CN110147114A - 一种基于无人机辅助的现场违章监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于无人机辅助的现场违章监测系统及方法，包括第一定位装置、无人机和移动终端；第一定位装置集成有报警装置；第一定位装置与移动终端相连接以将施工人员定位信息发送给移动终端；移动终端与无人机相连接以对无人机进行控制；无人机包括第二定位装置和摄像装置；第二定位装置用于对无人机进行定位并将定位信息发送给移动终端；摄像装置用于对施工现场进行拍照并返回给移动终端；移动终端根据无人机发送的照片判断是否存在违章操作，如果存在，发送告警信息至报警装置以对施工人员进行提醒。通过本发明，安监人员能够清晰看到整个施工现场的工作情况，及时监控到施工现场的违章行为并予以警告，提高小型分散作业的安全性。

Description

一种基于无人机辅助的现场违章监测系统及方法

技术领域

本发明涉及电力行业作业领域，特别是一种基于无人机辅助的现场违章监测系统及方法。

背景技术

目前电力企业的变电站内实现了摄像头全方位监控，但是对于配电、营销等的小型分散作业的安全监管存在较多执行不到位的情况，每年配电专业发生的伤亡事故是最多的。为了加大对小型分散作业的安全监管，电力企业的安监部门投入大量的人力、物力来整治违章问题。但是综合来看效果并不明显，小型分散作业本身具有点多面广、作业频繁，且不易定位的特点，加上安监人员有限，因此经常出现违章漏查等问题。

电力企业中任何一个生产部门都会接触到小型分散作业。小型分散作业是指一些施工难度不大、工作任务单一、作业人数不超过4人的作业，具有点多面广、作业频繁，且不易定位的特点。小型分散作业的现场安全工作是极难管控的，安监人员无法及时、准确抵达，违章频发，产生较大的安全风险。目前供电企业的安监人员一般通过生产班组上报的工作日计划事先定点隐蔽，然后等到作业人员到达现场后再拍照取证。现场安全督查除了增大安监人员的工作压力外，还存在效率低下、违章清查不彻底等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于无人机辅助的现场违章监测系统及方法，采用无人机作为辅助工具，根据现场施工人员的随身携带的定位装置，无人机导航到现场作业点，进行监控拍取证，节约了人力成本，同时提高小型分散作业的安全性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，本发明一种基于无人机辅助的现场违章监测系统，包括：第一定位装置、无人机和移动终端；所述第一定位装置设置在施工人员身上，且集成有报警装置；所述第一定位装置与所述移动终端相连接以将定位信息发送给所述移动终端；所述移动终端与所述无人机相连接以对所述无人机进行控制；所述无人机包括第二定位装置和摄像装置；所述第二定位装置用于对无人机进行定位并将定位信息发送给所述移动终端；所述摄像装置用于对施工现场进行拍照并返回给所述移动终端；所述移动终端根据所述无人机发送的照片判断是否存在违章操作，如果存在，发送告警信息至所述报警装置以对施工人员进行提醒。

优选的，所述第一定位装置的一面或多面采用太阳能电池板覆盖。

优选的，所述第一定位装置采用不关机模式。

优选的，所述第二定位装置采用外接电源结构，由所述摄像装置的电池为所述第二定位装置供电。

优选的，所述无人机飞行时，所述第二定位装置启动工作；所述无人机停航时，所述第二定位装置启动工作。

优选的，所述摄像装置具有夜视功能。

优选的，所述摄像装置包括无线通信模块；所述摄像装置通过所述无线通信模块将拍摄的照片发送给所述移动终端。

优选的，所述无人机包括三种飞行模式：姿态模式、定高模式和GPS模式；当无人机位于没有GPS信号或GPS信号不好的飞行环境时，控制无人机的飞行模式为姿态模式或定高模式，具体为飞控系统控制无人机机身姿态的倾斜角度，摇杆中位对应机身姿态0°，摇杆端点对应机身姿态45；当无人机位于有GPS信号的飞行环境时，控制无人机的飞行模式为GPS模式，GPS模式时无人机会自动保持当前位置、航向和高度，通过控制杆控制无人机的位置。

