CN107181323A - 一种无人机巡线系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机巡线系统，由无人机、光电吊舱、遥控器、云端缺陷库、云端航迹数据库，主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜组成。无人机挂载光电吊舱、并与遥控器进行通讯、遥控器与主智能眼镜进行通讯，主智能眼镜可分别与云端缺陷库、云端航迹数据库、辅智能眼镜、远端智能眼镜进行通讯，辅智能眼镜、远端智能眼镜分别可与云端缺陷库进行通讯。无人机可根据预设航迹自动执行任务，主智能眼镜进行处理后根据处理任务在主智能眼镜与辅智能眼镜之间进行任务分配，可同时对目标进行可见光、红外和紫外检测，对图像进行实时分析，本发明可有效减少人眼视觉疲劳可能造成的遗漏，提高巡视质量，缩短巡视时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人机巡线系统及方法，尤其是涉及一种可以实时进行缺陷辅助分析的无人机巡线系统，属于输配电技术领域。
背景技术
目前输电运检模式正在由人工巡检向无人机巡检模式转变，但目前无人机巡检主要是拍摄可见光和红外影像照片为主，尽管巡视效率和质量较传统的人工巡视有了革命性提高，但目前缺陷和隐患依旧停留在人工查找的阶段，无人机巡检的深度、广度难以满足电网快速增长和精细化巡检的管理要求，无人机新的巡视方法有待于进一步挖掘。根据国网公司相关工作规程，输电班组工作人员巡线至少需要两人一组。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机巡线系统及方法，克服了现有无人机巡线需要带回照片到办公室进行分析的缺点，同时领导人员可通过远端智能眼镜查看现场情况、现场工作人员也可向佩戴远端智能眼镜的专家进行问诊。本发明可有效减少人眼视觉疲劳可能造成的遗漏，提高巡视质量，缩短巡视时间。
本发明是通过下述技术方案来实现的。一种无人机巡线系统，由无人机、光电吊舱、遥控器、云端缺陷库、云端航迹数据库、主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜组成，无人机挂载光电吊舱，并与遥控器进行通讯；遥控器与主智能眼镜进行通讯，主智能眼镜分别与云端缺陷库、云端航迹数据库、辅智能眼镜、远端智能眼镜进行通讯，辅智能眼镜、远端智能眼镜分别与云端缺陷库进行通讯。
进一步优选，主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜均使用具备体感功能的可穿戴式计算机，采用全息投影技术呈现影像，并具备与电信运营商公用网络、WiFi、蓝牙无线通信的功能。
进一步优选，无人机采用多旋翼无人机，挂载光电吊舱并与其进行数据交互。
进一步优选，光电吊舱集成可见光摄像机、红外摄像机和紫外摄像机，具备同时拍摄可见光、红外和紫外影像的功能。
进一步优选，遥控器可与无人机进行控制信号、数据、影像的交互，同时可以与主智能眼镜进行通信，交互控制信号、数据、影像等数据。
进一步优选，云端缺陷库包括可见光缺陷库、红外缺陷库、紫外缺陷库；将云端缺陷库内容建立于云服务器，可见光缺陷库存储可见光摄像机拍摄的图片数据，红外缺陷库存储红外摄像机拍摄的图片数据，紫外缺陷库存储紫外摄像机拍摄的图片数据。
进一步优选，云端航迹数据库建立于云服务器，预先设置杆塔各个观测点的经纬度、高度、吊舱角度等飞行信息，将每个观测点连接成线，无人机根据每个观测点数据实现航迹规划，并形成云端航迹数据库，主智能眼镜将云端航迹数据库内容下载于本地。
