一种基于无人机平台的潮间带表层沉积物取样方法技术

本发明专利技术公开一种基于无人机平台的潮间带表层沉积物取样方法，包括，低潮时，按预设航点自动或人工操作将无人机移动至潮间带表层沉积物的取样位置上空合适高度。无人机平台搭载绞盘、释放器及表层取样器。操作过程：释放取样器，在重力作用下，取样器插入海底获取规定质量样品；无人机垂直上升，利用其升力将样品带离潮间带地面；开动绞盘将取样器回收至无人机底部；完成后，无人机自动或人工操作返回初始位置，调查人员进行后续取样测试封存工作。检查无人机状态，开展下一轮次取样工作。开展下一轮次取样工作。开展下一轮次取样工作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机平台的潮间带表层沉积物取样方法


[0001]本专利技术涉及水陆交互带表层沉积物取样
，特别涉及一种基于无人机平台的潮间带表层沉积物取样方法。

技术介绍

[0002]海底表层沉积物取样是进行海洋调查研究的主要手段之一。一般而言，依据取样器形状的不同，海底表层沉积物取样分为蚌式取样和箱式取样两类。海底表层沉积物取样的实施主要依托船基，在船侧架设人工或者电动绞车，用钢缆连接取样器，取样器下放至离海底5
‑
10m之间的范围内松开绞车释放取样器，在重力作用下取样器插入海底并合拢，调查队员利用绞车回收取样器，并将取样器内样品取出封存标注，开展下一步科研工作。
[0003]潮间带属于海底表层沉积物取样的特殊区域之一。潮间带是指沿海地区平均最高潮位和最低潮位间的区域。简单来说，就是在潮汐作用下可被海水(湖水)周期性淹没的海床。一直以来，潮间带沉积物取样对于海洋工作者而言就是一个难题，尤其是以泥质沉积物为主的潮间带区域。低潮时，潮间带由于其松软的底质，容易塌陷，调查队员基本无法在行走；高潮时，由于该区域水深较浅，容易造成船只搁浅，且由于高潮时间有限，调查船作业时间受限，造成取样效率低下。由此可见，无论采用人力直接取样或者依托船基进行该区域的取样工作，都存在安全隐患和效率低下的问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术中所存在的问题，本专利技术提供一种基于无人机平台的潮间带表层沉积物取样方法，本专利技术方法主要利用大升力无人机平台搭载相关设备开展海洋或者湖泊附近的潮间带表层沉积物取样工作，能够提升取样工作的效率及安全性。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于无人机平台的潮间带表层沉积物取样方法，包括：
[0006]将无人机移动至潮间带表层沉积物的取样位置上空合适高度，其中上空合适高度预先设置；
[0007]无人机平台搭载有释放器、绞盘及表层取样器；
[0008]释放取样器，利用重力作用将取样器插入海底获取样品；
[0009]通过无人机的升力将样品带离潮间带地面，并通过绞盘将取样器进行回收；
[0010]回收完成后，将无人机移动至初始位置，将所述样品处置后，将无人机移动至下一取样位置，开展潮间带表层沉积物下一轮次取样。
[0011]可选的，所述无人机底部上搭载有释放器，所述绞盘上设置有钢缆，所述取样器设置于钢缆末端，通过释放器控制绞盘对钢缆进行释放及回收以带动取样器的释放及回收。
[0012]可选的，所述无人机的移动采用人工控制或自动控制。
[0013]可选的，所述无人机自动控制方式中，将所述取样位置作为最终位置，将所述无人机所在位置作为起始位置，并标注避障网格，根据起始位置、最终位置及避障网格，通过优
化算法规划路径，通过规划的路径对所述无人机进行自动控制。
[0014]可选的，在释放取样器之前，包括采集取样位置图像，并对取样位置的图像进行判断，若判断结果为露出表层沉积物，则人工操作释放取样器；若图像显示为取样位置被海水覆盖，则人工控制以进行等待、重新移动或返回。
[0015]可选的，通过无人机传回的取样位置图像进行判断。
[0016]可选的，所述无人机的高度为5
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10m。
[0017]可选的，在释放取样器之前，还包括，无人机通过定点悬停功能进行悬停，悬停时间取决于取样所需时间和无人机电池电量。
[0018]本专利技术具有如下技术效果：
