本技術(shù)屬于地面沉降監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的地面沉降監(jiān)測系統(tǒng)，通過多個(gè)深埋地面以下的傳感器檢測土質(zhì)沉降狀態(tài)，信號在終端匯總，輸出沉降信息。存在的缺陷是傳感器故障后，需要取出更換，維修上比較麻煩，有時(shí)候甚至需要破壞地面硬質(zhì)鋪裝材料，不但麻煩，而且需要對地面進(jìn)行復(fù)原作業(yè)，成本也比較高。

2、近年來，隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)一種利用無人機(jī)監(jiān)測地面沉降的系統(tǒng)，如申請?zhí)?01811190336.3的一種自動沉降監(jiān)測系統(tǒng)，先在地質(zhì)穩(wěn)定區(qū)域建立基準(zhǔn)點(diǎn)，在基準(zhǔn)點(diǎn)的上方設(shè)置激光發(fā)射裝置，激光發(fā)射裝置射出水平激光，通過在無人機(jī)上設(shè)置激光接受裝置，確定無人機(jī)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的飛行高度；通過在監(jiān)測區(qū)域的地面上設(shè)置無源反射器，在無人機(jī)上設(shè)置毫米波雷達(dá)，確定出無人機(jī)相對于監(jiān)測區(qū)域的高度。通過比對無人機(jī)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的飛行高度和無人機(jī)相對于監(jiān)測區(qū)域的高度是否有變化，可以得出結(jié)論監(jiān)測區(qū)域是否發(fā)生沉降。

3、上述的自動沉降監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)置在地面之上，維修時(shí)不需要開挖以及恢復(fù)地面，維修比較方便，但是也存在如下缺陷；

4、1)、激光發(fā)射裝置安裝時(shí)稍微存在傾斜，設(shè)置的激光就會相應(yīng)傾斜，無人機(jī)在激光路線不同位置時(shí)，所處高度不同，即監(jiān)測時(shí)得出的無人機(jī)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的飛行高度值是不固定的，這就導(dǎo)致結(jié)論可能不正確，由此對激光發(fā)射裝置的安裝會提出極高要求，監(jiān)測系統(tǒng)安裝時(shí)的調(diào)試難度極大。

5、2)、在城市中，存在大量建筑物，而無人機(jī)的飛行需要避開障礙物，飛行高度較高，相應(yīng)的需要將激光發(fā)射裝置設(shè)置在較高的地方，依托架高塔或是其它建筑物，但無論如果，激光發(fā)射裝置與基準(zhǔn)點(diǎn)地面之間存在中間結(jié)構(gòu)，即使基準(zhǔn)點(diǎn)不會沉降，但中間結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)變形，這種變形可由多方因素導(dǎo)致，如老化、熱脹冷縮，當(dāng)中間結(jié)構(gòu)變形后，即使激光發(fā)射裝置初始安裝狀態(tài)精準(zhǔn)、射出水平激光，在一段時(shí)間后，激光發(fā)射裝置射出的也不再是水平激光，這也導(dǎo)致監(jiān)測時(shí)得到的無人機(jī)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的飛行高度值變化，從而導(dǎo)致結(jié)論可能不正確。因此，需要定期的對激光發(fā)射裝置進(jìn)行重新調(diào)試，而調(diào)試難度極大下，導(dǎo)致監(jiān)測系統(tǒng)的維護(hù)難度大。

6、3)、地質(zhì)穩(wěn)定區(qū)域建立的基準(zhǔn)點(diǎn)與地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)域的監(jiān)測區(qū)域之間的距離往往比較大，而城市中存在大量的建筑物，為了使激光發(fā)射裝置射出的激光從監(jiān)測區(qū)域上空穿過，需要找尋到合適的安裝位置，這個(gè)安裝位置的選擇余地很小，有時(shí)候甚至找不到，這也給監(jiān)測系統(tǒng)的安裝帶來了難度。

7、4)、由于激光發(fā)射裝置的激光光束細(xì)，而無人機(jī)在高空飛行，地面控制無人機(jī)飛行姿態(tài)的人員難以觀察到無人機(jī)，難以使無人機(jī)恰好飛行到激光路線上，且還要調(diào)整角度，使激光接受裝置對準(zhǔn)激光，外加高空氣流速度比較快，無人機(jī)的飛行姿態(tài)本身不容易控制的情況下，監(jiān)測系統(tǒng)的使用不方便。

8、5)、由于無人機(jī)的高度測定依賴設(shè)置在監(jiān)控區(qū)域的無源反射器，無人機(jī)只能在監(jiān)控區(qū)域特定位置(無源反射器正上方)測定，為單源監(jiān)測，無法對監(jiān)控區(qū)域多個(gè)位置檢測后再判定監(jiān)測區(qū)域的整體沉降狀態(tài)，監(jiān)測效果好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于，提供一種多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置。本實(shí)用新型具有安裝時(shí)的調(diào)試難度低、安裝后的維護(hù)難度低、使用方便和監(jiān)測效果好的優(yōu)點(diǎn)。

2、本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置，包括多旋翼的無人機(jī)、雷達(dá)、激光測距儀和多個(gè)反射器，雷達(dá)和激光測距儀均固定在無人機(jī)的下側(cè)，雷達(dá)的信號輸出端和激光測距儀的信號輸出端均連接無人機(jī)的控制系統(tǒng)。

