本發(fā)明涉及船舶工程，特別涉及一種應(yīng)用于河流、湖泊、海洋等水域進行加密測量的小型無人船。

背景技術(shù)：

在深海水域，大型測量船進行加密測量時，需要耗費巨大的人力、物力、時間和成本。而且大船的機動靈活性特別差，不利于水深加密測量；另外一方面大船的油耗特別大，船舶廢氣排量比較大，不利于環(huán)境的保護。

在淺海水域，由于大型測量船的吃水大，無法進行淺海的水域加密測量；如果利用小型測量船進行加密測量，由于小型測量船的體積有限，所能承載的儀器設(shè)備和測量人員是有限的，另外小型測量船只能在海水漲潮的時候作業(yè)，而且淺海水域的水域環(huán)境非常復(fù)雜，這對測量工作帶來很大的困難，同時也會對測量人員的人身安全造成威脅。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于加密測量的小型無人船。本發(fā)明測量船能夠最大限度的靈活安裝各種測量設(shè)備，可以在河流，湖泊，海洋等水域，完成各種水域的加密測量。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種用于加密測量的小型無人船，包括主船體，設(shè)置在所述主船體上的船艙蓋，和對稱設(shè)置在所述主船體兩側(cè)的側(cè)體；所述主船體內(nèi)設(shè)置有動力裝置、控制裝置、無線電通訊裝置、供電裝置、和測量/導(dǎo)航裝置；所述供電裝置包括設(shè)置在主船體內(nèi)的直流電源；所述動力裝置包括設(shè)置在主船體后端、與所述直流電源相連接的兩個直流電機，和設(shè)置在主船體尾部、分別與兩個所述直流電機相連接的兩個螺旋槳，兩個所述螺旋槳上均設(shè)置有方向舵；所述控制裝置包括與所述直流電源相連接的中央控制器，和與所述中央控制器相連接的控制器電臺通訊設(shè)備；所述無線電通訊裝置包括與所述控制器電臺通訊設(shè)備相連接的船載電臺通訊設(shè)備，所述船載電臺通訊設(shè)備上設(shè)置有電臺通訊天線；所述測量/導(dǎo)航裝置包括設(shè)置在所述主船體內(nèi)的測深儀，設(shè)置在所述主船體底部外、通過數(shù)據(jù)線與所述測深儀相連接的測深換能器，設(shè)置在所述主船體前端的避障攝像頭，設(shè)置在所述主船體內(nèi)的三維電子羅盤，和設(shè)置在所述船艙蓋上的gps接收機，所述gps接收機上設(shè)置有g(shù)ps天線；所述測深儀、所述避障攝像頭、所述三維電子羅盤和所述gps接收機均與所述中央控制器相連接。

所述主船體內(nèi)還設(shè)置有與所述中央控制器相連接的存儲器。

所述船艙蓋上還設(shè)置有與所述gps接收機相連接的輔助gps裝置。

所述船艙蓋為密封船艙蓋，所述主船體通過所述密封船艙蓋實現(xiàn)船艙空間密封。

所述中央控制器為控制gps接收機、三維電子羅盤、避障攝像頭、船載電臺通訊設(shè)備、測深儀、直流電機的單片機。

所述船載電臺通訊設(shè)備通過所述電臺通訊天線連接至船載電臺通訊設(shè)備，所述船載電臺通訊設(shè)備連接至地面控制設(shè)備；所述地面控制設(shè)備通過船載電臺通訊設(shè)備和控制器電臺通訊設(shè)備與所述中央控制器進行數(shù)據(jù)傳輸。

所述直流電源采用充電式大容量蓄電池。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明中，地面控制設(shè)備通過地面電臺通訊裝置和船載電臺通訊設(shè)備與中央控制器進行數(shù)據(jù)傳輸；各裝置安裝在船體中央的位置；密封船艙蓋很好的保證了本發(fā)明無人測量船的防水性，為供電系統(tǒng)提供良好的防水系統(tǒng)；輕質(zhì)特質(zhì)材料的主船體抗壓強度大，能夠很好的保護主船體內(nèi)的測量設(shè)備。本發(fā)明用于加密測量的小型無人船體積小，重量輕，采用電力驅(qū)動，沒有任何污染氣體的排放，相比其他類型的測量船操作性更強，靈活性更高、無污染，并可以在諸多水域環(huán)境下，尤其在一些狹窄的水域環(huán)境下，很好地進行的加密測量，而且操作簡便。