[0019]现有技术中，均使用采用人力的取样方式或者依托船基的取样方式，未采用基于空基的相关取样技术。本专利技术通过基于空基的潮间带表层沉积物取样工作，通过无人机替换现有技术中的人力或船基的取样平台，通过对无人机搭载不同的设备，并通过无人机及设备的执行流程的适应化设置，能够有效对海洋或者湖泊沿岸潮间带表层沉积物进行有效取样，提升取样工作的安全性和有效性，提升其取样效率，具有较好的应用前景。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的方法流程示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]为了解决在现有技术中存在的问题，本专利技术提供了如下方案：
[0024]本专利技术公开一种基于无人机平台的潮间带表层沉积物取样方法，包括，低潮时，按预设航点自动或人工操作将无人机移动至潮间带表层沉积物的取样位置上空合适高度。无人机平台搭载绞盘、释放器及表层取样器。操作过程：释放取样器，在重力作用下，取样器插入海底获取规定质量样品；无人机垂直上升，利用其升力将样品带离潮间带地面；开动绞盘将取样器回收至无人机底部；完成后，无人机自动或人工操作返回初始位置，调查人员进行后续取样测试封存工作。检查无人机状态，开展下一轮次取样工作。
[0025]如图1所述，本专利技术提供了一种基于无人机平台的潮间带表层沉积物取样方法，
[0026]主要通过无人机平台搭载相关仪器设备对潮间带表层沉积物进行取样。将无人机平台移动至潮间带表层沉积物的取样位置，并调整无人机的高度，其中无人机上设置有绞盘及取样器；通过释放取样器，通过重力作用将取样器插入海底获取样品；通过无人机的升力将样品带离表层，并通过绞盘将取样器进行回收；回收完成后，将无人机移动至初始位
置，将所述样品进行放置后，将无人机移动至下一取样位置，并进行重复取样及回收工作，以实现潮间带表层沉积物取样。
[0027]本专利技术主要依托空基(无人机)进行潮间带表层沉积物取样；本专利技术所使用的基于无人机的采样装置主要包括，无人机、定位设备、释放器、绞盘、钢缆及取样器，其中无人机采用大升力旋翼机，无人机上设置有定位设备，其定位设备已是无人机标准配置，此处不在赘述，无人机底部搭载有释放器及绞盘，绞盘上缠绕有钢缆，钢缆末端连接有取样器，其中取样器可选择蚌式取样器或箱式取样器。释放器+绞盘+连接钢缆+取样器在民用和军用直升机上也已实现，但无人机尚未有此配置，本专利技术将该设备设置于大升力无人机中，用于空基的潮间带表层沉积物取样。
[0028]通过上述装置对潮间带表层沉积物进行取样，取样过程中，无人机具有定点悬停功能，悬停时间取决于取样所需时间和无人机电池电量。在低潮时，潮间带海水退去，出露为陆地。取样无人机飞至取样点上空，并下降至距离海底5
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10m左右的位置，通过释放取样器，利用重力作用插入海底取得样品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机平台的潮间带表层沉积物取样方法，其特征在于，包括：将无人机移动至潮间带表层沉积物的取样位置上空合适高度，其中上空合适高度预先设置；无人机平台搭载有释放器、绞盘及表层取样器；释放取样器，利用重力作用将取样器插入海底获取样品；通过无人机的升力将样品带离潮间带地面，并通过绞盘将取样器进行回收；回收完成后，将无人机移动至初始位置，将所述样品处置后，将无人机移动至下一取样位置，开展潮间带表层沉积物下一轮次取样。2.根据权利要求1所述的潮间带表层沉积物取样方法，其特征在于：所述无人机底部上搭载有释放器，所述绞盘上设置有钢缆，所述取样器设置于钢缆末端，通过释放器控制绞盘对钢缆进行释放及回收以带动取样器的释放及回收。3.根据权利要求1所述的潮间带表层沉积物取样方法，其特征在于：所述无人机的移动采用人工控制或自动控制。4.根据权利要求3所述的潮间带表层沉积物取样方法，其特征在于：所述无人机自动控制方式中，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜军，田梓文，徐国强，金玉休，李倩，
申请(专利权)人：自然资源部第一海洋研究所，
类型：发明
国别省市：