[發(fā)明專利]一種基于無人船的河道全地形掃描方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811273295.4
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN109212535B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷育濤;趙坤榮;賈燕;黃凌輝;吳雙;王松嶺;戴碧蘭;張一凡;陳永鏗
• 申請（專利權(quán)）人: 環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01S15/89
• 分類號(hào): G01S15/89;G01S17/89;G01S17/86;G01S15/86
• 代理公司: 廣州海藻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44386
• 代理人: 張大保

1.一種基于無人船的河道全地形掃描方法，包括：

步驟S1，啟動(dòng)無人船和與其船體連接的測量設(shè)備，該測量設(shè)備采用光學(xué)、聲學(xué)方式中的一種或多種；

步驟S2，測量設(shè)備調(diào)節(jié)測量傳感器的角度，以使得發(fā)射信號(hào)并接收返回的信號(hào)；

步驟S3，解析返回的信號(hào)的參數(shù)，獲取河道斷面的深度數(shù)據(jù)并形成深度序列；

步驟S4，對形成的深度序列進(jìn)行誤差校正；

步驟S5，在校正通過的情況下，根據(jù)校正數(shù)據(jù)繪制一幅河道斷面圖；以及

步驟S6，根據(jù)每幅斷面圖進(jìn)行拼接，形成河道的全地形掃描數(shù)據(jù)；

其中步驟S1進(jìn)一步包括：無人船的信號(hào)收發(fā)模塊將從岸邊的中控系統(tǒng)發(fā)送的啟動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)街醒肟刂颇K，并經(jīng)由中央控制模塊發(fā)出的觸發(fā)指令，啟動(dòng)無人船的驅(qū)動(dòng)模塊、能源模塊、信號(hào)收發(fā)模塊、河道數(shù)據(jù)傳輸模塊、河道數(shù)據(jù)處理模塊、航向控制模塊、存儲(chǔ)模塊，并且啟動(dòng)與船體連接的測量設(shè)備；該測量設(shè)備包括采用光學(xué)和聲學(xué)兩種方式的多個(gè)不同的河道深度測量模塊；

其中步驟S3進(jìn)一步包括：解析由光學(xué)測量模塊和聲學(xué)測量模塊各自的傳感器返回的信號(hào)的參數(shù)，獲取河道斷面的深度數(shù)據(jù)并形成深度序列，其中通過光學(xué)測量模塊形成深度序列為[Dok1，Dok2，……，Dokm-1，Dokm]和/或[Dok1’，Dok2’，……，Dokm-1’，Dokm’]，而通過光學(xué)測量模塊形成深度序列為[Dsk1，Dsk2，……，Dskm-1，Dskm]；其中m針對某個(gè)河道斷面所測量的點(diǎn)的個(gè)數(shù)，k是序列為k的第k個(gè)河道斷面，m和k都是正整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人船的河道全地形掃描方法，其中：

其中光學(xué)測量模塊采用以下方式接收返回的信號(hào)：位于測量設(shè)備的底部的光學(xué)測量模塊的信號(hào)發(fā)射器以一定角度發(fā)射光信號(hào)，并且其在河道底部的測量點(diǎn)上形成的亮點(diǎn)，該亮點(diǎn)由光學(xué)測量模塊的傳感器捕獲并反映在傳感器的光信號(hào)顯示單元上，其中該河道底部的測量點(diǎn)對應(yīng)的深度計(jì)算方式為：Do=Wf*l÷L+D，其中Wf是光學(xué)測量模塊的傳感器沿著信號(hào)發(fā)射器發(fā)射的光信號(hào)的最大視野寬度，l是河道底部的測量點(diǎn)上形成的亮點(diǎn)在光信號(hào)顯示單元上的高度，L是光信號(hào)顯示單元的總寬度，D是測量設(shè)備的吃水深度；通過這種方式形成的深度序列為[Dok1，Dok2，……，Dokm-1，Dokm]；

其中聲學(xué)測量模塊采用以下方式接收返回的信號(hào)：聲學(xué)測量模塊的信號(hào)發(fā)射器以一定角度發(fā)射聲學(xué)信號(hào)，聲學(xué)測量模塊的傳感器接收該信號(hào)在河道底部的測量點(diǎn)的反射信號(hào)，其中該河道底部的測量點(diǎn)對應(yīng)的深度計(jì)算方式為：Ds=V*(tj+1-tj)*cosβ÷2+D，其中V是該聲學(xué)信號(hào)在水中的行進(jìn)速度，tj+1和tj是相鄰的兩個(gè)測量時(shí)刻，β是聲學(xué)測量模塊的傳感器和信號(hào)發(fā)射器在發(fā)射聲學(xué)信號(hào)時(shí)與垂直方向之間的角度，D是測量設(shè)備的吃水深度；通過這種方式形成的深度序列為[Dsk1，Dsk2，……，Dskm-1，Dskm]。