另一方面，本发明一种基于无人机辅助的现场违章监测方法，包括：

施工人员随身携带的第一定位装置将施工人员位置发送给安监人员的移动终端，移动终端将施工人员位置投射在移动终端地图上；

移动终端根据施工人员位置控制无人机进行飞行，无人机通过第二定位装置进行位置定位并测量与施工人员的直线距离；如果无人机与施工人员的距离大于预设距离时，根据所述第二定位装置定位的信息控制无人机飞行；如果无人机与施工人员的距离小于等于预设距离时，无人机停止向前飞行，启动拍摄装置进行拍照；

所述移动终端根据拍摄装置拍摄的照片判断是否存在违章操作，如果存在，控制与第一定位装置集成的报警装置发出告警。

本发明具有如下有益效果：

本发明一种基于无人机辅助的现场违章监测系统及方法，采用无人机作为辅助工具，根据现场施工人员的随身携带的定位装置，无人机导航到现场作业点，进行监控拍取证，实现从空中实时采集影像资料，做到及时有效取证，安监人员在后台能够监测到现场的违章行为，节约了人力成本，同时提高小型分散作业的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。

图1为本发明一种基于无人机辅助的现场违章监测系统的结构框图；

图2为本发明一种基于无人机辅助的现场违章监测方法的流程图。

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。

参见图1所示，一方面，本发明一种基于无人机辅助的现场违章监测系统，包括：第一定位装置、无人机和移动终端；所述第一定位装置设置在施工人员身上，且集成有报警装置；所述第一定位装置与所述移动终端相连接以将定位信息发送给所述移动终端；所述移动终端与所述无人机相连接以对所述无人机进行控制；所述无人机包括第二定位装置和摄像装置；所述第二定位装置用于对无人机进行定位并将定位信息发送给所述移动终端；所述摄像装置用于对施工现场进行拍照并返回给所述移动终端；所述移动终端根据所述无人机发送的照片判断是否存在违章操作，如果存在，发送告警信息至所述报警装置以对施工人员进行提醒。

本实施例中，施工人员携带的第一定位装置采用自主开机，永不关机的模式，避免施工人员手动关闭定位装置导致导航失败。同时该定位装置上还集成了报警装置。

本实施例中，所述无人机上安装有第二定位装置，为了节省电量，采用跟无人机飞行联动的方式，在无人机运动时能够实时监测无人机的地理位置，无人机螺旋桨停转时所述第二定位装置停止工作。

具体的，将施工人员的位置通过第一定位装置、无人机的位置通过第二定位装置映射在所述移动终端的地图上，实现安监人员对作业现场的导航。

本实施例中，为保证无人机能够在夜间使用，所述摄像装置搭载的摄像头具有夜视功能。

本实施例中，考虑到电力作业现场部分地区没有GPS信号覆盖，或GPS信号不佳，为了成功实现索引，无人机的飞行模式分为三种，分别是：

a、姿态模式：适合于没有GPS信号或GPS信号不佳的飞行环境，飞控系统会保持无人机的姿态的平稳，控制杆量对应无人机机身姿态的倾斜角度，摇杆中位对应机身姿态0°，摇杆端点对应飞机机身姿态45°；

b、定高模式：适合于没有GPS信号或GPS信号不佳的飞行环境，飞控系统会保持无人机的姿态的平稳并精确锁定飞行高度，控制杆量对应无人机机身姿态的倾斜角度，摇杆中位对应机身姿态0°，摇杆端点对应飞机机身姿态45°；

c、GPS模式：此模式会自动保持当前位置、航向和高度，通过控制杆控制无人机的位置。

本实施例中，无人机将拍摄的视频信息存储在所述摄像装置内，采用4G通信技术将采集到的图像信息投射到所述移动终端上，并能够进行存储。

所述移动终端与现场施工人员携带的所述第一定位装置能够进行联动，当发现危险情况时，可由所述移动终端发出告警信号，促进所述报警装置振动或发出蜂鸣声等提示信息，以及时提示施工人员。

此外，由于无人机飞行时会产生噪音，对施工人员造成干扰，为了不影响工程施工，需对无人机飞行距离进行限制。无人机在飞行过程中除了能够导航以外，还能够实时测量和施工人员的直线距离，当无人机与施工人员的距离小于等于10m时，不允许继续向前飞行，但可以上下移动。

由于所述第一定位装置采用不关机模式，难免会造成电池欠压、缺电等状况，为了保证有足够的使用电量，所述第一定位装置的一面采用太阳能电池板覆盖，在非雨雪天气下能够保证实时为电池充电，避免缺电造成定位偏差。搭载在无人机上的所述第二定位装置为了实现轻量化、小型化采用外接电源结构，由所述摄像转置的电池为其供电。在飞行过程中摄像转置和第二定位装置同时工作，无人机停航后切断电源。

