基于超声波的无人测绘船制造技术

本实用新型专利技术涉及河道测绘技术领域,公开了基于超声波的无人测绘船，包括船体，船体上设有左马达、右马达和至少一个超声波探头，船体内设有控制电路板和用来供电的供电单元；控制电路板上设有控制单元、马达驱动单元、超声波信号处理单元和定位单元，控制单元通过定位单元获取当前位置信息，在实际使用时提前向控制单元输入航行路线，控制单元将航行路线信息与当前位置信息进行对比，根据对比结果来驱动左马达或者右马达动作来调整船体的航行方向，进而使船体的实际航行路线与输入的航行路线一致，实现船的无人驾驶，在船体航行的过程中通过超声波探头可以对河道进行测绘，进而实现无人测绘。人测绘。人测绘。

【技术实现步骤摘要】
基于超声波的无人测绘船


[0001]本技术涉及河道测绘
，具体涉及基于超声波的无人测绘船。

技术介绍

[0002]河道的水位深度受雨季影响，在雨水较多的季节液位较深，在雨水较少的季节液位较浅。而河道的水位深度较低时不能支持船的正常航行，因此需要对河道的液位深度进行检测，来及时了解河到的液位情况，另外在河道的信息检测中，也需要及时更新河道的深度信息、宽度信息和形状信息。目前河道的测绘大多通过人工驾驶测绘船，然后在测绘船上测量河道信息。

