一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统及平台

摘要

本发明公开了一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统及平台，包括底板和防护机构；底板：其上表面中部设有安装筒和电动推杆，电动推杆位于安装筒的中心处，电动推杆的伸缩端上端设有安装平台，安装平台的上表面中部设有激光雷达模块，电动推杆的输入端与底板上表面的控制开关组输出端电连接，控制开关组的输入端与外部无人船内部的电源电连接；防护机构：均匀设置于安装筒的外侧面；其中：所述底板的四角均匀设置有固定孔，该应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统及平台，无人船能够对外部环境的障碍物进行识别并躲避障碍物，保证无人船的安全行驶，内部结构防护效果更好，使用更加安全。

说明书

技术领域

本发明涉及跨河测量技术领域，具体为一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统及平台。

背景技术

跨河测量是指为跨越超过一般水准测量视线长度的障碍物(江河、湖泊、沟谷等)而采用特殊方法(倾斜螺旋法、经纬仪倾角法、光学测微法、测距三角高程法、GPS测量法等)进行的水准测量，随着科技的发展，无人化和机械化的逐渐普及，无人船广泛应用于跨河测量领域，无人船是一种可以无需遥控，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人，但是现有的无人船在使用时，大多自动化程度较低，无法及时对水域中的障碍物进行躲避，很容易造成无人船的损坏，使用不够安全，为此，我们提出了一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统及平台。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统及平台，无人船能够对外部环境的障碍物进行识别并躲避障碍物，保证无人船的安全行驶，内部结构防护效果更好，使用更加安全，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统，包括底板和防护机构；

底板：其上表面中部设有安装筒和电动推杆，电动推杆位于安装筒的中心处，电动推杆的伸缩端上端设有安装平台，安装平台的上表面中部设有激光雷达模块，电动推杆的输入端与底板上表面的控制开关组输出端电连接，控制开关组的输入端与外部无人船内部的电源电连接；

防护机构：均匀设置于安装筒的外侧面；

其中：所述底板的四角均匀设置有固定孔，无人船能够对外部环境的障碍物进行识别并躲避障碍物，保证无人船的安全行驶，内部结构防护效果更好，使用更加安全。

进一步的，所述防护机构包括防护外壳、第一连杆、第二连杆和安装槽，所述安装槽均匀设置于安装筒的外侧面，安装槽的内部分别通过销轴转动连接有第一连杆和第二连杆，第一连杆的上端均通过销轴转动连接有防护外壳，第二连杆的上端通过销轴与竖向对应的防护外壳底端豁口转动连接，对内部结构起到防护作用。

进一步的，所述安装槽的上端为通口型槽口，安装槽下端为封闭型槽口，避免安装筒的内部进水。

进一步的，所述防护外壳的外弧面均对称设置有防护条，防护条为PVC材质的防护条，防护效果更好。

进一步的，所述安装平台的下表面通过均匀设置的滑条滑动连接有连接座，连接座为均匀分布，第一连杆的下端均为倾斜设置，第一连杆的下端分别与同侧对应的连接座底端开口转动连接，为第一连杆提供驱动力。

进一步的，所述安装平台下表面中心处的凸台外侧面均匀设有导轨和弹簧，弹簧活动套设于导轨外侧，连接座的中部均设有与导轨滑动连接的导向孔，弹簧的外侧端头与同侧对应的连接座固定连接，辅助连接座移动。

进一步的，所述底板的上表面均匀设置有导向套，导向套均位于安装筒的内部，导向套的内部均滑动连接有导向杆，导向杆的上端均与安装平台的下表面固定连接，对安装平台的升降起到导向作用。

进一步的，所述激光雷达模块的内部分别设有激光发射器、信号接收器、单片机和WIFI发射器，激光发射器的输入端电连接单片机的输出端，激光发射器与信号接收器位置对应，信号接收器的输出端电连接单片机的输入端，单片机的输出端电连接WIFI发射器的输入端，单片机的输入端电连接外部无人船内部的电源，保证无人船的安全行驶。

一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量平台，包括上述所述的一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统，还包括通信模块和显示模块，所述通信模块与激光雷达模块连接，所述通信模块与显示模块连接，激光雷达模块将测量数据上传，通过显示模块显示出来。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统及平台，具有以下好处：

