[發(fā)明專利]水域污染監(jiān)測系統(tǒng)及方法、監(jiān)測系統(tǒng)充電線圈設計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810099251.8
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108408071A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設計）人: 張進峰;方曉靚;馬偉皓;毛天宇;盧天賦;劉少勇;劉濮瑞;李凡
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B64F1/00
• 分類號: B64F1/00;B60L11/18;B64C39/02;B63B35/00;H01F41/064;H01F38/14;H01F27/28;G06F17/50;G06N3/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 鄭勤振

本發(fā)明提供一種水域污染監(jiān)測系統(tǒng)及方法、監(jiān)測系統(tǒng)無線充電線圈設計方法，無人艇搭載具有無線充電功能的平臺將無人機載運到監(jiān)測水域，無人機監(jiān)測水域船舶排放情況，無人機電量耗盡后可在無人艇上利用無線充電系統(tǒng)充電。該系統(tǒng)充分發(fā)揮了無人機的視角廣闊等優(yōu)勢，并采用無人艇作為搭載平臺為無人機供能，擴大了無人機的巡航范圍，能夠快速有效地監(jiān)管相關(guān)水域，具有一定的實用價值和重要的社會意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水上交通運輸領(lǐng)域，具體涉及一種水域污染監(jiān)測系統(tǒng)及方法、監(jiān)測系統(tǒng)無線充電線圈設計方法，可以應用于對水域含油污水的監(jiān)測，例如船舶排放油污區(qū)域。

背景技術(shù)

隨著世界海運貿(mào)易量的不斷增長，船舶數(shù)量也在不斷增加，從而導致船舶常規(guī)污染物船舶污水、船舶垃圾、船舶廢氣等也不斷增加。其中船舶含油污水對水質(zhì)的污染尤其嚴重，對此，國際海事組織也出臺了各種法律、法規(guī)來制止船舶含油污水的肆意排放，但目前的排油監(jiān)控設備和監(jiān)督措施尚不完善，難以及時發(fā)現(xiàn)，進而快速清除含油污水，目前迫切需要一種靈活機動、迅速有效的方案以盡快發(fā)現(xiàn)船舶油污排放。

無人機航測遙感技術(shù)是繼衛(wèi)星遙感、大飛機遙感之后發(fā)展起來的一項新型航空遙感技術(shù)，具有廣闊視角、高效快速、精細準確、作業(yè)成本低、成果直觀、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點，能夠?qū)崟r獲得所需監(jiān)控區(qū)域的圖像資料。然而，目前無人機存在續(xù)航時間短等問題，嚴重限制了其巡航范圍。

無人水面艇是一種無人駕駛的水面艦艇，與普通的水面艇不同，無人艇上不需要安裝任何與駕駛員有關(guān)的設備，可以有效地節(jié)省和利用空間裝載應用設備以完成賦予它的各種任務。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種水域污染監(jiān)測系統(tǒng)，無人艇搭載具有無線充電功能的平臺將無人機載運到監(jiān)測水域，無人機監(jiān)測水域船舶排放情況，無人機電量耗盡后可在無人艇上利用無線充電系統(tǒng)充電。該系統(tǒng)充分發(fā)揮了無人機的視角廣闊等優(yōu)勢，并采用無人艇作為搭載平臺為無人機供能，擴大了無人機的巡航范圍，能夠快速有效地監(jiān)管相關(guān)水域，具有一定的實用價值和重要的社會意義。

為了實現(xiàn)上述目的，其技術(shù)解決方案為：

一種水域污染物監(jiān)測系統(tǒng)，包括無人機、搭載無人機的無人艇、控制端和無人機充電裝置；

所述無人機包括圖像獲取單元、第一定位單元和第一傳輸單元，所述圖像獲取單元獲取監(jiān)測水域的圖像，所述第一定位單元用于對無人機進行定位，所述第一傳輸單元用于將所述圖像信息和無人機位置信息傳輸?shù)剿隹刂贫耍?/p>

所述無人艇包括第二定位單元、第二傳輸單元和搭載所述無人機并給無人機充電的搭載平臺，所述第二定位單元用于對所述無人艇進行定位，所述第二傳輸單元用于將所述無人艇的位置信息傳輸?shù)剿隹刂贫耍?/p>

所述控制端對無人機獲取的所述圖像進行分析以尋找出水域污染物區(qū)域，并根據(jù)所述無人機和所述無人艇的位置信息控制所述無人機和所述無人艇的位置，以及控制無人機在所述搭載平臺上的起降；

所述無人機充電裝置包括設于所述搭載平臺上的充電供電電路，以及設于所述無人機上的充電接收電路。

在上述的水域污染物監(jiān)測系統(tǒng)，所述充電供電電路包括依次連接的蓄電池、升壓模塊和無線充電發(fā)送裝置；所述充電接收電路包括依次連接的無線充電接收裝置、整流模塊、電源降壓充電管理模塊和無人機供電電池。

在上述的水域污染物監(jiān)測系統(tǒng)，所述無人艇的搭載平臺上設有檢測所述無人機著艦的檢測單元，所述檢測單元檢測到所述無人機著艦后啟動所述無人機充電裝置。

在上述的水域污染物監(jiān)測系統(tǒng)，所述檢測單元為壓敏電阻。

在上述的水域污染物監(jiān)測系統(tǒng)，無線充電發(fā)送裝置和無線充電接收裝置的線圈均采用平面螺旋線圈。

在上述的水域污染物監(jiān)測系統(tǒng)，所述線圈的平均半徑r_avg＝0.1～1m，匝數(shù)N＝1～15。