一种用于地质勘查的遥感无人机

本发明涉及地质勘查，具体涉及一种用于地质勘查的遥感无人机。

背景技术：

1、地质勘查的主要目的包括：发现新的矿产资源；评价已知矿产资源的储量和品位；研究地质构造和地质过程；为工程建设、环境保护等提供地质资料。在能源资源地质勘探方面，无人机遥感技术可以实现对不同区域的植被覆盖、土壤含水量等参数的监测，通过比对数据，找出油气等能源资源的赋存地质信息。在基础地质调查方面，无人机遥感技术可以获取高精度航空影像，为地质填图、矿产检查等提供更加详细的信息。

2、现有无人机遥感系统，主要通过无人机搭载相应的遥感传感器进行遥感数据采集，通过无人机按照预设的拍摄角度、飞行高度和飞行速度等参数进行飞行，从而完成遥感数据的采集，并通过相应的传输系统将遥感数据实时传输至终端设备，再利用相应的遥感数据处理软件实现遥感数据的处理、建模和应用分析。

3、由于小型无人机对起飞和降落的条件要求较低，被广泛应用于地质勘查，但小型无人机由于其抗风能力较弱，且受到遥感传感器体积和重量影响，导致无人机遥感系统难以按照预设摄影角度、飞行高度和飞行速度等参数进行实时遥感数据采集，遥感数据采集精度下降。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种用于地质勘查的遥感无人机，用于提升无人机遥感系统摄影角度、飞行高度和飞行速度等参数的自我修正能力，从而提高遥感数据采集精度。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于地质勘查的遥感无人机，包括无人机本体、云台和遥感传感器，云台固定连接于无人机本体底部，遥感传感器固定连接于云台的支臂上，云台底部设置有监测部，无人机本体内设置有无人机控制单元、处理单元和数据采集单元，处理单元与无人机控制单元、云台、监测部和数据采集单元信号连接，数据采集单元与遥感传感器信号连接；

3、无人机控制单元用于接收飞行参数，并控制无人机本体按照飞行参数进行飞行，处理单元用于控制遥感传感器进行遥感数据采集，数据采集单元用于接收遥感传感器采集的遥感数据；

4、处理单元还用于获取飞行参数，基于飞行参数生成在无人机本体飞行过程中监测部所受的预测风向数据和预测风力数据，并整合为预测数据，并在无人机本体飞行过程中实时获取监测部所受的实测风向数据和实测风力数据，并整合为实测数据，基于预测数据和实测数据，对比分析无人机本体所受的干扰数据，基于干扰数据控制云台调节遥感传感器位置。

5、进一步，监测部包括第一芯轴，第一芯轴侧壁设置有若干监测片，监测片受外力在第一芯轴侧壁伸缩，且监测片与第一芯轴之间均设置有第一压力应变片，第一压力应变片均与处理单元信号连接；

6、处理单元用于基于飞行参数预测在自然风的风力和风向小于阈值时，每个第一压力应变片是否生成压力信号以及压力信号预测值；并在无人机本体飞行过程中实时获取每个第一压力应变片是否生成压力信号以及压力信号实测值，基于预测的第一压力应变片是否产生信号和实测的第一压力应变片是否产生信号，以及压力信号预测值和压力信号实测值对比分析无人机本体所受的干扰数据。

7、进一步，监测片绕第一芯轴线周向均布于第一芯轴侧壁，且监测片至少呈两层分布于第一芯轴侧壁。

8、进一步，处理单元用于对比实测产生信号的第一压力应变片位置与预测产生信号的第一压力应变片位置，分析非预测产生信号的第一压力应变片位置，生成第一干扰源；并对比各第一压力应变片产生的压力信号实测值与各第一压力应变片产生的压力信号预测值，分析各第一压力应变片产生压力信号的差异量，生成第二干扰源；将第一干扰源和第二干扰源整合为干扰数据。

9、进一步，处理单元用于监测干扰数据，并在干扰数据产生时控制云台启动运行，同时基于干扰数据和预测数据生成矫正数据，矫正数据包括各第一压力应变片是否产生压力信号以及各第一压力应变片产生的压力信号值，处理单元用于检测到矫正数据时控制云台暂停运行。

10、进一步，处理单元还用于基于飞行参数获取监测部受到制造风的风向和风速，生成监测部所受的预测风向数据和预测风力数据，制造风包括无人机本体按飞行参数飞行产生的风和无人机旋翼运行产生的风。

11、进一步，无人机本体底部设置有验证部，验证部包括第二芯轴，第二芯轴侧壁设置有若干验证片，验证片受外力在第二芯轴侧壁伸缩，且验证片与第二芯轴之间均设置有第二压力应变片，第二压力应变片均与处理单元信号连接；

12、处理单元用于在无人机本体飞行过程中获取各产生压力信号的第二压力应变片位置以及各第二压力应变片产生的压力信号值生成验证数据，并基于验证数据对干扰数据进行修正。

13、进一步，无人机本体内还设置有无线传输模块，无线传输模块与数据采集单元信号连接，无线传输模块用于将数据采集单元接收的遥感数据传输至终端设备。

14、采用上述方案有以下有益效果：

15、1、本发明，基于地质勘察时无人机的飞行参数(线路、高度和角度)，对无人机受到的风向和风力进行预测，从而获得预测数据，该预测数据为理想状态(外界风力干扰较小)无人机受到的风向和风力影响，与飞行参数适配；而实测数据则是无人机实际飞行进行遥感数据采集过程中实时产生的。

