本实用新型涉及城市安全技术领域，具体为一种基于无人机的道路积水警示系统。
背景技术：
夏季雨水多发，若城市中的排水系统出现问题，在暴雨之后会出现道路积水的情况。道路积水会引发许多问题，道路积水导致车辆和行人无法看清道路，时有报道行人有进入深水区或掉入城市下水道溺亡的案例，或者车辆在桥下没入水中。如果能对道路积水较深进行标识，从而起到警示作用，无疑是重要的。
为了对深水区进行监测，目前有许多监控装置，如cn201310713188.x所公开的一种监测方法，这些监测方法大都只是选定适合的道路积水监测点进行监测，其监测结果具有局限性，假如某处的井盖被冲走，而在该处又没有警示标示，就非常有可能发生严重的后果。如何对城市暴雨后的深水区域进行全面的监测和警示，是目前有待解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种基于无人机的道路积水警示系统，本实用新型涉及城市安全领域，能够通过多个水深探测装置对道路积水区进行全面的水深监测，并通过警示无人机对深水区进行警示，从而避免车辆进水熄火和人员溺亡。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于无人机的道路积水警示系统，所述系统包括可以游走的水深探测装置、若干分布在城市各角落的警示无人机、以及云端管理中心，所述水深探测装置包括主体，所述主体漂浮在水面上，所述主体上设置有：
推进模块，位于所述主体下方，被配置为用于推进所述主体运动，所述推进模块以固定方式设置在所述移动主体底部，所述推进模块可转向，所述推进模块有若干个，且均匀分布固定在移动主体的下端，所述推进模块采用电动螺旋桨推进。
进一步的，本申请使用两个电动螺旋桨推进，当两个电动螺旋桨通转速转动时，能够推动移动主体向前移动，当两个电动螺旋桨转速不一致时，可以调整移动主体的前进方向，实现转向。
定位模块，被配置用于定位所述水深探测装置的坐标，所述定位装置采用gps卫星定位装置或北斗卫星定位装置，本申请的主体上设置有自动导航系统，自动导航系统的用途是由gps卫星定位装置或北斗卫星定位装置接收主体的当前位置并将数据跟用户自定义的目的地比较、参照电子地图计算行驶路线，并实时将信息反馈给主体。
测距模块，位于所述主体下方，被配置为用于测定水平至水底的距离，所述测距模块为测距声纳，所述声纳可以是主动声纳或被动声纳，所述测距声呐至少包括一个声波发射装置，用于向水底发射声波，还至少包括一个声波接收装置，用于接收声波发射装置发出的被底部的路面反弹回来的声波。
无线通讯模块，被配置为用于与云端管理中心进行通讯，所述无线通讯模块包括wi-fi模块或移动网络模块。
数据处理模块，用于信息的整合、分析、处理；
存储模块，用于储存城市道路的电子地图；
报警模块，用于向行人或车辆发出示警；
所述警示无人机包括无人机本体，用于搭载投影装置飞行至指定区域；
包括无线通讯装置，用于接收云端管理中心发出的指令；
包括数据处理装置，用于分析处理云端管理中心的指令，并根据指令编辑警示区域的信息，并根据无人机的位置坐标标记计算导航路线；
包括投影装置，用于将数据处理装置编辑的信息投影到水面上；
包括报警装置，被配置用于发出闪光或警笛用于警示危险区域；
包括定位装置，用于定位无人机的坐标；
所述云端管理中心包括无线通讯单元，用于与水深探测装置、警示无人机进行无线通讯；
包括数据处理单元，用于整合、分析、处理信息；
包括存储单元，用于存储城市电子地图、无人机编号、无人机的位置信息。
优选的，所述水深探测装置还包括电池模块，用于对装置进行供电。
优选的，所述报警模块和报警装置采用闪光灯或蜂鸣器或闪光灯和蜂鸣器的组合形式。
优选的，所述警示无人机上还包括电量监测装置，用于监测无人机的剩余电量，通过在电池的正极和负极串如一个电流检查电阻，当有电流流经电阻时就会产生一个电压，通过检测这个电压就可以计算出流过电池的电流，因此可以精确的跟踪电池的电量变化，精度可以达到1％。
一种使用基于无人机的道路积水警示系统进行警示的方法，所示方法包括步骤：
s1：向城市道路的积水中投放多个水深探测装置，并对每个水深探测装置规划行驶路线，水深探测装置根据城市道路的电子地图计算导航路线，并沿导航路线行驶；
s2：水深探测装置在行驶的过程中，通过测距模块测量水平至水底的距离，从而使水深探测装置的游动过程中，可以探测深水区位置、形状和水深信息；
s3：水深探测装置探测到深水区时，通过定位模块对其坐标进行定位，并通过无线通讯模块将深水区的位置、形状和水深信息发送给云端管理中心；
s4：散布在城市各角落的无人机通过无线通讯装置将自己的坐标发送给云端管理中心，云端管理中心根据深水区的坐标和无人机的坐标确定距离深水区最近的待工作状态的无人机，使其飞向深水区的位置，并将深水区的位置、形状和水深信息发送给该无人机；
s5：收到指令的无人机飞向指定的深水区，对所述水深进行警示；
