CN111127689A - 一种用于对无人机巡检业务进行管控的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于对无人机巡检业务进行管控的系统，所述系统包括无人机平台和业务数据平台，其中：所述无人机平台包括巡检无人机和飞行数据记录模块，所述巡检无人机根据任务指令，对电网设备进行巡检作业，获取作业结果；所述飞行数据记录模块，用于记录所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据，并根据所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据对所述巡检无人机的巡检作业进行实时管控；所述业务数据平台包括数据传输网络和数据服务模块，通过所述数据传输网络将所述作业结果和所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据传输至所述数据服务模块。

Description

一种用于对无人机巡检业务进行管控的系统及方法
技术领域
本发明涉及电网设备巡检技术领域，更具体地，涉及一种用于对无人机巡检业务进行管控的系统及方法。
背景技术
随着社会经济发展，电网设备规模快速发展。针对传统人工巡检方式难以适应电网高质量发展需求，电力行业各单位正在大力推广无人机应用，但是对于这些巡检无人机的管控却缺乏有效手段。
在制定无人机巡检计划方面，各单位未充分考虑直升机和人工巡检，未实现“协同立体化巡检”，缺乏协同巡检计划制定、审批、执行的统一决策平台；在巡检作业空域规范使用方面，各单位尚未有监测平台可对无人机巡检实行全天候监控，存在黑飞现象，安全风险较大；在无人机巡检作业相关数据统计和汇总分析等方面，存在效率低、准确性不高等困难，缺乏有效的精益化考核手段；在设备巡检影像智能处理方面，尚无统一的可实用化技术验证平台，无法对缺陷智能识别算法进行客观评价和迭代更新。
因此，需要一种无人机巡检智能一体化管控平台，实现对无人机巡检业务的有效管控。
发明内容
本发明技术方案提供一种用于对无人机巡检业务进行管控的系统及方法，以解决如何对无人机巡检业务管控技术不足的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于对无人机巡检业务进行管控的系统，所述系统包括无人机平台和业务数据平台，其中：
所述无人机平台包括巡检无人机和飞行数据记录模块，所述巡检无人机根据任务指令，对电网设备进行巡检作业，获取作业结果；所述飞行数据记录模块，用于记录所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据，并根据所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据对所述巡检无人机的巡检作业进行实时管控；
所述业务数据平台包括数据传输网络和数据服务模块，通过所述数据传输网络将所述作业结果和所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据传输至所述数据服务模块。
优选地，所述飞行数据记录模块，还用于对所述巡检无人机和任务执行人员身份信息进行匹配，获取匹配结果。
优选地，还包括客户应用平台，所述客户应用平台包括人员管理模块，所述人员管理模块用于记录所述巡检无人机的任务执行人员身份信息，并将所述任务执行人员身份信息与所述巡检无人机和飞行数据记录模块进行关联。
优选地，还包括客户应用平台，所述客户应用平台包括协同巡检模块，所述协同巡检模块用于根据线路设备特征、巡检任务性质、地理气象环境和巡检成本，确定巡检方式；
所述巡检方式包括：直升机、无人机和人工巡检；
对所述巡检方式的巡检成本评估算法进行参数配置，确定至少两个评估指标及所述至少两个评估指标的权重，对所述巡检方式的巡检成本进行评估。
优选地，还包括客户应用平台，所述客户应用平台包括缺陷识别模块，所述缺陷识别模块用于接收所述数据服务模块发送的所述作业结果；所述作业结果包括巡检影像；
所述缺陷识别模块对接收到的所述巡检影像进行识别，对所述巡检影像的缺陷进行标注，并利用缺陷识别算法对所述巡检影像的缺陷进行识别。
基于本发明的另一方面，提供一种用于对无人机巡检业务进行管控的方法，所述方法包括：
根据任务指令，通过巡检无人机对电网设备进行巡检作业，获取作业结果；
通过飞行数据记录模块记录所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据，并根据所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据对所述巡检无人机的巡检作业进行实时管控；
通过数据传输网络将所述作业结果和所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据传输至所述数据服务模块。
优选地，通过所述飞行数据记录模块对所述巡检无人机和任务执行人员身份信息进行匹配，获取匹配结果。
优选地，通过人员管理模块用于记录所述巡检无人机的任务执行人员身份信息，并将所述任务执行人员身份信息与所述巡检无人机和飞行数据记录模块进行关联。