本发明还提供了一种无人机巡线方法，基于前述的无人机巡线系统，主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜将云端缺陷库内容下载到本地；运营商公用网络信号通畅时，工作人员可控制主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜是否与云端缺陷库进行数据交互，若运营商公用网络不通畅，则主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜借助本地缺陷库孤岛运行；在WiFi条件下，则主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜自动与云端缺陷库进行数据同步；运营商公用网络信号通畅时，工作人员可控制主智能眼镜是否与云端航迹数据库进行数据交互；在WiFi条件下，则主智能眼镜可自动与云端航迹数据库进行数据同步；在杆塔附近释放无人机，无人机在各观测点依次悬停，捕获影像。
更具体的是：巡线时，工作人员甲佩戴主智能眼镜，工作人员乙佩戴辅智能眼镜，若有必要专家可佩戴远端智能眼镜；在主智能眼镜与辅智能眼镜采用全息投影技术虚拟数个屏幕，包含铁塔巡视信息、飞行信息、缺陷信息、可见光影像显示窗、红外影像显示窗、紫外影像显示窗；将无人机在铁塔附近释放，无人机可自动执行任务，在需要悬停的地点捕获影像，然后将该影像传给遥控器，遥控器再将影像传至主智能眼镜，主智能眼镜采用模式识别技术对所拍摄影像进行分割，同时根据处理任务在主智能眼镜与辅智能眼镜之间进行任务分配，并将部分任务传递给辅智能眼镜，实现主智能眼镜与辅智能眼镜协同工作，主智能眼镜与辅智能眼镜将小区域的图像进行特征提取，使用本地缺陷数据库或云端缺陷库对是否为缺陷和缺陷等级进行分析，将缺陷部位锁定并自动放大展现，便于人工确认缺陷；人工确认的缺陷暂时保存于本地缺陷库，在与网络连接时则自动上传云端缺陷库。同时，人工确认的缺陷又增加了云端缺陷库的数据，云端缺陷库采用机器自学习功能，对缺陷库中的缺陷进行深度分析学习获得新经验，下次辨识缺陷时准确率会进一步提高，形成良性循环。
作为优选，无人机可随时通过主智能眼镜进行手工接管，此时通过主智能眼镜对其进行飞行姿态的控制，亦可通过遥控器进行控制。
本发明的优点：无人机可根据预设航迹自动执行任务，所拍摄图片传至遥控器，进而传至主智能眼镜，主智能眼镜进行处理后根据处理任务在主智能眼镜与辅智能眼镜之间进行任务分配，可同时对目标进行可见光、红外和紫外检测，对图像进行实时分析，克服了现有无人机巡线需要带回照片到办公室进行分析的缺点，同时领导人员可通过远端智能眼镜查看现场情况、现场工作人员可向佩戴远端智能眼镜的专家进行问诊。本发明可有效减少人眼视觉疲劳可能造成的遗漏，提高巡视质量，缩短巡视时间。
附图说明
图1是本发明的无人机巡线系统示意图。
图2是云端缺陷库示意图。
图中：10-无人机、20-光电吊舱、3-遥控器、40-主智能眼镜、50-远端智能眼镜、60-辅智能眼镜、70-云端航迹数据库、80-云端缺陷库、81-可见光缺陷库、82-红外缺陷库、83-紫外缺陷库。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细阐明。
如图1所示，一种无人机巡线系统，由无人机10、光电吊舱20、遥控器30、云端缺陷库、云端航迹数据库70、主智能眼镜40、辅智能眼镜60、远端智能眼镜50组成。无人机10挂载光电吊舱20、并与遥控器30进行通讯，遥控器30与主智能眼镜40进行通讯，主智能眼镜40可分别与云端缺陷库、云端航迹数据库70、辅智能眼镜60、远端智能眼镜50进行通讯，辅智能眼镜60、远端智能眼镜50分别可与云端缺陷库进行通讯。无人机10可根据预设航迹自动执行任务，所拍摄图片传至遥控器30，进而传至主智能眼镜40，主智能眼镜40进行处理后根据处理任务在主智能眼镜40与辅智能眼镜60之间进行任务分配，可同时对目标进行可见光、红外和紫外检测，对图像进行实时分析，克服了现有无人机巡线需要带回照片到办公室进行分析的缺点，同时领导人员可通过远端智能眼镜50查看现场情况、现场工作人员可向佩戴远端智能眼镜50的专家进行问诊。这样可有效减少人眼视觉疲劳可能造成的遗漏，提高巡视质量，缩短巡视时间。
主智能眼镜40、辅智能眼镜60、远端智能眼镜50均使用具备体感功能的可穿戴式计算机，采用全息投影技术呈现影像，并具备与电信运营商公用网络、WiFi、蓝牙等无线通信功能。可穿戴式计算机可采用现有技术已公开的可穿戴式计算机。主智能眼镜40对所拍图片同时进行可见光、红外和紫外检测，对图像进行实时分析可选择常规的图像匹配比对方法或图像识别方法。