附圖說明

圖1：本發(fā)明用于加密測量的小型無人船結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明用于加密測量的小型無人船的各裝置之間的連接示意圖；

圖3：本發(fā)明用于加密測量的小型無人船的數(shù)據(jù)傳輸路徑示意圖。

附圖標(biāo)注：1、主船體；2、gps接收機；3、輔助gps裝置；4、船艙蓋；5、電臺通訊天線；6：避障攝像頭；7、測深換能器；8、存儲器；9、三維電子羅盤；10、測深儀；11、方向舵；12、螺旋槳；13、直流電機；14、直流電源；15、中央控制器；16、側(cè)體；17、船載電臺通訊設(shè)備；18、控制器電臺通訊設(shè)備；19、地面控制設(shè)備；20、地面電臺通訊設(shè)備；21、gps天線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

如附圖1和圖2所示，一種用于加密測量的小型無人船，包括主船體1，設(shè)置在所述主船體1上的船艙蓋4，和對稱設(shè)置在所述主船體1兩側(cè)的側(cè)體16。所述主船體1內(nèi)設(shè)置有動力裝置、控制裝置、無線電通訊裝置、供電裝置、和測量/導(dǎo)航裝置。

所述供電裝置包括設(shè)置在主船體1內(nèi)的直流電源14，與本發(fā)明無人測量船的各個用電裝置相連接，同時為下述直流電機13提供電力。所述直流電源14采用充電式大容量蓄電池。

所述動力裝置包括設(shè)置在主船體1后端、與所述直流電源14相連接的兩個直流電機13，和設(shè)置在主船體1尾部、分別與兩個所述直流電機13相連接的兩個螺旋槳12，兩個所述螺旋槳12上均設(shè)置有方向舵11；所述螺旋槳12依次通過傳動軸和聯(lián)動軸連接至所述直流電機13。

所述控制裝置包括與所述直流電源14相連接的中央控制器15，和與所述中央控制器15相連接的控制器電臺通訊設(shè)備18。所述中央控制器15為控制gps接收機2、三維電子羅盤9、避障攝像頭6、船載電臺通訊設(shè)備17、測深儀10、直流電機13的單片機，所述中央控制器15內(nèi)安裝了測量程序，定位程序，導(dǎo)航程序、避障程序、動力程序、速度控制程序。

所述無線電通訊裝置包括與所述控制器電臺通訊設(shè)備18相連接的船載電臺通訊設(shè)備17，所述船載電臺通訊設(shè)備17上設(shè)置有電臺通訊天線5；所述船載電臺通訊設(shè)備17通過所述電臺通訊天線5連接至地面電臺通訊設(shè)備20，所述地面電臺通訊設(shè)備20連接至地面控制設(shè)備19。

所述測量/導(dǎo)航裝置包括設(shè)置在所述主船體1內(nèi)的測深儀10，設(shè)置在所述主船體1底部外、通過數(shù)據(jù)線與所述測深儀10相連接的測深換能器7，設(shè)置在所述主船體1前端的避障攝像頭6，設(shè)置在所述主船體1內(nèi)的三維電子羅盤9，以及設(shè)置在所述船艙蓋4上的gps接收機2和與gps接收機2相連接的輔助gps裝置3，所述gps接收機2上設(shè)置有g(shù)ps天線21；所述測深儀10、所述避障攝像頭6、所述三維電子羅盤9和所述gps接收機2均與所述中央控制器15相連接。

本發(fā)明中，所述主船體1內(nèi)還設(shè)置有與所述中央控制器15相連接的存儲器8。

本發(fā)明中，所述主船體1為中空的結(jié)構(gòu)，并將中空的結(jié)構(gòu)依據(jù)不同的設(shè)備安裝不同的設(shè)備艙，各設(shè)備艙之間都是密封的空間，既有利于各個設(shè)備的管理，又有利于設(shè)備的保護。所述的主船體1的密封空間由密封船艙蓋4實現(xiàn)，既有利于操作人員對主船體1內(nèi)各個設(shè)備的安裝、更新、維護，又有利于防止外部的水進入主船體1內(nèi)。所述主船體1采用輕質(zhì)特質(zhì)材料制成，質(zhì)量輕便于運輸；這些材料強度大，可以更好的保護主船體1內(nèi)搭載的各種設(shè)備；防水性好可以充分的保障設(shè)備的安全。