s6：无人机上的电量监测装置监测到无人机的剩余电量即将无法继续工作时，无人机向云端发出请求返航的信息，云端管理中心重新指派无人机前去深水区进行警示，等到下一架无人机到来时，原无人机返航；
s7：当水深探测装置再次经过所述水深位置时再次测量所述水深，如果水深依然大于阈值，更新水深数据，发送至云端和无人机，如果水深小于阈值，无人机结束任务，并将结果发送至云端。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型涉及城市安全领域，能够通过多个水深探测装置对道路积水区进行全面的水深监测，并通过警示无人机对深水区进行警示，从而避免车辆进水熄火和人员溺亡。
附图说明
图1为本实用新型警示无人机警示投影的示意图；
图2为本实用新型水深探测装置的示意图；
图中：1-主体，2-推进模块，3-声波发射装置，4-声波接收装置，5-定位模块，6-无线通讯模块，7-数据处理模块，8-存储模块，9-报警模块，10-无人机本体，11-无线通讯装置，12-数据处理装置，13-定位装置，14-投影装置，15-报警装置，16-投影区域。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于无人机的道路积水警示系统，所述系统包括可以游走的水深探测装置、若干分布在城市各角落的警示无人机、以及云端管理中心，所述水深探测装置包括主体1，所述主体1漂浮在水面上，所述主体1上设置有：
推进模块2，位于所述主体1下方，被配置为用于推进所述主体1运动，所述推进模块2以固定方式设置在所述移动主体1底部，所述推进模块2可转向，所述推进模块2有若干个，且均匀分布固定在移动主体1的下端，所述推进模块2采用电动螺旋桨推进。
进一步的，本申请使用两个电动螺旋桨推进，当两个电动螺旋桨通转速转动时，能够推动移动主体1向前移动，当两个电动螺旋桨转速不一致时，可以调整移动主体1的前进方向，实现转向。
定位模块5，被配置用于定位所述水深探测装置的坐标，所述定位装置13采用gps卫星定位装置13或北斗卫星定位装置13，本申请的主体1上设置有自动导航系统，自动导航系统的用途是由gps卫星定位装置13或北斗卫星定位装置13接收主体1的当前位置并将数据跟用户自定义的目的地比较、参照电子地图计算行驶路线，并实时将信息反馈给主体1。
测距模块，位于所述主体1下方，被配置为用于测定水平至水底的距离，所述测距模块为测距声纳，所述声纳可以是主动声纳或被动声纳，所述测距声呐至少包括一个声波发射装置3，用于向水底发射声波，还至少包括一个声波接收装置4，用于接收声波发射装置3发出的被底部的路面反弹回来的声波。
无线通讯模块6，被配置为用于与云端管理中心进行通讯，所述无线通讯模块6包括wi-fi模块或移动网络模块。
数据处理模块7，用于信息的整合、分析、处理；
存储模块8，用于储存城市道路的电子地图；
报警模块9，用于向行人或车辆发出示警；
所述警示无人机包括无人机本体10，用于搭载投影装置14飞行至指定区域；
包括无线通讯装置11，用于接收云端管理中心发出的指令；
包括数据处理装置12，用于分析处理云端管理中心的指令，并根据指令编辑警示区域的信息，并根据无人机的位置坐标标记计算导航路线；
包括投影装置14，用于将数据处理装置12编辑的信息投影到水面上；
包括报警装置15，被配置用于发出闪光或警笛用于警示危险区域；
包括定位装置13，用于定位无人机的坐标；
所述云端管理中心包括无线通讯单元，用于与水深探测装置、警示无人机进行无线通讯；
包括数据处理单元，用于整合、分析、处理信息；
包括存储单元，用于存储城市电子地图、无人机编号、无人机的位置信息。
具体来说，所述水深探测装置还包括电池模块，用于对装置进行供电。
具体来说，所述报警模块9和报警装置15采用闪光灯或蜂鸣器或闪光灯和蜂鸣器的组合形式。
具体来说，所述警示无人机上还包括电量监测装置，用于监测无人机的剩余电量，通过在电池的正极和负极串如一个电流检查电阻，当有电流流经电阻时就会产生一个电压，通过检测这个电压就可以计算出流过电池的电流，因此可以精确的跟踪电池的电量变化，精度可以达到1％。
一种使用基于无人机的道路积水警示系统进行警示的方法，所示方法包括步骤：
s1：向城市道路的积水中投放多个水深探测装置，并对每个水深探测装置规划行驶路线，水深探测装置根据城市道路的电子地图计算导航路线，并沿导航路线行驶；
其中，每个水深探测装置的路线各不相同，但是可以交叉或部分路线相同，便于深水区的水深信息进行更新；
s2：水深探测装置在行驶的过程中，通过测距模块测量水平至水底的距离，从而使水深探测装置的游动过程中，可以探测深水区位置、形状和水深信息；