无人机10采用多旋翼无人机，具备避障功能，可挂载光电吊舱并与其进行数据交互。
光电吊舱集成可见光摄像机、红外摄像机和紫外摄像机，具备同时拍摄可见光、红外和紫外影像的功能。
遥控器30可与无人机10进行控制信号、数据、影像的交互，同时可以与主智能眼镜40进行通信，交互控制信号、数据、影像等数据。遥控器30可采用现有技术的具备控制和数据传输功能的遥控器型号。
云端缺陷库80包括可见光缺陷库81、红外缺陷库82、紫外缺陷库83。将云端缺陷库内容建立于云服务器，云端缺陷库采用常规的数据库构建方法构建即可，只是可见光缺陷库81存储的是可见光缺陷特征，红外缺陷库82存储的是红外缺陷特征，紫外缺陷库83存储的是紫外缺陷特征。主智能眼镜40、辅智能眼镜60、远端智能眼镜50将云端缺陷库内容下载到本地。运营商公用网络信号通畅时，工作人员可以控制主智能眼镜40、辅智能眼镜60、远端智能眼镜50是否与云端缺陷库进行数据交互，若运营商公用网络不通畅，则主智能眼镜40、辅智能眼镜60、远端智能眼镜50可以借助本地缺陷库孤岛运行。在WiFi条件下，则主智能眼镜40、辅智能眼镜60、远端智能眼镜50可自动与云端缺陷库进行数据同步。
云端航迹数据库70建立于云服务器，预先设置杆塔各个观测点的经纬度、高度、吊舱角度等飞行信息，将每个观测点连接成线，无人机根据每个观测点数据实现航迹规划，并形成云端航迹数据库70，主智能眼镜40将云端航迹数据库内容下载于本地。运营商公用网络信号通畅时，工作人员可以控制主智能眼镜40是否与航迹数据库进行数据交互。在WiFi条件下，则主智能眼镜40可自动与云端航迹数据库70进行数据同步。在杆塔附近释放无人机10，无人机可在各观测点依次悬停，捕获影像。
巡线准备工作：
无人机10、光电吊舱20、主智能眼镜40、辅智能眼镜60进行自检，包含本地缺陷库、本地航迹数据库，与云端缺陷库、航迹数据库连接情况等，系统给出自检报告。
若远端智能眼镜50需要与主智能眼镜40连接，则需主智能眼镜40所在地区运营商公用网络通畅。
巡线时，工作人员甲佩戴主智能眼镜40，工作人员乙佩戴辅智能眼镜60，若有必要专家(领导)可佩戴远端智能眼镜50。在主智能眼镜40与辅智能眼镜60采用全息投影技术虚拟数个屏幕，包含铁塔巡视信息、飞行信息、缺陷信息、可见光影像显示窗、红外影像显示窗、紫外影像显示窗。将无人机10在铁塔附近释放，无人机10可自动执行任务，在需要悬停的地点捕获影像，然后将该影像传给遥控器30，遥控器30再将影像传至主智能眼镜40，主智能眼镜40采用模式识别技术对所拍摄影像进行分割，同时根据处理任务(影像分割后的部分小区域)在主智能眼镜40与辅智能眼镜60之间进行任务分配，并将部分任务传递给辅智能眼镜60，实现主智能眼镜40与辅智能眼镜60协同工作，主智能眼镜40与辅智能眼镜60将小区域的图像进行特征提取，使用本地缺陷数据库或云端缺陷库对是否为缺陷和缺陷等级进行分析，将缺陷部位锁定并自动放大展现，便于人工确认缺陷。人工确认的缺陷暂时保存于本地缺陷库，在与网络连接时则自动上传云端缺陷库。同时，人工确认的缺陷又增加了云端缺陷库的数据，云端缺陷库采用机器自学习功能，对缺陷库中的缺陷进行深度分析学习获得新经验，下次辨识缺陷时准确率会进一步提高，形成良性循环。
无人机10也可随时通过主智能眼镜40进行手工接管，此时可以通过主智能眼镜40对其进行飞行姿态的控制，亦可通过遥控器30进行控制。
远端智能眼镜50可采用全息投影技术虚拟数个屏幕，包含铁塔巡视信息、飞行信息、缺陷信息、可见光影像显示窗、红外影像显示窗、紫外影像显示窗。同时领导人员可通过远端智能眼镜50查看现场情况(即主智能眼镜第一视角看到的影像)，现场工作人员也可向佩戴远端智能眼镜50的专家进行发送有疑问的缺陷信息进行求助，专家亦可以主智能眼镜40第一视角观察缺陷部位，给出建议或意见。
无人机10工作结束或通过自检需要返航时则可通过自动或手工返回出发地点或其他地点。