本發(fā)明中，所述中央控制器15、直流電機13、螺旋槳12、方向舵11、測深儀10、三維電子羅盤9、存儲器8、船載電臺通訊設(shè)備17等操作裝置都與所述直流電源14連接成回路。所述直流電源14、直流電機13、螺旋槳12和方向舵11、通過gps接收機2實現(xiàn)對無人測量船的自主導(dǎo)航；地面控制設(shè)備19通過船載電臺通訊設(shè)備17和控制器電臺通訊設(shè)備18與中央控制器15進行數(shù)據(jù)傳輸，所述中央控制器15通過船載電臺通訊設(shè)備17接受地面電臺通訊設(shè)備20發(fā)出的指令，進而對其他裝置進行控制；所述輔助gps裝置3用于輔助gps接收機2進行pos定位；所述gps接收機2利用rtk模式對無人船進行定位，精度可以達到厘米級；所述三維電子羅盤9可以實時測量出無人測量船的三個姿態(tài)參數(shù)。

本發(fā)明無人測量船的通訊流程是：操作人員通過地面控制設(shè)備19和地面電臺通訊設(shè)備20發(fā)送出航行指令和加密測量任務(wù)；主船體1上的船載電臺通訊設(shè)備17接收到地面發(fā)出的指令，再傳輸給控制器電臺通訊設(shè)備18，控制器電臺通訊設(shè)備18再把指令傳輸給中央控制器15；中央控制器15接收到操作人員的指令后再通過控制器電臺通訊設(shè)備18和船載電臺通訊設(shè)備17把此時無人船的位置狀態(tài)傳輸給地面控制設(shè)備19(如圖3所示)。同時無人測量船通過gps接收機2的定位到達測量任務(wù)指定的位置，并按照地面控制設(shè)備19發(fā)出的指令，通過測量設(shè)備進行加密測量。無人測量船按照操作人員的指令，在設(shè)置好的測線路徑上進行自動的加密測量，同時測量人員可以通過主船體1上的避障攝像頭6觀察無人測量船前方的障礙物與主體船來之間的距離，可以通過中央控制器15中的避障程序迅速的避開障礙物，并以最短的路徑長度返回到預(yù)定的測線上。

本發(fā)明無人測量船的測量流程是：操作人員通過地面控制設(shè)備19和地面電臺通訊設(shè)備20發(fā)出加密測量的指令，位于主船體1上的中央控制器15接收到加密測量指令時，中央控制器15的導(dǎo)航程序和加密測量程序控制無人測量船到達指定的位置，按照預(yù)先設(shè)置好的測線路徑，測深儀10和測深換能器7進行水下水深測量，三維電子羅盤9也會實時地測量無人測量船的俯仰，橫滾，偏轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)。并把測量數(shù)據(jù)記錄在主船體1上的存儲器8內(nèi)。其中，所述三維電子羅盤9是一種能夠測量船體的姿態(tài)和運動信息的測量設(shè)備。三維電子羅盤9由三維磁阻傳感器、雙軸傾角傳感器和mcu構(gòu)成。三維磁阻傳感器用來測量地球磁場，傾角傳感器是在磁力儀非水平狀態(tài)時進行補償；mcu處理磁力儀和傾角傳感器的信號以及數(shù)據(jù)輸出和軟鐵、硬鐵補償。三維電子羅盤9所測量的無人測量船的三個姿態(tài)數(shù)據(jù)用于后期測深數(shù)據(jù)的姿態(tài)改正。另外三維電子羅盤9通過三維磁阻傳感器、雙軸傾角傳感器實時解算出無人測量船的航向角、俯仰角、橫滾角，實時解算出無人測量船的三維速度，并結(jié)合gps接收機2所測量的三維坐標(biāo)，中央控制器15通過導(dǎo)航程序?qū)χ鞔w1的航向姿態(tài)進行實時改正，達到按照設(shè)計好的測線路經(jīng)進行自主的加密測量。