[发明专利]水下淤泥测量方法、装置及系统

说明书

本发明涉及一种水下淤泥测量方法、装置及系统，包括无人船，其行驶在河道上；双声呐模块，其设置在无人船上，所述双声呐用于采集水深数据；GPS模块，其设置在无人船上，所述GPS模块用于测量水下位置数据，所述水下位置数据包括经度和纬度；中央处理器，其与双声呐模块和GPS模块连接，所述中央处理器根据水深数据和位置数据绘制三维地貌图。其通过无人船实现淤泥深度的自动测量，节省人力，效率高，测量误差小。

技术领域

本发明涉及水下淤泥测量技术领域，尤其是指一种水下淤泥测量方法、 装置及系统。

背景技术

水下淤泥测量一直是一个难题，目前使用的方法主要为钻孔取样法与测 杆法。

钻孔取样法使用钻机采集一个个柱状淤泥样本，用环刀法测定柱状样本 各层分层淤泥的天然密度，量取各分层淤泥的厚度。但是对于浮泥和流泥样 本无法采集，只能凭肉眼或经验来估算出该部分的厚度。同时，对各分层淤 泥没有定量的指标来衡量，这样就人为的增加了测量的误差。钻孔取样法对 于面积大精度要求高的区域并不实用，它工作量大，价格昂贵，而且效率极 低。

测杆法是使用测杆两次读数来确定淤泥的厚度，当测杆触及淤泥表面的 时候读取一个深度，用力将测杆往下，当达到一定阻力，测量人员判断测杆 已经触及淤泥的下表面时再读取一个深度，两个深度之差及为我们所需要的 淤泥厚度值。但是测杆的形状、大小，测杆所承受的力的大小，直接影响到 测量的精度，所以测量误差较大。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中淤泥测量工作量 大，效率低，测量误差大的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种水下淤泥测量装置，包括：

无人船，其行驶在河道上；

双声呐模块，其设置在无人船上，所述双声呐用于采集水深数据；

GPS模块，其设置在无人船上，所述GPS模块用于测量水下位置数据，所 述水下位置数据包括经度和纬度；

中央处理器，其与双声呐模块和GPS模块连接，所述中央处理器根据水 深数据和位置数据绘制三维地貌图。

作为优选的，还包括5G通讯模块和云端服务器，所述中央处理器输出的 三维地貌图通过5G通讯模块传输至云端服务器。

作为优选的，所述无人船上还设置有定点巡航模块。

本发明还公开了一种水下淤泥测量方法，基于上述的水下淤泥测量装置， 包括以下步骤：

S1、构建淤泥深度模型；

S2、通过双声呐模块分别采集两组水深测量数据；

S3、判断两组深度测量数据是否在预设阈值范围内，若是，则进入下一 步；若不是，则返回S2重新测量；

S4、将两组深度测量值通过加权平均法进行初步融合，获得两组深度测 量值的融合值；

S5、根据淤泥深度模型和两组深度测量值的融合值，计算获得水深的无 偏估计值。

作为优选的，所述S5之后还包括：

无人船在整个河道上行驶，重复S2至S5，获得多组水深无偏估计值；

将多组水深无偏估计值进行拟合，获得水底地形三维图；

对所述水底地形三维图进行处理，计算水底地形三维图的每一个离散点 及该离散点附近的点的一阶导数和二阶导数，所述附近的点为以该离散点为 中心的预设半径范围内的点；