上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种无人机巡线系统，其特征是：由无人机、光电吊舱、遥控器、云端缺陷库、云端航迹数据库、主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜组成，无人机挂载光电吊舱，并与遥控器进行通讯；遥控器与主智能眼镜进行通讯，主智能眼镜分别与云端缺陷库、云端航迹数据库、辅智能眼镜、远端智能眼镜进行通讯，辅智能眼镜、远端智能眼镜分别与云端缺陷库进行通讯。
2.根据权利要求1所述的无人机巡线系统，其特征是：主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜均使用具备体感功能的可穿戴式计算机，采用全息投影技术呈现影像，并具备与电信运营商公用网络、WiFi、蓝牙无线通信的功能。
3.根据权利要求1所述的无人机巡线系统，其特征是：无人机采用多旋翼无人机，挂载光电吊舱并与其进行数据交互。
4.根据权利要求1所述的无人机巡线系统，其特征是：光电吊舱集成可见光摄像机、红外摄像机和紫外摄像机。
5.根据权利要求1所述的无人机巡线系统，其特征是：遥控器可与无人机进行控制信号、数据、影像的交互，同时可以与主智能眼镜进行通信，交互控制信号、数据、影像数据。
6.根据权利要求1所述的无人机巡线系统，其特征是：云端缺陷库包括可见光缺陷库、红外缺陷库、紫外缺陷库；将云端缺陷库内容建立于云服务器，可见光缺陷库存储可见光缺陷特征，红外缺陷库存储红外缺陷特征，紫外缺陷库存储紫外缺陷特征。
7.根据权利要求1所述的无人机巡线系统，其特征是：云端航迹数据库建立于云服务器，预先设置杆塔各个观测点的飞行信息，将每个观测点连接成线，无人机根据每个观测点数据实现航迹规划，并形成云端航迹数据库，主智能眼镜将云端航迹数据库内容下载于本地。
8.一种无人机巡线方法，其特征是：基于权利要求1所述的无人机巡线系统，主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜将云端缺陷库内容下载到本地；运营商公用网络信号通畅时，工作人员可控制主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜是否与云端缺陷库进行数据交互，若运营商公用网络不通畅，则主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜借助本地缺陷库孤岛运行；在WiFi条件下，则主智能眼镜、辅智能眼镜、远端智能眼镜自动与云端缺陷库进行数据同步；运营商公用网络信号通畅时，工作人员可控制主智能眼镜是否与云端航迹数据库进行数据交互；在WiFi条件下，则主智能眼镜可自动与云端航迹数据库进行数据同步；在杆塔附近释放无人机，无人机在各观测点依次悬停，捕获影像。
9.根据权利要求8所述的无人机巡线方法，其特征是：巡线时，工作人员甲佩戴主智能眼镜，工作人员乙佩戴辅智能眼镜，若有必要专家可佩戴远端智能眼镜；在主智能眼镜与辅智能眼镜采用全息投影技术虚拟数个屏幕，包含铁塔巡视信息、飞行信息、缺陷信息、可见光影像显示窗、红外影像显示窗、紫外影像显示窗；将无人机在铁塔附近释放，无人机可自动执行任务，在需要悬停的地点捕获影像，然后将该影像传给遥控器，遥控器再将影像传至主智能眼镜，主智能眼镜采用模式识别技术对所拍摄影像进行分割，同时根据处理任务在主智能眼镜与辅智能眼镜之间进行任务分配，并将部分任务传递给辅智能眼镜，实现主智能眼镜与辅智能眼镜协同工作，主智能眼镜与辅智能眼镜将小区域的图像进行特征提取，使用本地缺陷数据库或云端缺陷库对是否为缺陷和缺陷等级进行分析，将缺陷部位锁定并自动放大展现，便于人工确认缺陷；人工确认的缺陷暂时保存于本地缺陷库，在与网络连接时则自动上传云端缺陷库。同时，人工确认的缺陷又增加了云端缺陷库的数据，云端缺陷库采用机器自学习功能，对缺陷库中的缺陷进行深度分析学习获得新经验，下次辨识缺陷时准确率会进一步提高，形成良性循环。
10.根据权利要求8所述的无人机巡线方法，其特征是：无人机可随时通过主智能眼镜进行手工接管，此时通过主智能眼镜对其进行飞行姿态的控制，亦可通过遥控器进行控制。
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