[发明专利]地下工程灾害源多元探测两栖无人机平台及探测方法

说明书

本发明公开了一种地下工程灾害源多元探测两栖无人机平台及探测方法。其中，该无人机平台包括无人机本体、姿态自适应矫正框架、探测元件嵌固机构和灾害源探测元件。姿态自适应矫正框架设置在无人机本体的下方且与无人机本体相连；探测元件嵌固机构设置在姿态自适应矫正框架上，灾害源探测元件搭载在探测元件嵌固机构上；无人机本体用于测量无人机本体与起伏地面的距离，当测得的距离差值大于设定阈值时，发送校正指令给姿态自适应矫正框架，姿态自适应矫正框架根据校正指令调整灾害源探测元件的姿态；无人机本体还用于记录并存储实况录像、飞行或行走路径、GPS数据与姿态矫正向量。本发明的数据采集质量和探测精度高，观测效果好。

技术领域

本发明属于地下工程灾害源探测技术领域，特别涉及一种地下工程灾害源多元探测两栖无人机平台及探测方法。

背景技术

物探工作是隧道及地下工程施工前非常重要的一项工作，可以有效弥补钻探等其他地质勘察方法的不足，能够较全面、客观的查明探测目标区域的各种地质灾害源的位置及规模，在隧道及地下工程施工前，对目标区域进行科学合理的探测工作对保证工程顺利施工和节约投资成本具有重要意义，同时，如何保证探测效率的同时提高地球物理数据的采集质量以保证灾害源的成像精度是物探工作的重中之重。

现阶段采用无人机进行探测作业时，常采用柔性线缆悬吊探测仪器，因此在探测工作过程中，探测仪器的摇晃难以避免，进而导致数据采集异常，严重影响数据采集质量，且不能根据探测目标的起伏变化调整观测角度，影响观测效果和探测精度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种地下工程灾害源多元探测两栖无人机平台，数据采集质量和探测精度高，观测效果好。

根据本发明第一方面实施例的地下工程灾害源多元探测两栖无人机平台，包括无人机本体、姿态自适应矫正框架、探测元件嵌固机构和灾害源探测元件；

其中，所述无人机本体具有陆空两栖功能；所述姿态自适应矫正框架设置在所述无人机本体的下方且与所述无人机本体相连；所述探测元件嵌固机构设置在所述姿态自适应矫正框架上，所述灾害源探测元件搭载在所述探测元件嵌固机构上；

所述无人机本体用于测量所述无人机本体与起伏地面的距离，当测得的距离差值大于设定阈值时，发送校正指令给所述姿态自适应矫正框架，所述姿态自适应矫正框架根据校正指令调整所述灾害源探测元件的姿态；所述无人机本体还用于记录并存储实况录像、飞行或行走路径、GPS数据与姿态矫正向量。

根据本发明第一方面实施例的地下工程灾害源多元探测两栖无人机平台，具有如下优点，第一、本发明具有陆空两栖灾害源探测功能，从而可以满足更多复杂环境的探测需求；第二、本发明通过设置姿态自适应矫正框架和探测元件嵌固机构，将灾害源探测元件直接固定在无人机本体上，灾害源探测元件在探测过程中，不会出现持续反复晃动的问题，稳定性更好，提高了探测数据采集质量；第三、本发明中的灾害源探测元件可以根据探测目标的起伏变化灵活调整观测角度，有效地提高了工程灾害源的探测效率和精度。综上，本发明可满足海上、山地、城市等多种复杂环境下，空中、地面两种模式的地下工程灾害源的探测工作，显著节省人力成本，避免了危险环境下进行探测任务时，人身安全和设备安全无法保证的问题，并且还可以保证灾害源探测数据的采集质量和成像效果，提高地下工程灾害源的探测效率以及智慧化和机械化水平，促进地下工程灾害源探测及运营维护的智能化和自动化发展。

在一些实施例中，所述无人机本体上设有云台相机、激光测距传感器、数据云处理及传输系统和关节控制系统；所述激光测距传感器测量所述无人机本体与起伏地面的距离，所述激光测距传感器测得的距离经由所述数据云处理及传输系统后反馈给关节控制系统，当测得的距离差值大于设定阈值时，所述关节控制系统向所述姿态自适应矫正框架发送校正指令；所述云台相机和所述数据云处理及传输系统记录并存储实况录像、飞行或行走路径、GPS数据与姿态矫正向量。

在一些实施例中，所述无人机本体上还设有两栖支撑架，所述两栖支撑架用于陆地行走。