[发明专利]一种无人机平台水面取样装置、系统及方法

说明书

本发明涉及一种无人机平台水面取样装置、系统及方法，通过地面控制终端给定无人机在水面待采样点的经度、维度和悬停高度，确定无人机的起始位置和悬停点的距离；无人机接收飞行指令并根据飞行指令前往至采样点；根据地面控制终端接收的无人机实时位置坐标，获取无人机实时位置与采样点距离，当无人机到达采样点后下降至悬停高度进行定点悬停；对取样的采集管进行展开，采集管伸入采样点的水体内部进行水体取样；取样完毕，电磁阀和负压泵关闭，采集管收卷，无人机返航。本发明适用于水域情况比较复杂或者禁止入内的地区进行水取样工作，能到达指定水域上空悬停，执行水取样作业，并返回陆地由水质检测人员对该水样品进行水质化验。

技术领域

本发明涉及一种无人机平台水面取样装置、系统及方法，特别是涉及一种环保监测用无人机水面定点取样装置、系统及方法。

背景技术

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。民用领域中，无人机广泛应用在城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业。随着环境污染越来越严重，环境监测技术也变得尤为重要，其中最重要的一项工作就是对水质的监测。目前我国的水质监测领域主要依靠人工监测和无人船监测以及用卫星进行遥感拍摄来完成，人工监测需要实地采样，周期长，工作效率低，需要消耗大量人力物力；无人船监测在水面受到严重污染或有大量漂浮物时也会使无人船受到阻碍和污染，在水域环境上有一定的局限性；卫星遥感拍摄分辨率比较低，受大气影响比较严重。现有的监测手段大多停留在肉眼观察或借助人工取样后再进行仪器化验方式。但是在一些水域情况比较复杂或者禁止入内的地区，无法实现人为取样。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种无人机平台水面取样装置、系统及方法，可以在一些水域情况比较复杂或者禁止入内的地区，进行水取样的工作，可以到达指定水域上空悬停，执行该区域的水取样作业，之后返回陆地由水质检测人员对该水样品进行水质化验。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种无人机平台水面取样装置，所述取样装置包括控制器、电磁阀、导水管、收集容器、负压泵、采集管和收卷电机；所述控制器与所述电磁阀建立连接关系，所述电磁阀连接在所述导水管上；所述导水管连接在所述收集容器和负压泵之间；所述负压泵连接所述采集管；所述采集管一端连接所述负压泵，采集管缠绕在所述收卷电机上；所述收卷电机与所述控制器建立连接关系，收卷电机用于驱动所述采集管展开或收卷。

如上所述的一种无人机平台水面取样装置，所述采集管末端设有配重体，配重体位于采集管末端管口的外围。采集管采用韧性好能够收卷的低密度高压聚乙烯软管，配重体使采集管末端下垂，方便进入水面以下进行取水操作。

如上所述的一种无人机平台水面取样装置，所述收集容器呈圆筒状，收集容器采用有机玻璃材质。收集容器用于对采集管采集的水样进行存储。

本发明还提供一种无人机平台水面取样系统，所述取样系统包括取样装置和地面控制终端，所述取样装置与所述地面控制终端建立连接关系，所述取样装置包括控制器、水体取样模块、水管收卷模块、无线通信模块和卫星定位模块；所述水体取样模块与所述控制器连接，水体取样模块用于进行水体取样，水体取样模块配置有电磁阀和负压泵；所述水管收卷模块与所述控制器连接，水管收卷模块用于对取样的采集管进行展开或收卷，水管收卷模块配置有收卷电机；所述无线通信模块与所述控制器连接，无线通信模块用于取样装置与所述地面控制终端进行数据通信；所述卫星定位模块与所述控制器连接，卫星定位模块用于为取样装置提供位置坐标。

如上所述的一种无人机平台水面取样系统，所述取样系统还包括视频采集模块，所述视频采集模块与所述控制器连接，视频采集模块用于采集水面定点取样过程中的环境信息。无人机飞行时，视频采集模块搭载的高清相机，可实现高清晰全景影像，地面站操控人员可全方位实时的掌握周围环境。