1、将控制开关组与无人船的电源连通，控制开关组控制电动推杆工作，电动推杆的伸缩端伸出将安装平台向上顶起，同时导向杆沿导向套滑动对安装平台起到滑动导向作用，安装平台在上升的同时通过导轨带动连接座向上移动，进而使第一连杆的下端向上转动，同时在连接座沿滑条向外滑动，第一连杆的上端向外转动，从而带动四个防护外壳向外侧打开，第一连杆与第二连杆平行且同步转动，能够保持防护外壳始终为竖直状态，直至安装平台上端的激光雷达模块完全位于防护外壳的上端，此时激光雷达模块工作对外部环境进行检测，使用后，控制开关组控制电动推杆工作，带动安装平台复位，同时通过第一连杆和第二连杆带动防护外壳复位，四个防护外壳对安装筒的上端进行封闭，从而对内部的激光雷达模块起到防护作用。

2、将无人船放置于河水中并通过终端控制无人船进行工作测量，同时激光雷达模块内部的单片机控制激光发射器向外发出激光信号，当激光信号的范围内部出现障碍物时，激光信号与外界物体接触后形成反射，信号接收器接收反射信号并将信号反馈至单片机，单片机对接收的信号进行处理，从而根据反射信号对外部环境进行检测并判断出障碍物的形状位置信息，然后WIFI发射器将处理后的信息反馈至终端，终端根据无人船外部的环境自动对障碍物进行识别并躲避障碍物，保证无人船的安全行驶。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明安装筒的内部结构示意图；

图3为本发明内部剖视结构示意图；

图4为本发明激光雷达模块的内部结构示意图。

图中：1底板、2防护机构、21防护外壳、22第一连杆、23第二连杆、24安装槽、3安装筒、4电动推杆、5安装平台、6激光雷达模块、61激光发射器、62信号接收器、63单片机、64WIFI发射器、7导向套、8导向杆、9滑条、10导轨、11弹簧、12连接座、13防护条、14控制开关组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：

本发明一方面：一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统及平台，包括底板1和防护机构2；

底板1：其上表面中部设有安装筒3和电动推杆4，为内部结构起到防护作用，电动推杆4位于安装筒3的中心处，电动推杆4的伸缩端上端设有安装平台5，安装平台5的上表面中部设有激光雷达模块6，方便激光雷达模块6的自动升降，电动推杆4的输入端与底板1上表面的控制开关组14输出端电连接，控制开关组14的输入端与外部无人船内部的电源电连接，保证各结构电路的正常运转；

防护机构2：均匀设置于安装筒3的外侧面，防护机构2包括防护外壳21、第一连杆22、第二连杆23和安装槽24，安装槽24均匀设置于安装筒3的外侧面，安装槽24的内部分别通过销轴转动连接有第一连杆22和第二连杆23，第一连杆22的上端均通过销轴转动连接有防护外壳21，第二连杆23的上端通过销轴与竖向对应的防护外壳21底端豁口转动连接，安装槽24的上端为通口型槽口，安装槽24下端为封闭型槽口，避免安装筒3的内部进水，防护外壳21的外弧面均对称设置有防护条13，防护条13为PVC材质的防护条，防护缓冲效果更好，安装平台5的下表面通过均匀设置的滑条9滑动连接有连接座12，连接座12为均匀分布，第一连杆22的下端均为倾斜设置，第一连杆22的下端分别与同侧对应的连接座12底端开口转动连接，安装平台5下表面中心处的凸台外侧面均匀设有导轨10和弹簧11，弹簧11活动套设于导轨10外侧，连接座12的中部均设有与导轨10滑动连接的导向孔，弹簧11的外侧端头与同侧对应的连接座12固定连接，底板1的上表面均匀设置有导向套7，导向套7均位于安装筒3的内部，导向套7的内部均滑动连接有导向杆8，导向杆8的上端均与安装平台5的下表面固定连接，控制开关组14控制电动推杆4工作，电动推杆4的伸缩端伸出将安装平台5向上顶起，同时导向杆8沿导向套7滑动对安装平台5起到滑动导向作用，安装平台5在上升的同时通过导轨10带动连接座12向上移动，进而使第一连杆22的下端向上转动，同时在连接座12沿滑条9向外滑动，第一连杆22的上端向外转动，从而带动四个防护外壳21向外侧打开，第一连杆22与第二连杆23平行且同步转动，能够保持防护外壳21始终为竖直状态，直至安装平台5上端的激光雷达模块6完全位于防护外壳21的上端，此时激光雷达模块6工作对外部环境进行检测，使用后，控制开关组14控制电动推杆4工作，带动安装平台5复位，同时通过第一连杆22和第二连杆23带动防护外壳21复位，四个防护外壳21对安装筒3的上端进行封闭，从而对内部的激光雷达模块6起到防护作用；

