[发明专利]基于机载LiDAR技术的海岸带数据采集监测装置

说明书

本发明提供一种基于机载LiDAR技术的海岸带数据采集监测装置，包括壳体、SLR模块、POS系统模块、计算机模块、浮体模块控制模块以及供电模块，POS系统模块包括GPS模块和I NS模块，所述SLR模块和浮体模块均固定设置在壳体外侧壁上，SLR模块、POS系统模块、控制模块分别与计算机模块电连接；所述浮体模块包括充气装置、浮力气囊和支架组件，所述支架组件包括环绕外壳和SLR模块设置的环形架，所述浮力气囊为环形且固定设置在环形架的外圆周上；当SLR模块检测到装置高度降低且I NS模块检测到装置的加速度为重力加速度时，计算机模块给控制模块发送充气指令，控制模块启动充气装置为浮力气囊充气，能够避免无人机坠海时装置沉入水中。

技术领域

本发明涉及海岸带数据采集监测领域，特别涉及一种基于机载LiDAR技术的海岸带数据采集监测装置。

背景技术

海岸带是海洋开发、海洋经济发展的基地，承载着大量的人类活动。随着海岸带在人类生存发展中的意义愈发重要，海岸带的环境对社会经济发展、生态环境造成的影响也愈加明显。为了维护海滩的生态环境、恢复海岸带自然面貌、提高周边海域环境质量，有必要对海岸带不同时空尺度下的形态变化进行监测，从而评估海岸的状态。在进行海岸带形态变化检测时，机载LiDAR技术由于其能够大范围、快速、准确、连续的获得高密度的地形数据，得到了广泛应用。机载LiDAR系统集成了激光扫描测距仪系统(SLR系统)、全球卫星定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)，利用飞机作为平台，获取地面的三维坐标，快速生成高精度数字地面模型(DEM)产品。目前机载LiDAR系统已经广泛应用于地形测量、电力选线、滩涂测量、海岛礁测量和三维城市建模等工作中。由于有人的机载LiDAR系统成本较高，随无人机技术的进步，机载LiDAR系统已经越来越多的采用无人机进行搭载。但是进行海岸带形态变化检测是一个长期过程，需要进行长时间、多次的监测，在海岸带上空难免会突然遇到较大海风，且在风暴天气中的海岸带形态也是监测工作的重要性内容，无人机为遥控且体型较小，这就加大无人机坠落的风险，一旦装置沉入水中就有较大概率无法寻回，即便寻回掉落的冲击以及海水的侵蚀都有可能导致监测装置损坏，造成较大损失。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题的问题，提供一种基于机载LiDAR技术的海岸带数据采集监测装置，能够避免对海岸带地形数据进行监测时突遇无人机坠海时装置沉入水中。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于机载LiDAR技术的海岸带数据采集监测装置，包括壳体、SLR模块、GPS模块、INS模块、用于进行数据分析和处理的计算机模块、用于在装置坠水时提供浮力的浮体模块、控制浮力装置充气的控制模块以及供电模块，所述SLR模块和浮体模块均固定设置在壳体外侧壁上，GPS模块、INS模块、计算机模块、控制模块和供电模块均固定设置在壳体内，SLR模块、GPS模块、INS模块、控制模块分别与计算机模块电连接；所述浮体模块包括充气装置、浮力气囊和支架组件，所述支架组件包括环绕外壳和SLR模块设置的环形架，所述浮力气囊为环形且固定设置在环形架的外圆周上，浮力气囊的进气口与充气装置的出气口密封连通，所述充气装置的输入端与控制模块的输出端连接；航测过程中SLR模块按固定间隔向地面发射激光脉冲，计算得到地面上对应采样点到投影中心的距离，并将数据发送给计算机模块，GPS模块按固定间隔采集无人机在空中的位置坐标并将数据发送给计算机模块，INS模块按固定间隔采集投影中心处主光轴姿态，并将数据发送给计算机模块；当SLR模块(300)检测到装置高度持续降低且INS模块检测到装置的加速度为重力加速度时，计算机模块给控制模块发送充气指令，控制模块启动充气装置(210)为浮力气囊(220)充气。