人力需求量和劳动强度大，且因防汛抗洪时间长，枯燥反复的昼夜巡堤容易超出人体疲劳限度，可能导致疏漏和险情。

发明内容

为解决汛期巡堤的技术问题，探索可替代人工巡堤的防汛装备，本发明提供一种防汛巡堤无人机，利用无人机巡堤时实时收集堤岸和水体防汛信息，并发送到防汛指挥中心，由防汛指挥中心作出防汛决策，不仅可以替代人工巡堤，而且能够实时反馈，及时预警，提高信息收集量和准确率，有效减少险情的发生。

本发明通过以下技术方案得以实现：

一种防汛巡堤无人机，包括多旋翼无人机，摄像装置，地面信息收集装置，信息合成、存储和发射装置，指令接收和传达装置；

所述摄像装置安装在多旋翼无人机底部，摄像头向下伸出并可以360度旋转；

地面信息收集装置通过设定的对应频率在巡堤过程中实时收集堤岸信息采集装置、水体信息采集装置监测的数据；所述堤岸信息采集装置按照评估的堤坝风险等级沿堤岸分别设置在防汛堤岸上，包括水位监测装置、定向摄相头、超声探测装置、堤背土壤含水量监测装置、岸电源以及堤岸信息存储、发射和接收装置，不间断实时监测堤岸最高水位、最低水位和警戒水位以及堤坝高度、堤坝宽度和堤背土壤含水量，所述水位监测装置的水位标尺、浮标和警戒水位点采用萤光标示，便于夜间无人机拍摄；定向摄相头对准堤坝每间隔10分钟到1小时拍摄1次，当无人机收集信息时通过堤岸信息发射装置传送最近2次至一天内所拍摄的数据；超声探测装置通过对堤岸定时进行超声扫描收集包括水下坝体形态信息在内的堤岸信息；所述水体信息采集装置根据近岸水底地形特征沿堤岸分别设置在离堤岸2-10米的水中，通过锚固和浮体支撑，包括水下装置、浮体、水上装置、水电源以及水体信息存储、发射和接收装置，所述水下装置深入到水面以下离水底0.3-1米处，包括水底水流方向、流速和水温监测装置，水上装置包括风速、风向和浪高、浪幅监测装置，水电源以及水体信息存储、发射和接收装置防水安装在浮体上；

所述信息合成、存储和发射装置将实时收集的堤岸信息和水体信息与拍摄的数据信息进行合成，存储在芯片内，并通过无人机信息发射装置，将巡堤综合信息发射到防汛指挥中心；

所述指令接收和传达装置随时接收由防汛指挥中心发出的指令，并通过无人机信息发射装置及时向地面信息收集装置传达，地面信息收集装置接收指令后执行并实时监测回传到多旋翼无人机及防汛指挥中心，由防汛指挥中心作出防汛决策和部署。

本发明的防汛巡堤无人机，所述信息合成、存储和发射装置进行信息合成时结合天气预报，按照预先设定的警示条件和方式，向防汛指挥中心发出汛情预警；所述警示条件包括堤坝安全系数值，所述堤坝安全系数值采用实时收集的堤岸信息、水体信息和天气预报数据，至少综合下列因素计算得出：最高水位与警戒水位的差距，水流的流速、流向和水温的异常变化，风速、风向变化及浪高、浪幅预测，堤坝高度、宽度和堤背含水量变化以及堤坝风险等级。通过对无人机收集的实时信息进行分析计算得出的堤坝安全系数，与设定的预警等级及相应的预警条件进行比对，及时向防汛指挥中心提出预警，提高防汛的科学性和准确性，便于防汛指挥中心及时发现、应对和排除险情，避免灾害发生。

本发明的防汛巡堤无人机，所述堤坝风险等级至少结合以下因素评估得出：堤坝结构、构筑材料、堤高、堤宽、堤背含水量和堤坝两侧水位差；并定期进行重新评估。对堤坝风险等级进行评估，对险情判断更加准确。

本发明的防汛巡堤无人机，所述岸电源和水电源由太阳能发电装置、风力发电装置或者移动电源提供。针对汛期较长且输电不便的堤坝，采用太阳能发电装置或者风力发电装置供电，更加方便和有效。

本发明的防汛巡堤无人机，所述信息合成、存储和发射装置的信息发射装置和指令接收装置同多旋翼无人机的信号发射与接收装置共用，避免相同功能的设备重复配置，减轻无人机的负荷，延长无人机巡堤时间和巡堤效率。

本发明的防汛巡堤无人机，不仅可以用于江河湖泊汛期的防汛巡堤，还可以用于沿海防护堤岸的巡视或者为收集堤岸、水体相关信息为目的的巡视等。

附图说明

图1：防汛巡堤无人机工作原理示意图。

具体实施方式