其中：底板1的四角均匀设置有固定孔，方便底板1的安装固定。

其中：激光雷达模块6的内部分别设有激光发射器61、信号接收器62、单片机63和WIFI发射器64，激光发射器61的输入端电连接单片机63的输出端，激光发射器61与信号接收器62位置对应，信号接收器62的输出端电连接单片机63的输入端，单片机63的输出端电连接WIFI发射器64的输入端，单片机63的输入端电连接外部无人船内部的电源，将无人船放置于河水中并通过终端控制无人船进行工作测量，同时激光雷达模块6内部的单片机63控制激光发射器61向外发出激光信号，当激光信号的范围内部出现障碍物时，激光信号与外界物体接触后形成反射，信号接收器62接收反射信号并将信号反馈至单片机63，单片机63对接收的信号进行处理，从而根据反射信号对外部环境进行检测并判断出障碍物的形状位置信息，然后WIFI发射器64将处理后的信息反馈至终端，终端根据无人船外部的环境自动对障碍物进行识别并躲避障碍物，保证无人船的安全行驶。

在使用时：通过底板1四角的固定孔将底板1固定至无人船的上端，使用时，将控制开关组14与无人船的电源连通，控制开关组14控制电动推杆4工作，电动推杆4的伸缩端伸出将安装平台5向上顶起，同时导向杆8沿导向套7滑动对安装平台5起到滑动导向作用，安装平台5在上升的同时通过导轨10带动连接座12向上移动，进而使第一连杆22的下端向上转动，同时在连接座12沿滑条9向外滑动，第一连杆22的上端向外转动，从而带动四个防护外壳21向外侧打开，第一连杆22与第二连杆23平行且同步转动，能够保持防护外壳21始终为竖直状态，直至安装平台5上端的激光雷达模块6完全位于防护外壳21的上端，此时将无人船放置于河水中并通过终端控制无人船进行工作测量，同时激光雷达模块6内部的单片机63控制激光发射器61向外发出激光信号，当激光信号的范围内部出现障碍物时，激光信号与外界物体接触后形成反射，信号接收器62接收反射信号并将信号反馈至单片机63，单片机63对接收的信号进行处理，从而根据反射信号对外部环境进行检测并判断出障碍物的形状位置信息，然后WIFI发射器64将处理后的信息反馈至终端，终端根据无人船外部的环境自动对障碍物进行识别并躲避障碍物，保证无人船的安全行驶，使用后，控制开关组14控制电动推杆4工作，带动安装平台5复位，同时通过第一连杆22和第二连杆23带动防护外壳21复位，四个防护外壳21对安装筒3的上端进行封闭，从而对内部的结构起到防护作用。

本发明另一方面：一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量平台，包括上述所述的一种应用于跨河测量的无人船辅助激光雷达测量系统，还包括通信模块和显示模块，所述通信模块与激光雷达模块6连接，所述通信模块与显示模块连接，激光雷达模块6将测量数据上传，通过显示模块显示出来。

值得注意的是，本实施例中所公开的电动推杆4可根据实际应用场景自由配置，电动推杆4建议选用型号为LAM5的电动推杆，激光雷达模块6内部的激光发射器61和信号接收器62建议选用RS-LiDAR-M1内部的激光发射器61和信号接收器62，单片机63建议选用AT90系列的单片机，WIFI发射器64建议选用型号为F-N300U的WIFI发射器，单片机63控制激光发射器61、信号接收器62和WIFI发射器64工作均采用现有技术中常用的方法，控制开关组14上设有与电动推杆4对应用于控制其工作的按钮。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。