无人机辅助监控尤其适用于基建工程，针对新建、扩建的变电站、杆塔架设施工等场合，现场没有视频监控来辅助安监人员，因此违章频发；通过采用本发明的基于无人机辅助的现场违章监测系统能够清晰看到整个施工现场的工作情况，实现一个工作人员对点的监控扩大到对面的监控。

参见图2所示，另一方面，本发明一种基于无人机辅助的现场违章监测方法，包括：

施工人员随身携带的第一定位装置将施工人员位置发送给安监人员的移动终端，移动终端将施工人员位置投射在移动终端地图上；

移动终端根据施工人员位置控制无人机进行飞行，无人机通过第二定位装置进行位置定位并测量与施工人员的直线距离；如果无人机与施工人员的距离大于预设距离时，根据所述第二定位装置定位的信息控制无人机飞行；如果无人机与施工人员的距离小于等于预设距离时，无人机停止向前飞行，启动拍摄装置进行拍照；

所述移动终端根据拍摄装置拍摄的照片判断是否存在违章操作，如果存在，控制与第一定位装置集成的报警装置发出告警。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于无人机辅助的现场违章监测系统，其特征在于，包括：第一定位装置、无人机和移动终端；所述第一定位装置设置在施工人员身上，且集成有报警装置；所述第一定位装置与所述移动终端相连接以将定位信息发送给所述移动终端；所述移动终端与所述无人机相连接以对所述无人机进行控制；所述无人机包括第二定位装置和摄像装置；所述第二定位装置用于对无人机进行定位并将定位信息发送给所述移动终端；所述摄像装置用于对施工现场进行拍照并返回给所述移动终端；所述移动终端根据所述无人机发送的照片判断是否存在违章操作，如果存在，发送告警信息至所述报警装置以对施工人员进行提醒。

2.根据权利要求1所述的基于无人机辅助的现场违章监测系统，其特征在于，所述第一定位装置的一面或多面采用太阳能电池板覆盖。

3.根据权利要求2所述的基于无人机辅助的现场违章监测系统，其特征在于，所述第一定位装置采用不关机模式。

4.根据权利要求1所述的基于无人机辅助的现场违章监测系统，其特征在于，所述第二定位装置采用外接电源结构，由所述摄像装置的电池为所述第二定位装置供电。

5.根据权利要求1所述的基于无人机辅助的现场违章监测系统，其特征在于，所述无人机飞行时，所述第二定位装置启动工作；所述无人机停航时，所述第二定位装置启动工作。

6.根据权利要求1所述的基于无人机辅助的现场违章监测系统，其特征在于，所述摄像装置具有夜视功能。

7.根据权利要求1所述的基于无人机辅助的现场违章监测系统，其特征在于，所述摄像装置包括无线通信模块；所述摄像装置通过所述无线通信模块将拍摄的照片发送给所述移动终端。

8.根据权利要求1所述的基于无人机辅助的现场违章监测系统，其特征在于，所述无人机包括三种飞行模式：姿态模式、定高模式和GPS模式；当无人机位于没有GPS信号或GPS信号不好的飞行环境时，控制无人机的飞行模式为姿态模式或定高模式，具体为飞控系统控制无人机机身姿态的倾斜角度，摇杆中位对应机身姿态0°，摇杆端点对应机身姿态45；当无人机位于有GPS信号的飞行环境时，控制无人机的飞行模式为GPS模式，GPS模式时无人机会自动保持当前位置、航向和高度，通过控制杆控制无人机的位置。

9.一种基于无人机辅助的现场违章监测方法，其特征在于，包括：

施工人员随身携带的第一定位装置将施工人员位置发送给安监人员的移动终端，移动终端将施工人员位置投射在移动终端地图上；

移动终端根据施工人员位置控制无人机进行飞行，无人机通过第二定位装置进行位置定位并测量与施工人员的直线距离；如果无人机与施工人员的距离大于预设距离时，根据所述第二定位装置定位的信息控制无人机飞行；如果无人机与施工人员的距离小于等于预设距离时，无人机停止向前飞行，启动拍摄装置进行拍照；

所述移动终端根据拍摄装置拍摄的照片判断是否存在违章操作，如果存在，控制与第一定位装置集成的报警装置发出告警。