3、前述的多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置中，所述無人機(jī)的底部設(shè)有三維電動云臺，三維電動云臺的控制接口連接無人機(jī)的控制系統(tǒng)，雷達(dá)和激光測距儀均固定在三維電動云臺的旋轉(zhuǎn)端。

4、前述的多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置中，所述反射器是角反射器。

5、前述的多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置中，所述反射器有三個(gè)。

6、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的多個(gè)反射器設(shè)置在監(jiān)測區(qū)域外側(cè)的地質(zhì)穩(wěn)定區(qū)域上，當(dāng)無人機(jī)飛行至監(jiān)測區(qū)域上空時(shí)，通過機(jī)載的雷達(dá)測量無人機(jī)與各個(gè)反射器之間的距離，可以確定出無人機(jī)相對于地質(zhì)穩(wěn)定區(qū)域上固定點(diǎn)的高度，通過機(jī)載的激光測距儀測量無人機(jī)相對于監(jiān)測區(qū)域地面的高度，通過監(jiān)測兩個(gè)高度的差值變化量來判斷監(jiān)測區(qū)域地面是否發(fā)生沉降。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

7、1)、反射器的安裝精度幾乎沒有要求，只要大概朝向監(jiān)控區(qū)域上空即可，極大了降低了預(yù)警裝置安裝時(shí)的調(diào)試難度。

8、2)、由于反射器的安裝精度低，即使反射器與地面之間存在安裝用的中間結(jié)構(gòu)，在中間結(jié)構(gòu)變形后，雷達(dá)的發(fā)射信號經(jīng)反射器反射后仍可原路返回而被雷達(dá)所接收，也就不需要對發(fā)射器進(jìn)行重新調(diào)試，降低了預(yù)警裝置的維護(hù)難度。

9、3)、本實(shí)用新型可以通過三個(gè)發(fā)射器與雷達(dá)之間的距離來測定無人機(jī)相較于地質(zhì)穩(wěn)定區(qū)域上固定點(diǎn)的高度，無人機(jī)不需要在固定高度飛行，當(dāng)發(fā)射器與無人機(jī)之間存在建筑等障礙物時(shí)，通過拉高無人機(jī)飛行高度即可實(shí)現(xiàn)避障，反射器的安裝位置要求不高，選址范圍大，使預(yù)警裝置的安裝難度低。

10、4)、由于雷達(dá)存在探測角，只要反射器在探測角范圍內(nèi)，雷達(dá)即可測定出無人機(jī)與發(fā)射器之間的距離，無人機(jī)的位置、朝向均不需要嚴(yán)格控制，方便地面人員控制無人機(jī)，使得預(yù)警裝置的使用方便。

11、5)、由于無人機(jī)在監(jiān)控區(qū)域上空任意位置均可得出較于地質(zhì)穩(wěn)定區(qū)域上固定點(diǎn)的高度，通過激光測距儀檢測當(dāng)前無人機(jī)與檢測區(qū)域地面之間的距離，使本實(shí)用新型能夠?qū)ΡO(jiān)控區(qū)域任意位置的沉降狀態(tài)作出判斷，可以多點(diǎn)測量、多源監(jiān)測，更好的判定監(jiān)測區(qū)域的整體沉降狀態(tài)，監(jiān)測效果好。

12、綜上，本實(shí)用新型具有安裝時(shí)的調(diào)試難度低、安裝后的維護(hù)難度低、使用方便和監(jiān)測效果好的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置，其特征在于：包括多旋翼的無人機(jī)(1)、雷達(dá)(2)、激光測距儀(4)和多個(gè)反射器(3)，雷達(dá)(2)和激光測距儀(4)均固定在無人機(jī)(1)的下側(cè)，雷達(dá)(2)的信號輸出端和激光測距儀(4)的信號輸出端均連接無人機(jī)(1)的控制系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置，其特征在于：所述無人機(jī)(1)的底部設(shè)有三維電動云臺(5)，三維電動云臺(5)的控制接口連接無人機(jī)(1)的控制系統(tǒng)，雷達(dá)(2)和激光測距儀(4)均固定在三維電動云臺(5)的旋轉(zhuǎn)端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置，其特征在于：所述反射器(3)是角反射器。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置，其特征在于：所述反射器(3)有三個(gè)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種多源沉降監(jiān)測預(yù)警裝置，包括多旋翼的無人機(jī)(1)、雷達(dá)(2)、激光測距儀(4)和多個(gè)反射器(3)，雷達(dá)(2)和激光測距儀(4)均固定在無人機(jī)(1)的下側(cè)，雷達(dá)(2)的信號輸出端和激光測距儀(4)的信號輸出端均連接無人機(jī)(1)的控制系統(tǒng)；所述無人機(jī)(1)的底部設(shè)有三維電動云臺(5)，三維電動云臺(5)的控制接口連接無人機(jī)(1)的控制系統(tǒng)，雷達(dá)(2)和激光測距儀(4)均固定在三維電動云臺(5)的旋轉(zhuǎn)端；所述反射器(3)是角反射器。本技術(shù)具有安裝時(shí)的調(diào)試難度低、安裝后的維護(hù)難度低、使用方便和監(jiān)測效果好的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：簡財(cái)波,費(fèi)忠偉,張學(xué)明,沈金,楊丹亮,沈慧賢,顧毅琪,宋濤濤,李云飛,李云峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖州市南潯創(chuàng)業(yè)測繪與土地規(guī)劃院股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240322
技術(shù)公布日：2024/12/26