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申请/专利权人：南京应用数学中心

摘要：本发明公开了一种用于盐田环境的无人机液位测量系统，包括参照靶系统、自主无人机系统、数据支持系统。以参照桩和消波池组成基本测量单元，多个测量单元构成参照靶系统；自主无人机系统包括本体飞行控制系统、液位测量系统和机群控制系统，液位测量系统由全球定位子系统、对地基准观瞄光学子系统和二维激光测距子系统组成，机群控制系统包括单机数据传输与任务监控子系统、多机协调和调度子系统；数据支持系统接收机群控制系统上传的数据信息，并对数据信息进行分析和整理。本发明系统可有效减少工作人员劳动强度，避免人为因素影响，有效提升测量质量，提升管理信息化水平，前期投入小，后期维护成本低。

主权项：1.一种用于盐田环境的无人机液位测量系统，其特征在于，包括：参照靶系统（1），由参照桩（11）和消波池（12）组成基本测量单元，每一卤水池中设置有一个测量单元，多个测量单元组成参照靶系统；自主无人机系统（2），包括本体飞行控制系统（21）、液位测量系统（22）和机群控制系统（23）；本体飞行控制系统（21）操控无人机飞达参照桩（11）上方，液位测量系统（22）根据参照桩（11）的坐标基准调整无人机位置，对参照桩（11）顶面及消波池（12）内液面进行检测，机群控制系统（23）将检测信息保存并上传，同时确定无人机运行状态并召回；参照桩（11）由混凝土浇筑的桩体（112）和基准坐标点标识盘（111）组成；桩体（112）呈圆柱型，位于消波池（12）内中心处，底部与卤水池（4）池底固定连接，桩体（112）的顶部设有基准坐标点标识盘（111），基准坐标点标识盘（111）的直径大于桩体（112）的直径，基准坐标点标识盘（111）上表面采用黄黑色漆出同心黄黑相间色盘，供无人机识别并提供坐标基准；消波池（12）为空心立方体，由混凝土浇筑成型，空心部分贯穿立体结构，贯穿向称为空心轴，沿空心轴平行向开设若干连通孔（121），用于连通消波池（12）内水体和卤水池（4）水体；消波池（12）露出卤水池（4）水面一端为露出端，用于隔离消波池（12）内水平面和卤水池（4）中水平面，另一端称为淹没端，固定安装于卤水池（4）的池底；液位测量系统（22）由全球定位子系统（221）、对地基准观瞄光学子系统（222）和二维激光测距子系统（223）组成；全球定位子系统（221）包括安装于无人机顶部的全球定位传感器（2211）和安装于数据处理单元盒（41）内的定位处理器（2212），数据处理单元盒（41）位于无人机内部；全球定位子系统（221）为无人机提供自身粗略位置信息，本体飞行控制系统（21）根据粗略位置信息引导无人机飞达参照桩（11）上空，实现粗定位；对地基准观瞄光学子系统（222）包括长焦光学摄像头（2221）、短焦光学摄像头（2222）和安装于数据处理单元盒内的图像数据处理器（2223）；长焦光学摄像头（2221）、短焦光学摄像头（2222）均安装于无人机腹部的测量基准面（52）上，两者的光轴与无人机垂直轴平行，且视线方向向下，长焦光学摄像头（2221）位于无人机的中轴线，短焦光学摄像头（2222）位于长焦光学摄像头（2221）一侧；对地基准观瞄光学子系统（222）用于发现参照桩（11）的基准坐标标识盘（111），并进一步调整无人机在平面上的位置，实现精细定位；二维激光测距子系统（223）包括二维激光测距传感器（2231）、重力倾角传感器（2232）和激光数据处理器（2233）；无人机的底部两侧设有浮筒（51），二维激光测距传感器（2231）的平扫面与长焦光学摄像头（2221）的光轴共面，且扫描面位于两个浮筒（51）之间；当长焦光学摄像头（2221）完成对准后，且重力倾角传感器（2232）测得测量基准面（52）与重力方向夹角为90±5°之间时，启动二维激光测距传感器（2231）扫描并记录距离数据，测得二维激光测距传感器（2231）与消波池（12）内参照桩（11）顶面最近距离和消波池（12）内液面若干点距离，进而获取卤水池（4）液面实际海拔高度；数据支持系统（3），用于接收机群控制系统（23）上传的检测信息，并对检测信息进行分析和整理。

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