CN106379536A - 基于无人机的天然气管线巡检系统 - Google Patents

基于无人机的天然气管线巡检系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于无人机的天然气管线巡检系统，包括无人机本体、飞行控制子系统、数据采集子系统和地面监控子系统，所述数据采集子系统的高清运动相机和气体检测仪连接于无人机本体下方，所述飞行控制子系统和其他数据采集子系统设备设置于无人机本体内，所述飞行控制子系统和地面监控子系统通过第一数传电台和第二数传电台进行无线连接，所述数据采集子系统和地面监控子系统通过第一图传电台、第二图传电台间的无线连接和第一无线通信模块、第二无线通信模块间的无线连接进行通信。本发明的有益效果：通过无人机进行巡检，以图像信息和气体信息的实时捕捉来作为巡检结果，提高了天然气管线巡检工作效率，同时减少工作困难、降低事故风险。

Description

基于无人机的天然气管线巡检系统
技术领域
本发明属于无人机巡检技术领域，尤其是涉及一种基于无人机的天然气管线巡检系统。
背景技术
天然气管线通常铺设在环境比较恶劣的地方，例如荒漠、沼泽等，恶劣的环境给管线的巡检工作带来诸多困难。传统的巡检方法是利用地理信息系统加手持终端通过人工进行巡检，由于天然气管线分布范围广，致使巡检工作量大、巡检数据零散，再加上管线一般情况下工作状态良好，巡检人员极容易发生漏检的情况，降低了工作效率。此外，恶劣的环境还容易发生意外事故，存在风险。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种基于无人机的天然气管线巡检系统，以解决上述问题的不足之处，提高巡检效率、降低风险。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
基于无人机的天然气管线巡检系统，包括无人机本体、飞行控制子系统、数据采集子系统和地面监控子系统，
所述飞行控制子系统包括第一微处理器和与第一微处理器连接的第一数传电台、GPS模块、IMU模块、电机驱动电路、气压高度计；
所述数据采集子系统包括第二微处理器和与第二微处理器连接的第一图传电台、第一无线通信模块、高清运动相机、气体检测仪；
所述地面监控子系统包括地面监控计算机和与地面监控计算机连接的第二图传电台、第二数传电台、第二无线通信模块、显示器；
所述飞行控制子系统和所述数据采集子系统的第二微处理器、第一图传电台、第一无线通信模块均设置于无人机本体内部，所述数据采集子系统的高清运动相机和气体检测仪机械连接于无人机本体的下方，所述第一数传电台和第二数传电台进行无线连接，所述第一图传电台和第二图传电台进行无线连接，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块进行无线连接。
进一步的，所述气体检测仪采用激光遥测气体检测仪。
相对于现有技术，本发明所述的基于无人机的天然气管线巡检系统具有以下优势：
本发明所述的基于无人机的天然气管线巡检系统通过无人机进行巡检，并且以图像信息和气体信息的实时捕捉来作为巡检结果，提高了天然气管线巡检工作效率，同时也减少了工作困难、降低了事故风险。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的系统结构示意图；
图2为本发明实施例的工作流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，基于无人机的天然气管线巡检系统，包括无人机本体、飞行控制子系统、数据采集子系统和地面监控子系统，所述飞行控制子系统包括第一微处理器和与第一微处理器连接的第一数传电台、GPS模块、IMU模块、电机驱动电路、气压高度计；所述数据采集子系统包括第二微处理器和与第二微处理器连接的第一图传电台、第一无线通信模块、高清运动相机、气体检测仪；所述地面监控子系统包括地面监控计算机和与地面监控计算机连接的第二图传电台、第二数传电台、第二无线通信模块、显示器；所述飞行控制子系统和所述数据采集子系统的第二微处理器、第一图传电台、第一无线通信模块均设置于无人机本体内部，所述数据采集子系统的高清运动相机和气体检测仪机械连接于无人机本体的下方，所述第一数传电台和第二数传电台进行无线连接，所述第一图传电台和第二图传电台进行无线连接，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块进行无线连接。
所述气体检测仪采用激光遥测气体检测仪，采集气体信息。
本实施例工作过程如下：
在第一微处理器和地面监控计算机的内部均预存储有天然气管线的经纬度信息，用来与接收到的无人机GPS信息进行对比。
如图2基于无人机的天然气管线巡检系统工作流程图所示，首先根据天然气管线的经纬度信息对无人机进行路径规划，包括飞行轨迹、飞行高度、航向和航速；
然后检测机载通信设备与所述地面监控子系统之间的数据传输系统，一切正常后执行巡检任务；
无人机飞行过程中，所述高清运动相机实时采集天然气管线周边环境的图像信息，并通过所述第一图传电台发送至地面监控子系统，所述气体检测仪实时采集管线附近气体信息，并通过所述第一无线通信模块发送至地面监控子系统，所述IMU模块实时采集无人机的姿态信息，所述GPS模块实时采集无人机的经纬度信息，所述气压高度计实时采集无人机的飞行高度，所述IMU模块、GPS模块和气压高度计采集的信息经所述第一微处理器处理后由第一数传电台实时传输至所述地面监控子系统；
所述地面监控子系统实时接收气体信息、图像信息和飞行状态信息，并在显示器中进行显示，在发生任一以下情况时，地面操控人员通过所述地面监控计算机和第二数传电台向所述飞行控制子系统发送控制指令，以便实时调整无人机的飞行状态；
发现管线周边环境异常时，如标志桩有缺损、井场标记有缺损、单井硬件设施有缺损、管线周边环境有污染、管线周边建筑物存在潜在危险等，地面操控人员发送控制指令使无人机悬停，重点拍摄异常图像，图像上叠加日期、时间和经纬度信息；
所述地面监控计算机将接收到的无人机GPS信息与预存储的管线经纬度信息进行对比，如果发现两组数据存在较大差异时，地面操控人员发送控制指令至第一微处理器，所述第一微处理器向电机驱动电路发送相应的PWM控制信号，调整无人机的飞行状态；
所述气体检测仪采集到管线周边气体信息异常，有可能天然气泄漏，也有可能管线周边存在气体污染，地面操控人员发送控制指令使无人机悬停，重点采集气体信息，并拍摄相应管线图像，图像上叠加日期、时间和经纬度信息；
之后无人机继续执行巡检任务，完成任务后，无人机返航。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.基于无人机的天然气管线巡检系统，其特征在于：包括无人机本体、飞行控制子系统、数据采集子系统和地面监控子系统，
所述飞行控制子系统包括第一微处理器和与第一微处理器连接的第一数传电台、GPS模块、IMU模块、电机驱动电路、气压高度计；
所述数据采集子系统包括第二微处理器和与第二微处理器连接的第一图传电台、第一无线通信模块、高清运动相机、气体检测仪；
所述地面监控子系统包括地面监控计算机和与地面监控计算机连接的第二图传电台、第二数传电台、第二无线通信模块、显示器；
所述飞行控制子系统和所述数据采集子系统的第二微处理器、第一图传电台、第一无线通信模块均设置于无人机本体内部，所述数据采集子系统的高清运动相机和气体检测仪机械连接于无人机本体的下方，所述第一数传电台和第二数传电台进行无线连接，所述第一图传电台和第二图传电台进行无线连接，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块进行无线连接。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的天然气管线巡检系统，其特征在于：所述气体检测仪采用激光遥测气体检测仪。
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