技术实现思路

[0003]鉴于
技术介绍
的不足，本技术是提供了基于超声波的无人测绘船，所要解决的技术问题是现有河道的测绘通过人工驾驶测绘船实现，不能支持无人测绘。
[0004]为解决以上技术问题，本技术提供了如下技术方案：基于超声波的无人测绘船，包括船体，所述船体上设有左马达、右马达和至少一个超声波探头，所述船体内设有控制电路板和供电单元；所述控制电路板上设有控制单元、马达驱动单元、超声波信号处理单元和定位单元；所述供电单元分别向所述控制单元、马达驱动单元、超声波信号处理单元和定位单元供电；所述超声波信号处理单元与所述超声波探头电连接，被配置于向所述超声波探头发生驱动信号和接收所述超声波探头发送的检测信号；所述超声波信号处理单元与所述控制单元电连接；所述控制单元分别与所述定位单元和马达驱动单元电连接，所述马达驱动单元分别与所述左马达和右马达电连接，被配置于向所述左马达和右马达输入驱动信号。
[0005]在实际使用时，通过驱动左马达和右马达可以改变船体的航行方向，控制单元通过定位单元可以知道自己的位置信息。本技术的一种实际应用方式如下：向控制单元输入航行路线，控制单元将航行路线信息与当前位置信息进行对比，根据对比结果来驱动左马达或者右马达动作来调整船体的航行方向，进而使船体的实际航行路线与输入的航行路线一致，因此本技术所提供的技术方案能够支持无人驾驶测绘。
[0006]在某种实施方式中，所述超声波探头发射频率为120Khz的超声波信号。
[0007]在某种实施方式中，所述船体上设有四个超声波探头，一个超声波探头向航行方向发射超声波信号，两个超声波探头分别向河道两岸发射超声波信号，最后一个超声波探头向河道底部发射超声波信号。
[0008]在某种实施方式中，向航行方向发射超声波信号的超射波探头和向河道两岸发射超声波信号的超声波探头的发射界面均为长方形形状，所述发射界面的长度为80mm，所述发射界面的宽度为20mm。
[0009]在某种实施方式中，向河道底部发射超声波信号的超声波探头的发射界面为圆形形状，所述发射界面的直径是25mm。
[0010]在某种实施方式中，向河道两岸发射超声波信号的超声波探头的外壳迎着水流方向的面设计成纺锤形状。
[0011]在某种实施方式中，所述超声波信号处理单元包括信号发生器、升压电路、控制开关、MCU和AD转换电路，所述信号发生器与所述升压电路电连接，所述升压电路被配置于对信号发生器发出的信号进行升压，所述升压电路电连接有至少一个控制开关，所述控制开关的数量与所述超声波探头的数量相同，每个控制开关电连接有一个超声波探头，所述MCU控制所述控制开关的通断，所述AD转换电路对所述超声波探头的输出信号进行AD转换，并将转换后的信号发送给MCU，所述MCU与所述控制单元通讯连接。
[0012]在某种实施方式中，所述控制单元还电连接有陀螺仪磁场加速度计模块。
[0013]本技术与现有技术相比所具有的有益效果是：控制单元通过定位单元能够知道自己的位置信息，通过调节左马达和右马达的转动能够改变船体的航向，本技术在实际应用时能够提前向控制单元输入航行路线，控制单元将航行路线信息与当前位置信息进行对比，根据对比结果来驱动左马达或者右马达动作来调整船体的航行方向，进而使船体的实际航行路线与输入的航行路线一致，实现船的无人驾驶，在船体航行的过程中通过超声波探头可以对河道进行测绘，进而实现无人测绘。
附图说明
[0014]图1为实施例中的本技术的结构示意图；
[0015]图2为实施例中的超声波信号处理单元的结构示意图；
[0016]图3为实施例中第一超声波探头和第四超声波探头的发射角度示意图；
[0017]图4为实施例中的第二至第四超声波探头的发射角度示意图；
[0018]图5为实施例中的第一至第三超声波探头的发射角度示意图。
具体实施方式
[0019]现在结合附图对本技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。
[0020]如图1所示，基于超声波的无人测绘船，包括船体，船体上设有左马达5、右马达6和至少一个超声波探头，船体内设有控制电路板和供电单元2；控制电路板上设有控制单元1、马达驱动单元4、超声波信号处理单元3和定位单元7；供电单元2分别向控制单元1、马达驱动单元4、超声波信号处理单元3和定位单元7供电；超声波信号处理单元3与超声波探头电连接，被配置于向超声波探头发生驱动信号和接收超声波探头发送的检测信号；超声波信号处理单元3与控制单元1电连接；控制单元1分别与定位单元7和马达驱动单元4电连接，马达驱动单元4分别与左马达5和右马达6电连接，被配置于向左马达5和右马达6输入驱动信号。
[0021]在实际使用时，控制单元1通过马达驱动单元4驱动左马达5和右马达6工作可以改变船体的航行方向，控制单元1通过定位单元7可以知道自己的位置信息，定位单元7可以是GPS定位单元，也可以是北斗定位单元。
[0022]在图1中，共包括四个超声波探头，分别为第一超声波探头9、第二超声波探头10、第三超声波探头11和第四超声波探头12，超声波信号处理单元3分别与第一超声波探头9、
第二超声波探头10、第三超声波探头11和第四超声波探头12电连接。
[0023]在实际使用时，第一超声波探头9向航行方向发射超声波信号，用来检测航行方向前方是否有障碍物，如果有障碍物，控制单元1可以通过控制左马达和右马达动作使船体避开障碍物；第二超声波探头10和第三超声波探头11分别向河道两岸发射超声波信号，用来检测河道的宽度；第四超声波探头12向河道底部发射超声波信号，用来检测河道的深度。
[0024]由于河道底部及河岸两侧均为不规则凹凸面，河底深度及地形变化复杂，而超声波探头的发射和接收的波束成一定的角度，为了精确测量距离，对超声波探头的量程及波束角有一定的要求。本实施例中，第一超声波探头9、第二超声波探头10、第三超声波探头11和第四超声波探头12均发射频率为120Khz的超声波信号，该频率下的超声波信号在水中的传播距离为30m，在某种实施方式中，为了满足测绘距离的需要，可以将第一至第四超声波探头12的发射频率调整至目标频率。
[0025]以第一至第三超声波探头11为例，由于第一至第三超声波探头11(该段下述内容以超声波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于超声波的无人测绘船，包括船体，其特征在于，所述船体上设有左马达、右马达和至少一个超声波探头，所述船体内设有控制电路板和供电单元；所述控制电路板上设有控制单元、马达驱动单元、超声波信号处理单元和定位单元；所述供电单元分别向所述控制单元、马达驱动单元、超声波信号处理单元和定位单元供电；所述超声波信号处理单元与所述超声波探头电连接，被配置于向所述超声波探头发生驱动信号和接收所述超声波探头发送的检测信号；所述超声波信号处理单元与所述控制单元电连接；所述控制单元分别与所述定位单元和马达驱动单元电连接，所述马达驱动单元分别与所述左马达和右马达电连接，被配置于向所述左马达和右马达输入驱动信号。2.根据权利要求1所述的基于超声波的无人测绘船，其特征在于，所述超声波探头发射频率为120Khz的超声波信号。3.根据权利要求1或2所述的基于超声波的无人测绘船，其特征在于，所述船体上设有四个超声波探头，一个超声波探头向航行方向发射超声波信号，两个超声波探头分别向河道两岸发射超声波信号，最后一个超声波探头向河道底部发射超声波信号。4.根据权利要求3所述的基于超声波的无人测绘船，其特征在于，向航行方向发射超声波信号的超射波探头和...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯霆飞，李雄，
申请(专利权)人：无锡联辉超声电子有限公司，
类型：新型
国别省市：