一种管网预警污水动态监管的无人机系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种管网预警污水动态监管的无人机系统及其使用方法，该无人机包括机壳、安装在所述机壳上端四角处的连接杆、安装在所述连接杆上的螺旋桨。该无人机系统及其使用方法，通过设置采样装置和摄像头，分析水质情况，并采集图像信息，且利用防护罩对螺旋桨进行防护，提高无人机的使用寿命，通过集群无人机巡检结合图像采集单元采集的图像信息将当前水质信息和与之关联的图像信息数据进行整合处理，并将处理的数据进行存储，通过无人机采集及图像采集不断的更新、融合，实现前期的水质与图像数据库的智能建立；且通过在线监测系统对管网内的水质和水流量进行检测，配合无人机集群系统和无人机对管网内的污水进行排查，确定数据超标污水的位置。确定数据超标污水的位置。确定数据超标污水的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种管网预警污水动态监管的无人机系统及其使用方法


[0001]本专利技术属于污水监管
，具体涉及一种管网预警污水动态监管的无人机系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]随着时间的推移，管网内的水质会发生变化，超标的污水会污染环境，因此需要对污水进行监测，但是人工巡查工作量较大，且效率低，而无人机的出现很好的解决了这一问题，可以快速对管网内污水进行采样，从而更好地进行污水监管。
[0003]目前，专利号为CN201711382435.7的专利技术专利公开了一种无人机，包括：所述无人机为多旋翼无人机，且位于其机身的下部吊装一多轴机械臂；在机身下方还吊装有摄像头，以及适于带动摄像头转动的云台；其中所述云台和多轴机械臂由主控模块控制，所述主控模块与一通讯模块和GPS模块电性连接；摄像头将采集的视频数据发送至主控模块，并通过通讯模块进行无线发送，以及所述通讯模块适于接收无线控制信号，以实现对无人机进行控制。其采用的是通过通信模块发送方位信息，扩大搜救范围，但该无人机没有防护装置，容易造成无人机损坏，且不具备水质采样和图像采集的功能，不能对管网内的污水进行监测和预警。
[0004]因此，针对上述无人机易损坏和不具备水质采样和图像采集功能的问题，亟需得到解决，以改善无人机的使用场景。