16、通过对比实测数据与预测数据，即能够获取到无人机所受到的侧风干扰情况，基于侧风干扰情况对遥感传感器的位置进行调节，使其保持预设线路、高度和角度进行遥感数据采集。相较于现有技术，能够有效的减少侧风干扰时遥感传感器采集的遥感数据精度下降的问题，同时对无人机的飞行姿态进行矫正，提高无人机飞行的稳定性以及遥感数据采集的质量。

17、2、本发明，通过第一压力应变片是否受到压力以及受到压力的大小将无人机受到的风力和风向量化。基于预测的产生压力的第一压力应变片位置和产生的压力信号值，与实测的产生压力的第一压力应变片位置和产生的压力大小对比，将无人机飞行过程中受到的侧风干扰情况量化。通过云台对遥感传感器的位置进行调节，调节的依据为：调节后产生压力的第一压力应变片位置和压力信号值为预测数据与干扰数据的叠加。相较于现有技术，能够更加准确便捷的对遥感传感器位置进行调节，使其维持在预设的飞行线路、高度和角度附近，使得遥感数据能够被连续准确的采集。

18、3、本发明，通过外部设置验证部，验证部与监测部的结构类似，用于单独对侧风干扰进行采集，以获取更加准确的干扰数据，将精确的干扰数据作为处理单元控制云台启动运行的判断依据，并将精确的干扰数据作为处理单元控制云台运行量的依据，进一步增加了无人机进行遥感数据采集时线路、高度和角度的准确性，使实际线路、高度和角度更加贴近预设值，提升遥感数据有效性。

19、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种用于地质勘查的遥感无人机，其特征在于，包括无人机本体、云台和遥感传感器，云台固定连接于无人机本体底部，遥感传感器固定连接于云台的支臂上，云台底部设置有监测部，无人机本体内设置有无人机控制单元、处理单元和数据采集单元，处理单元与无人机控制单元、云台、监测部和数据采集单元信号连接，数据采集单元与遥感传感器信号连接；

2.根据权利要求1所述的用于地质勘查的遥感无人机，其特征在于，监测部包括第一芯轴，第一芯轴侧壁设置有若干监测片，监测片受外力在第一芯轴侧壁伸缩，且监测片与第一芯轴之间均设置有第一压力应变片，第一压力应变片均与处理单元信号连接；

3.根据权利要求2所述的用于地质勘查的遥感无人机，其特征在于，监测片绕第一芯轴线周向均布于第一芯轴侧壁，且监测片至少呈两层分布于第一芯轴侧壁。

4.根据权利要求2所述的用于地质勘查的遥感无人机，其特征在于，处理单元用于对比实测产生信号的第一压力应变片位置与预测产生信号的第一压力应变片位置，分析非预测产生信号的第一压力应变片位置，生成第一干扰源；并对比各第一压力应变片产生的压力信号实测值与各第一压力应变片产生的压力信号预测值，分析各第一压力应变片产生压力信号的差异量，生成第二干扰源；将第一干扰源和第二干扰源整合为干扰数据。

5.根据权利要求4所述的用于地质勘查的遥感无人机，其特征在于，处理单元用于监测干扰数据，并在干扰数据产生时控制云台启动运行，同时基于干扰数据和预测数据生成矫正数据，矫正数据包括各第一压力应变片是否产生压力信号以及各第一压力应变片产生的压力信号值，处理单元用于检测到矫正数据时控制云台暂停运行。

6.根据权利要求1所述的用于地质勘查的遥感无人机，其特征在于，处理单元还用于基于飞行参数获取监测部受到制造风的风向和风速，生成监测部所受的预测风向数据和预测风力数据，制造风包括无人机本体按飞行参数飞行产生的风和无人机旋翼运行产生的风。

7.根据权利要求1所述的用于地质勘查的遥感无人机，其特征在于，无人机本体底部设置有验证部，验证部包括第二芯轴，第二芯轴侧壁设置有若干验证片，验证片受外力在第二芯轴侧壁伸缩，且验证片与第二芯轴之间均设置有第二压力应变片，第二压力应变片均与处理单元信号连接；

8.根据权利要求1所述的用于地质勘查的遥感无人机，其特征在于，无人机本体内还设置有无线传输模块，无线传输模块与数据采集单元信号连接，无线传输模块用于将数据采集单元接收的遥感数据传输至终端设备。

技术总结本发明涉及地质勘查技术领域，具体涉及一种用于地质勘查的遥感无人机，包括无人机本体、云台和遥感传感器，云台固定连接于无人机本体底部，遥感传感器固定连接于云台的支臂上，云台底部设置有监测部，无人机本体内设置有无人机控制单元、处理单元和数据采集单元，处理单元与无人机控制单元、云台、监测部和数据采集单元信号连接，数据采集单元与遥感传感器信号连接。本发明，能够有效的减少侧风干扰时遥感传感器采集的遥感数据精度下降的问题，同时对无人机的飞行姿态进行矫正，提高无人机飞行的稳定性以及遥感数据采集的质量。技术研发人员：周小虎,尤继元,许帅帅受保护的技术使用者：西北大学技术研发日：技术公布日：2024/6/30