[发明专利]一种基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置及定位方法

说明书

本发明公开了一种基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置，包括：水下机器人、水面无人母船和地面控制中心间；所述水面无人母船和所述水下机器人通过第一无线通讯线路进行连接；所述水面无人母船与所述地面控制中心间通过第二无线通讯线路进行连接。本发明以船载水下机器人为核心，联合水下声呐和水下双目成像定位技术，采用无线控制与通讯传输系统，实现水下滑坡变形的监测信息和环境数据的信号采集、处理分析和无线传输需求一体化，可为复杂地质条件下库岸边坡和滑坡的水下淹没坡体的安全监测和预警系统构建提供有力支持，具有重要的应用价值和工程意义。

技术领域

本发明属于地质灾害智能检测和实时预报预警技术领域，特别是涉及一种基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置及定位方法。

背景技术

随着我国西南水电资源的持续开发，相继形成大量的河道型大型水库，伴随着库区水位的升降波动和降雨等因素的联合作用，库区内众多涉水边坡逐渐发生变形破坏而形成滑坡等地质灾害。单次滑坡及其次生灾害如环境污染，滑坡产生的涌浪和堰塞湖等严重威胁着库区人们的生命财产安全和大坝的长期运行，因此滑坡成为了我国西南地区的主要地质灾害之一。近几十年来，随着卫星遥感、无人机和水下机器人技术的快速发展，运用遥感、GPS卫星定位和机载视觉定位技术，对不稳定边坡及潜在滑坡进行“天-地-空”一体化监测预警逐渐成为滑坡类地质灾害防灾减灾工作的一项研究重点和热点。

库区变形边坡和滑坡体多处于地势险峻的高山峡谷区域，其内部地质构造复杂且周围环境复杂，且由于库区水位波动高差大，多数滑坡体的前沿变形部分会随着水位上涨而淹没于水位之下，使得对涉水滑坡体整体变形的长期精确监测成为了一项极具挑战性的工作。

现阶段在应对库区滑坡灾害的监测预警研究中，如今应用广泛的卫星遥感和GPS定位监测技术大多适用于水上滑坡地质体的变形监测，且对监测目标区域的天气、周边环境和卫星信号覆盖等环境因素依赖性高，而对于因水库水位蓄涨被淹没的滑坡体水下前沿部分的变形等物理量的监测无法有效开展。同时，特别是对于牵引式滑坡，其滑坡体前沿的变形演化规律的精确监测对整体滑坡的实时预测-预警至关重要，在已有的相关文献和研究报告中，现阶段暂未有较好的解决方案和监测设备能够很好地解决所述的水下滑坡体变形的持续精确监测问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置和定位方法，克服了因库区水位蓄涨淹没部分地质体导致原有基于遥感和GPS定位技术的常规变形监测技术无法继续对水下淹没体的变形及其它物理量实施监测的不足，本发明以船载水下机器人为核心，联合水下声呐和水下双目成像定位技术，采用无线控制与通讯系统实现了水下滑坡的监测信息和环境数据的信号采集、处理分析和无线传输需求一体化，可为复杂地质条件下库岸边坡和滑坡的水下淹没坡体的安全监测预警系统构建提供有力支持，具有重要的应用价值和工程意义。

为实现上述目的，本发明提出一种基于水下潜摄设备的滑坡安全监测装置，包括：水下机器人、水面无人母船和地面控制中心间；

所述水面无人母船和所述水下机器人通过第一无线通讯线路进行连接；所述水面无人母船与所述地面控制中心间通过第二无线通讯线路进行连接。

优选地，所述水下机器人包括：机器人本体、储能装置、目标识别定位子系统、水下环境感应设备、无线通讯装置、动力控制子系统；

所述机器人本体内部设有储能装置；所述机器人本体的上方设有所述水下环境感应设备和所述无线通讯装置；所述机器人本体的后方设有动力控制子系统；所述机器人本体的前方设有目标识别定位子系统。

优选地，所述水下环境感应设备包括水压传感器和水温传感器，分别用于测定水下机器人的下潜深度和当前深度的水体温度。

优选地，所述目标识别定位子系统包括机载水下双目成像设备，用于拍摄标识目标场景，确定标识目标的坐标信息和识别水滑坡体的表面变形特性和宏观变形特征。