通过推进模块2将主体1沿着导航路线推进，在主体1游动时，声波发射装置3向水底发射声波，并通过声波接收装置4接收反射的声波，分别记录发射时间t1，和接收时间t2，由于声波在水中的传播速度为1500m/s，其速度远大于主体1的行进速度，所以可以将声波看做竖直向下发射并竖直向上反射，以此水深l＝(t2-t1)×1500m/s÷2，根据主体1在水面沿导航路线游动，可以获得深水区的形状、位置、以及水深等信息；
s3：水深探测装置探测到深水区时，通过定位模块5对其坐标进行定位，并通过无线通讯模块6将深水区的位置、形状和水深信息发送给云端管理中心；
一般小轿车的车底距离地面的高度为110mm到130mm之间，所以当水面高度达到110mm时，轿车的发动机就有进水的危险，所以当探测到的积水深度达到110mm时，水深探测装置就会向投影装置14发送预警信号；
s4：散布在城市各角落的无人机通过无线通讯装置11将自己的坐标发送给云端管理中心，云端管理中心根据深水区的坐标和无人机的坐标确定距离深水区最近的待工作状态的无人机，使其飞向深水区的位置，并将深水区的位置、形状和水深信息发送给该无人机；
s5：收到指令的无人机飞向指定的深水区，对所述水深进行警示，所述警示可以是：在深水区投射警告标识、标线，或者悬停与水深区上方发出灯光警示(例如警告灯)、文字警示(例如标明水深)、或声音警示；
其中，在投影区域16中对深水区的投影应用特别的颜色进行显示，如红色，非深水区则为普通的白光，以区分深水区和非深水区，便于车辆和行人规划路线；
s6：无人机上的电量监测装置监测到无人机的剩余电量即将无法继续工作时，无人机向云端发出请求返航的信息，云端管理中心重新指派无人机前去深水区进行警示，等到下一架无人机到来时，原无人机返航；
具体来说，无人机的剩余电量应能撑到下一架无人机到来和保证自己返航，所述无人机也可以采用汽油发动机，更方便无人机补充燃料，且飞行时间更久，同时配置油量监测装置，监测油量的剩余情况；
s7：水深探测装置探测装置可以与无人机进行直接通讯，当水深探测装置再次经过所述水深位置时再次测量所述水深，如果水深依然大于阈值，更新水深数据，发送至云端和无人机，如果水深小于阈值，无人机结束任务，并将结果发送至云端。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.一种基于无人机的道路积水警示系统，所述系统包括可以游走的水深探测装置、若干分布在城市各角落的警示无人机、以及云端管理中心，其特征在于：所述水深探测装置包括主体(1)，所述主体(1)漂浮在水面上，所述主体(1)上设置有：
推进模块(2)，位于所述主体(1)下方，被配置为用于推进所述主体(1)运动；
定位模块(5)，被配置用于定位所述水深探测装置的坐标；
测距模块，位于所述主体(1)下方，被配置为用于测定水平至水底的距离；
无线通讯模块(6)，被配置为用于与云端管理中心进行通讯；
数据处理模块(7)，用于信息的整合、分析、处理；
存储模块(8)，用于储存城市道路的电子地图；
报警模块(9)，用于向行人或车辆发出示警；
所述警示无人机包括无人机本体(10)，用于搭载投影装置(14)飞行至指定区域；
包括无线通讯装置(11)，用于接收云端管理中心发出的指令；
包括数据处理装置(12)，用于分析处理云端管理中心的指令，并根据指令编辑警示区域的信息，并根据无人机的位置坐标标记计算导航路线；
包括投影装置(14)，用于将数据处理装置(12)编辑的信息投影到水面上；
包括报警装置(15)，被配置用于发出闪光或警笛用于警示危险区域；
包括定位装置(13)，用于定位无人机的坐标；
所述云端管理中心包括无线通讯单元，用于与水深探测装置、警示无人机进行无线通讯；
包括数据处理单元，用于整合、分析、处理信息；
包括存储单元，用于存储城市电子地图、无人机编号、无人机的位置信息。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的道路积水警示系统，其特征在于：所述推进模块(2)以固定方式设置在所述主体(1)底部，所述推进模块(2)可转向。
3.根据权利要求1所述的基于无人机的道路积水警示系统，其特征在于：所述水深探测装置还包括电池模块，用于对装置进行供电。
4.根据权利要求1所述的基于无人机的道路积水警示系统，其特征在于：所述定位模块(5)采用gps卫星定位装置(13)或北斗卫星定位装置(13)。
5.根据权利要求1所述的基于无人机的道路积水警示系统，其特征在于：所述测距模块为测距声纳，所述声纳可以是主动声纳或被动声纳。
6.根据权利要求1所述的基于无人机的道路积水警示系统，其特征在于：所述无线通讯模块(6)、无线通讯单元、以及无线通讯装置(11)采用wi-fi模块或移动网络模块。
7.根据权利要求1所述的基于无人机的道路积水警示系统，其特征在于：所述报警模块(9)和报警装置(15)采用闪光灯或蜂鸣器或闪光灯和蜂鸣器的组合形式。
8.根据权利要求1所述的基于无人机的道路积水警示系统，其特征在于：所述警示无人机上还包括电量监测装置，用于监测无人机的剩余电量。
技术总结