本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水面標(biāo)定裝置及其方法。

背景技術(shù)：

目前環(huán)保地表水水樣采集普遍采用人工采集，采集過程復(fù)雜、具有一定的危險性。極少數(shù)采用無人機(jī)或機(jī)器輔助采集，但只是簡單加載傳統(tǒng)設(shè)備，缺少專用設(shè)備，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)性采集。

要通過無人機(jī)來實(shí)現(xiàn)連續(xù)性在預(yù)定水域進(jìn)行采樣，首先要確定采樣深度，因此本發(fā)明的目的提供一種可以對無人機(jī)的基準(zhǔn)高度進(jìn)行標(biāo)定，確定無人機(jī)作業(yè)高度的標(biāo)定裝置及其標(biāo)定方法，采集水面信息，從而確定采樣深度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了通過無人機(jī)進(jìn)行水樣采集，本發(fā)明提供了一種水面標(biāo)定裝置及其方法，在采樣前對無人機(jī)的基準(zhǔn)高度進(jìn)行標(biāo)定，從而確定無人機(jī)的作業(yè)高度和采樣深度。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種水面標(biāo)定組件，其特征在于，包括：

外殼，所述外殼具有上端開口、下端開口和內(nèi)腔，所述內(nèi)腔分別與上端開口和下端開口連通；

傳感器容器，所述傳感器容器固定在所述內(nèi)腔中，所述傳感器容器包括側(cè)壁和底板，所述側(cè)壁的上端為敞口，所述底板固定連接在側(cè)壁的下端，所述底板上開設(shè)有進(jìn)水孔；

浮標(biāo)傳感器，所述浮標(biāo)傳感器放置在所述底板上，所述浮標(biāo)傳感器包括浮體和導(dǎo)電片，所述導(dǎo)電片固定在所述浮體的上部；

導(dǎo)電端子，所述浮標(biāo)傳感器的上方設(shè)置有二個導(dǎo)電端子，所述二個導(dǎo)電端子豎直下降時將同時與所述導(dǎo)電片接觸；

導(dǎo)線，一個所述導(dǎo)線的上端連接有電源，下端與一個所述導(dǎo)電端子連接；另一個所述導(dǎo)線的上端連接有用于產(chǎn)生開關(guān)量信號的信號發(fā)生器，下端與另一個所述導(dǎo)電端子連接，二個所述導(dǎo)線受到導(dǎo)電端子的拉力呈豎直狀態(tài)；

模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與所述信號發(fā)生器連接。

作為優(yōu)選，所述傳感器容器的數(shù)量為二個，二個所述底板的上表面位于同一水平面內(nèi)。

本發(fā)明還提供了一種水面標(biāo)定裝置，包括所述的水面標(biāo)定組件，所述水面標(biāo)定裝置還包括牽引電機(jī)、牽引線和采樣控制芯片，所述牽引電機(jī)分別與所述采樣控制芯片和電源連接，所述牽引電機(jī)的輸出軸與所述牽引線的上端連接，所述牽引線的下端與所述外殼固定連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與所述采樣控制芯片連接。

本發(fā)明還提供了一種水面標(biāo)定方法，通過配置有所述的水面標(biāo)定裝置的無人機(jī)來完成，包括以下步驟：

S1、控制所述無人機(jī)飛抵預(yù)定水域并在水面上方懸停；

S2、控制牽引電機(jī)下放牽引線，所述外殼、傳感器容器以及浮標(biāo)傳感器緩慢下降；水從進(jìn)水孔進(jìn)入傳感器容器中，浮體漂浮在水面上；

S3、控制無人機(jī)緩慢下降，導(dǎo)線和導(dǎo)電端子也同步緩慢下降，當(dāng)二個所述導(dǎo)電端子同時接觸到導(dǎo)電片時，所述電源、導(dǎo)線、導(dǎo)電端子、導(dǎo)電片以及信號發(fā)生器形成的回路導(dǎo)通，所述信號發(fā)生器發(fā)出開關(guān)量信號，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送至采樣控制芯片，所述采樣控制芯片接收到所述數(shù)字信號后控制無人機(jī)停止下降；

S4、控制無人機(jī)緩慢上升，導(dǎo)線和導(dǎo)電端子也同步緩慢上升，當(dāng)所述導(dǎo)電端子脫離所述導(dǎo)電片時，二個所述導(dǎo)電端子之間斷開，所述信號發(fā)生器停止發(fā)出開關(guān)量信號，記錄此時無人機(jī)的高度數(shù)據(jù)并存儲，完成標(biāo)定。

