(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210622285.7 (22)申请日 2022.06.02 (71)申请人 珠江水文水资源勘测中心 地址 510600 广东省广州市天寿路80号 (72)发明人 吴春熠　柳志会　朱莹　杨国标　 熊佳　王永勇　吴栋栋　潘艾　 吴昱驹　龙群　王任超　黄亚珏　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 专利代理师 牛念 (51)Int.Cl. G01C 13/00(2006.01) G01P 5/18(2006.01) G01S 17/88(2006.01) H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 一种用无人机监测河道的系统及其使用方 法 (57)摘要 本发明属于水文监测技术领域， 公开了一种 用无人机监测河道的系统及其使用方法。 该流速 监测系统包括无人机， 投放小车。 所述投放小车 上设有用于控制投放小车各功能模块的第一控 制器、 车载电源、 步进电机以及第一通信模块， 所 述投放小车通过云台固定于无人机； 投放小车上 还设有用于监测水位、 水面位置和水面宽度的水 面监测装置、 漂流式流速监测仪及其投放装置； 地面主机。 本发明创新采用水面监测装置， 以应 对一年四季河道水位变化、 枯水期河道变窄等众 多因素对流速测量的影 响。 通过漂流式流速监测 仪进行流速监测更能反映一段流域的水流情况 等。 本发明通过机械手在目标位置自动投放流速 监测仪， 实现远程自动化控制。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 115200559 A 2022.10.18 CN 115200559 A 1.一种用无 人机监测河道的系统， 其特 征在于， 包括： 无人机(5)， 所述无 人机(5)设有安装投放小车(6)的云台(51)； 投放小车(6)， 所述投放小车(6)上设有用于控制投放小车(6)各功能模块的第一控制 器(61)、 车载电源(62)、 步进电机(63)以及第一通信模块(64)， 所述投放小车(6)通过云台 (51)固定于无人机(5)； 投放小车(6)上还设有用于监测水位、 水面位置和水面宽度的水面 监测装置(7)、 漂流式流速监测仪(6 6)及其投放装置； 地面主机(8)， 所述地面主机(8)内设置有电源(81)、 第二通信模块(82)和第二控制器 (83)， 所述第二 通信模块(82)与第一 通信模块(64)和远程 服务器无线通信连接 。 2.根据权利要求1所述用无人机监测河道的系统， 其特征在于， 所述流速监测仪包括水 下主体(1)、 所述水下主体(1)的底部设有用于保持平衡和保持水下主体(1)沉入水下的配 重块(3)； 以及设置在水下主体(1)内的具有时间模块、 第三通信模块和 定位模块的第三控 制器(11)和电源(81)。 3.根据权利要求1所述用无人机监测河道的系统， 其特征在于， 所述投放装置包括位于 投放小车(6)底部的投放通孔(671)、 投放机械手(672)， 以及用于存放流速监测仪的存放架 (9)； 所述投放通孔(671)设有通过步进电机(63)驱动的开关闭合装置； 所述投放机械手 (672)安装于投放小车(6)的底部， 其操作端设有抓取装置 。 4.根据权利要求1所述用无人机监测河道的系统， 其特征在于， 所述存放架(9)设有底 架(91)以及防脱落支 架(92)； 所述防脱落支 架(92)包括卡箍(921)和弹簧插销(9 22)。 5.根据权利要求1所述用无人机监测河道的系统， 其特征在于， 所述水面监测装置(7) 包括设置 于投放小车(6)底部的监测摄 像头(71)以及激光雷达传感器(72)。 6.根据权利要求2所述用无人机监测河道的系统， 其特征在于， 所述配重块(3)的上面 设有环形的配重水袋(4)； 所述配重水袋(4)设有密封的加水口(41)； 所述水下主体(1)内设 有隔层板(14)， 所述第三控制器(1 1)和第三电源(12)设置 于隔层板(14)上。 7.根据权利要求2所述用无人机监测河道的系统， 其特征在于， 流速监测仪还设有信标 杆(2)， 所述配重块(3)与信标杆(2)通过万向球铰链结构(21)连接， 所述配重块(3)的重心 上方设有用于容置所述 万向球的凹口部(31)； 所述水下主体(1)设有用于容纳信标杆(2)的穿过水下主体(1)重心的凹槽(13)； 所述 凹槽(13)的上部设有至少3个用于维持信标杆(2)直立的压缩弹簧(22)； 所述凹槽(13)的侧 壁与信标杆(2)外表的距离为2～4cm； 所述压缩弹簧(22)的压缩量为1～1.5cm， 弹力为10 ± 2N； 所述水下主体(1)的外壳与凹槽(13)的壁和配重块(3)连接构成密闭体； 所述加水口 (41)通过密封结构(42)穿过凹槽(13)的壁， 设置 于凹槽(13)内。 8.根据权利要求7所述用无人机监测河道的系统， 其特征在于， 所述信标杆(2)设有用 于在不同水深测量时调节信标杆(2)长度且保持水下主体(1)重心平衡的长度调节结构 (23)； 所述长度调节结构(23)包括 不少于2节相互嵌套的中空管(231)和锁紧箍(232)。 9.根据权利要求7所述用无人机监测河道的系统， 其特征在于， 所述万向球铰链结构 (21)的万向球和凹口部(31)设有用于穿过导线和/或信 号线的通孔(212)， 所述通孔(212) 与信标杆(2)的中空通 孔(212)连通。 10.一种权利要求1～9任意一项所述用无人机监测河道的系统的使用方法， 其特征在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115200559 A 2于， 包括以下步骤： S1.启动无人机河道流速监测系统， 所述无人机(5)携带投放小车(6)沿目标河道行驶， 水面监测装置(7)对河道的水位、 水面位置和水面宽度进 行监测， 分析给出漂流式流速监测 仪(66)的投放 位置； S2.投放小车(6)到达投放位置， 投放装置投放漂流式流速监测仪(66)； 通过第三通信 模块远程启动漂流式流速监测仪(66)的时间模块和定位模块， 通过记录漂流的时间和距离 获得河道流速； S3.地面主机(8)的第二控制器(83)根据第三控制器(11)获取漂流的时间和距离， 以及 CORS系统数据， 计算出河道流速， 人工记录漂流的时间和距离数据用于流速校正。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115200559 A 3