技术实现思路

[0005](1)要解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种管网预警污水动态监管的无人机系统及其使用方法，该无人机系统及其使用方法旨在解决现有技术下无人机没有防护装置，容易撞螺旋桨，造成无人机损坏，且不具备水质采样和图像采集的功能，不能对管网内的污水进行监测和预警的技术问题。
[0007](2)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了这样一种管网预警污水动态监管的无人机系统及其使用方法，该无人机包括机壳、安装在所述机壳上端四角处的连接杆、安装在所述连接杆上的螺旋桨；所述机壳上端四角处均固定连接有起到防护螺旋桨作用的防护罩，所述机壳内安装有控制器和动力装置，所述机壳左右两端上侧均设置有起落架，所述机壳左右两端下侧均安装有升降组件，所述机壳前端固定连接有拍摄角度可调整的摄像头，所述机壳前端在所述摄像头的外侧安装有透明防护箱，所述升降组件下端固定连接有可沿竖向升降的采样装置，所述采样装置下端从左往右依次固定连接有排液口和采样口，所述防护罩的外侧设置有距离传感器，所述机壳左右两端在所述升降组件的外侧安装有防水外壳。
[0009]使用本技术方案的无人机时，控制器接收指令后，控制无人机工作，动力装置提供无人机工作时所需的动力，螺旋桨旋转，带动无人机上升并前进，防护罩对螺旋桨进行遮
挡，同时利用距离传感器对障碍物进行检测，提高无人机的完整性，当无人机移动到需要检测的位置时，调整透明防护箱内摄像头的角度，并通过摄像头采集图像信息，然后利用升降组件带动采样装置向下，采样装置控制采样口采集水样，并对水样进行分析，最后无人机着陆时，起落架与地面贴合，并进行缓冲。
[0010]优选地，所述升降组件包括电机、安装在所述电机的电机轴外侧且与所述采样装置相连的柔性连接件。
[0011]一种管网预警污水动态监管的无人机系统，其包括如上述所述的一种管网预警污水动态监管的无人机，其还包括，多个所述无人机构成了无人机集群网络、数据库、控制中心和在线监测系统，所述无人机集群网络定期巡查管网雨水口、污水口查询、污染源、排水口，采集图像和水样，并对水样进行分析，然后将采集到的数据传输至数据库，所述数据库部署在云端，所述数据库根据无人机集群的水质信息和图像信息，不断的更新、融合，并建立前期的不同位置的水质与图像数据库，数据库建立后，所述控制中心控制无人机巡检作业，通过采集的图像与数据库对比、分析数据并在数据超标后发布预警，所述控制中心内预设有水质和水流量的预警上限值Y
zmax
、Y
lmax
和预警下限值Y
zmix
、Y
lmix
，控制中心内根据采样位置的不同对水质分析的指标各不相同，根据在线监测系统和无人机集群采集到的数据，进行分析，首先用实际图像信息对应的水质S
z
数据与预警上限值Y
zmax
和预警下限值Y
zmix
进行比较，若Y
zmix
≤S
z
≤Y
zmax
，则水质正常，若S
z
≤Y
zmix
或S
z
≥Y
zmax
，则表明水质超标，然后用实际图像信息对应的水流量S
l
数据与预警上限值Y
lmax
和预警下限值Y
lmix
进行比较，若Y
lmix
≤S
l
≤Y
lmax
，则流量正常，若S
l
≥Y
lmax
或S
l
≤Y
lmix
，则流量异常，将结果反馈至控制中心，并在数据超标后，发布预警，并将采集到的数据实时上传至控制中心，所述在线监测系统用来采集管网内不用位置的水质和水流量数据，并将数据上传至控制中心。
[0012]优选地，所述无人机集群系统包括图像采集模块、采样分析模块和定位模块，所述图像采集模块采集图像信息，所述采样分析模块采集水样，并分析水质情况，结合图像采集模块采集的图像信息将当前水质信息和与之关联的图像信息数据进行整合处理，并将处理的数据发送给数据库进行存储，所述定位模块用于定位无人机当前的位置。
[0013]优选地，所述数据库用于储存无人机集群系统处理后的数据，同时数据库内还包括无人机定位信息和企业信息，所述水质与图像数据库由m个水质样本组成，水质样本内的元素包括水质信息W和与之关联的图像信息P。
[0014]优选地，所述控制中心包括分析预警模块和控制模块，所述控制模块用于向无人机集群系统发送指令，从而控制无人机进行相应的作业，所述分析预警模块对采集到的数据进行分析，并在数据超标时，发布预警。
[0015]优选地，所述在线监测系统包括水质传感器和水流传感器，所述水质传感器和水流传感器部署在管网的不同位置。
[0016]一种管网预警污水动态监管的无人机系统使用方法，其包括如上述所述的一种管网预警污水动态监管的无人机系统，其步骤如下：
[0017]步骤一：无人机集群系统定期巡查管网雨水口、污水口查询、污染源、排水口，并采集水样，分析水质情况，并采集图像信息，将当前水质信息W和与之关联的图像信息P数据进行整合处理，并将处理的数据进行存储，不断的更新、融合，建立前期的水质与图像数据库；
[0018]步骤二：控制中心控制无人机巡检作业，通过采集的图像与数据库对比、分析数据
并在数据超标后发布预警，所述控制中心内预设有水质和水流量的预警上限值Y
zmax
、Y
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管网预警污水动态监管的无人机，该无人机包括机壳、安装在所述机壳上端四角处的连接杆、安装在所述连接杆上的螺旋桨；其特征在于，所述机壳上端四角处均固定连接有起到防护螺旋桨作用的防护罩，所述机壳内安装有控制器和动力装置，所述机壳左右两端上侧均设置有起落架，所述机壳左右两端下侧均安装有升降组件，所述机壳前端固定连接有拍摄角度可调整的摄像头，所述机壳前端在所述摄像头的外侧安装有透明防护箱，所述升降组件下端固定连接有可沿竖向升降的采样装置，所述采样装置下端从左往右依次固定连接有排液口和采样口，所述防护罩的外侧设置有距离传感器，所述机壳左右两端在所述升降组件的外侧安装有防水外壳。2.根据权利要求1所述的一种管网预警污水动态监管的无人机，其特征在于，所述升降组件包括电机、安装在所述电机的电机轴外侧且与所述采样装置相连的柔性连接件。3.一种管网预警污水动态监管的无人机系统，其特征在于包括根据权利要求1
‑
2所述的一种管网预警污水动态监管的无人机，其还包括，多个所述无人机构成了无人机集群网络、数据库、控制中心和在线监测系统，所述无人机集群网络定期巡查管网雨水口、污水口查询、污染源、排水口，采集图像和水样，并对水样进行分析，然后将采集到的数据传输至数据库，所述数据库部署在云端，所述数据库根据无人机集群的水质信息和图像信息，不断的更新、融合，并建立前期的不同位置的水质与图像数据库，数据库建立后，所述控制中心控制无人机巡检作业，通过采集的图像与数据库对比、分析数据并在数据超标后发布预警，所述控制中心内预设有水质和水流量的预警上限值Y
zmax
、Y
lmax
和预警下限值Y
zmix
、Y
lmix
，控制中心内根据采样位置的不同对水质分析的指标各不相同，根据在线监测系统和无人机集群采集到的数据，进行分析，首先用实际图像信息对应的水质S
z
数据与预警上限值Y
zmax
和预警下限值Y
zmix
进行比较，若Y
zmix
≤S
z
≤Y
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，则水质正常，若S
z
≤Y
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≥Y
zmax
，则表明水质超标，然后用实际图像信息对应的水流量S
l
数据与预警上限值Y
lmax
和预警下限值Y
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进行比较，若Y
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≤S
l
≤Y
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，则流量正常，若S
l
≥Y
lmax
或S
l
≤Y
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，则流量异常，将结果反馈至控制中心，并在数据超标后，发布预警，并将采集到的数据实时上传至控制中心，所述在线监测系统用来采集管网内不用位置的水质和水流量数据，并将数据上传至控制中心。4.根据权利要求1所述的一种管网预警污水动态监管的无人机系统，其特征在于，所述无人机集群系统包括图像采集模块、采样分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠秉坤，张冰，陆海杰，姚乾秦，邬宇辉，
申请(专利权)人：浙江仁欣环科院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：