其次，還包括步驟S5、標(biāo)定完成后，控制牽引電機(jī)收取牽引線，所述外殼、傳感器容器以及浮標(biāo)傳感器緩慢上升。

本發(fā)明的有益效果是，這種水面標(biāo)定裝置在下方到預(yù)定水域中時，水進(jìn)入傳感器容器中后，浮標(biāo)傳感器漂浮在水面上，無人機(jī)的緩慢下降帶動導(dǎo)電端子同步下降，二個導(dǎo)電端子同時接觸導(dǎo)電片的時候，回路導(dǎo)通，信號發(fā)生器發(fā)出開關(guān)量信號，無人機(jī)停止下降并隨后緩慢上升，導(dǎo)電端子隨之上升并與導(dǎo)電片脫離，無人機(jī)停止上升并記錄此時無人機(jī)的高度數(shù)據(jù)，這種裝置作為無人機(jī)采樣系統(tǒng)的一部分，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)施，整體重量較少，適應(yīng)無人機(jī)的裝載，利用浮標(biāo)傳感器和信號發(fā)生回路，可以降低接觸不良，形成的誤判的幾率，還可以在江河等具有一定波浪的水域進(jìn)行標(biāo)定。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的水面標(biāo)定組件的最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1、外殼，2、傳感器容器，3、浮標(biāo)傳感器，4、導(dǎo)電端子，5、導(dǎo)線，6、電源，7、信號發(fā)生器，8、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。

圖2是本發(fā)明的水面標(biāo)定方法的最優(yōu)實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種水面標(biāo)定組件，包括：

外殼1，外殼1具有上端開口、下端開口和內(nèi)腔，內(nèi)腔分別與上端開口和下端開口連通，在此實(shí)施例中外殼1為中空圓柱形；

傳感器容器2，傳感器容器2固定在內(nèi)腔中，傳感器容器2包括側(cè)壁和底板，側(cè)壁的上端為敞口，底板固定連接在側(cè)壁的下端，底板上開設(shè)有進(jìn)水孔；外殼1和傳感器容器2在放入水中時需要下沉，所以可以在外殼1上設(shè)置配重塊，或者在選擇外殼1和傳感器容器2的材質(zhì)時，是它們實(shí)體的平均密度大于水的密度為佳；

浮標(biāo)傳感器3，浮標(biāo)傳感器3放置在底板上，浮標(biāo)傳感器3包括浮體和導(dǎo)電片，導(dǎo)電片固定在浮體的上部，底板的進(jìn)水孔可以是一個較大的孔，孔的大小不足以讓浮標(biāo)傳感器3穿過，或者底板為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，上面分布的網(wǎng)孔就是進(jìn)水孔；

導(dǎo)電端子4，浮標(biāo)傳感器3的上方設(shè)置有二個導(dǎo)電端子4，二個導(dǎo)電端子4豎直下降時將同時與導(dǎo)電片接觸；

導(dǎo)線5，一個導(dǎo)線5的上端連接有電源6，下端與一個導(dǎo)電端子4連接；另一個導(dǎo)線5的上端連接有用于產(chǎn)生開關(guān)量信號的信號發(fā)生器7，下端與另一個導(dǎo)電端子4連接，二個導(dǎo)線5受到導(dǎo)電端子4的拉力呈豎直狀態(tài)；

模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片8，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片8與信號發(fā)生器7連接；

上述的一個傳感器容器2、一個浮標(biāo)傳感器3、二個導(dǎo)電端子4、二個導(dǎo)線5、一個信號發(fā)生器7、一個電源6以及一個模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片8組成的機(jī)構(gòu)一共有兩組，其中兩個傳感器容器2的底板的上表面位于同一水平面內(nèi)；設(shè)置兩組機(jī)構(gòu)的目的是防止其中一組發(fā)生故障時，另外一組可以正常運(yùn)作，保證標(biāo)定工作可以有效、準(zhǔn)確的進(jìn)行。

本發(fā)明還提供了一種水面標(biāo)定裝置，包括水面標(biāo)定組件、牽引電機(jī)、牽引線和采樣控制芯片，牽引電機(jī)分別與采樣控制芯片和電源連接，牽引電機(jī)的輸出軸與牽引線的上端連接，牽引線的下端與外殼固定連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與采樣控制芯片連接。

如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種水面標(biāo)定方法，通過配置有水面標(biāo)定裝置的無人機(jī)來完成，包括以下步驟：

S1、控制無人機(jī)飛抵預(yù)定水域并在水面上方懸停；

S2、控制牽引電機(jī)下放牽引線，外殼、傳感器容器以及浮標(biāo)傳感器緩慢下降；水從進(jìn)水孔進(jìn)入傳感器容器中，浮體漂浮在水面上；

S3、控制無人機(jī)緩慢下降，導(dǎo)線和導(dǎo)電端子也同步緩慢下降，當(dāng)二個導(dǎo)電端子同時接觸到導(dǎo)電片時，電源、導(dǎo)線、導(dǎo)電端子、導(dǎo)電片以及信號發(fā)生器形成的回路導(dǎo)通，信號發(fā)生器發(fā)出開關(guān)量信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送至采樣控制芯片，采樣控制芯片接收到數(shù)字信號后控制無人機(jī)停止下降；

S4、控制無人機(jī)緩慢上升，導(dǎo)線和導(dǎo)電端子也同步緩慢上升，當(dāng)導(dǎo)電端子脫離導(dǎo)電片時，二個導(dǎo)電端子之間斷開，信號發(fā)生器停止發(fā)出開關(guān)量信號，記錄此時無人機(jī)的高度數(shù)據(jù)并存儲，完成標(biāo)定。

S5、標(biāo)定完成后，控制牽引電機(jī)收取牽引線，外殼、傳感器容器以及浮標(biāo)傳感器緩慢上升。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對所述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。