优选地，通过协同巡检模块根据线路设备特征、巡检任务性质、地理气象环境和巡检成本，确定巡检方式；
所述巡检方式包括：直升机、无人机和人工巡检；
对所述巡检方式的巡检成本评估算法进行参数配置，确定至少两个评估指标及所述至少两个评估指标的权重，对所述巡检方式的巡检成本进行评估。
优选地，还包括：通过所述缺陷识别模块接收所述数据服务模块发送的所述作业结果；所述作业结果包括巡检影像；
通过所述缺陷识别模块对接收到的所述巡检影像进行识别，对所述巡检影像的缺陷进行标注，并利用缺陷识别算法对所述巡检影像的缺陷进行识别。
本发明技术方案提供一种用于对无人机巡检业务进行管控的系统及方法，其中系统包括无人机平台和业务数据平台，其中：无人机平台包括巡检无人机和飞行数据记录模块，巡检无人机根据任务指令，对电网设备进行巡检作业，获取作业结果；飞行数据记录模块，用于记录巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据，并根据巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据对巡检无人机的巡检作业进行实时管控；业务数据平台包括数据传输网络和数据服务模块，通过数据传输网络将作业结果和巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据传输至数据服务模块。本发明技术方案解决了无人机应用过程中缺乏有效管控手段的问题，本发明技术方案，保障无人机巡检作业合法合规安全开展，提升巡检数据智能化处理水平，提高作业效率，实现巡检业务全过程统一规范化闭环管理。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的用于对无人机巡检业务进行管控的系统结构图；
图2为根据本发明优选实施方式的用于对无人机巡检业务进行管控的系统结构图；以及
图3为根据本发明优选实施方式的用于对无人机巡检业务进行管控的方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的用于对无人机巡检业务进行管控的系统结构图。针对现有无人机巡检管控技术的不足，本申请实施方式提出了一种无人机巡检业务管控系统，可实现对电网设备巡检无人机全业务流程的有效管控。本申请提出的无人机巡检业务管控系统包括无人机平台、业务数据云平台和客户应用平台。如图1所示，一种用于对无人机巡检业务进行管控的系统，系统包括无人机平台101和业务数据平台102，其中：
无人机平台101包括巡检无人机和飞行数据记录模块，巡检无人机根据任务指令，对电网设备进行巡检作业，获取作业结果；飞行数据记录模块，用于记录巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据，并根据巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据对巡检无人机的巡检作业进行实时管控。优选地，飞行数据记录模块，还用于对巡检无人机和任务执行人员身份信息进行匹配，获取匹配结果。本申请的无人机平台101包括巡检无人机和飞行数据记录模块。巡检无人机根据系统委派的任务，对电网设备进行巡检作业，获得电网设备的巡检影像。同时，搭载的飞行数据记录模块实现巡检无人机与任务执行人员匹配认证，并记录巡检无人机实时位置信息和动态飞行数据，对无人机巡检作业前端进行实时管控。
业务数据平台102包括数据传输网络和数据服务模块，通过数据传输网络将作业结果和巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据传输至数据服务模块。本申请的业务数据云平台102包括数据传输网络和数据服务模块。数据传输网络用于对巡检无人机获得的电网设备巡检影像和飞行数据记录模块记录的任务执行人员匹配认证信息、巡检无人机实时位置信息及动态飞行数据进行加密传输；数据服务模块用于通过数据传输网络接收各个巡检无人机获得的电网设备巡检影像并传输至客户应用平台。
优选地，系统还包括客户应用平台，客户应用平台包括人员管理模块，人员管理模块用于记录巡检无人机的任务执行人员身份信息，并将任务执行人员身份信息与巡检无人机和飞行数据记录模块进行关联。
优选地，系统还包括客户应用平台，客户应用平台包括协同巡检模块，协同巡检模块用于根据线路设备特征、巡检任务性质、地理气象环境和巡检成本，确定巡检方式；巡检方式包括：直升机、无人机和人工巡检；对巡检方式的巡检成本评估算法进行参数配置，确定至少两个评估指标及至少两个评估指标的权重，对巡检方式的巡检成本进行评估。
优选地，系统还包括客户应用平台，客户应用平台包括缺陷识别模块，缺陷识别模块用于接收数据服务模块发送的作业结果；作业结果包括巡检影像；缺陷识别模块对接收到的巡检影像进行识别，对巡检影像的缺陷进行标注，并利用缺陷识别算法对巡检影像的缺陷进行识别。
本申请的客户应用平台包括配置管理模块、资产管理模块、人员管理模块、台账管理模块、协同巡检模块、飞行管理模块、缺陷识别模块、统计报表模块、无人机飞行数据模块。客户应用平台和业务数据云平台进行数据交互。
1)配置管理模块包括单位管理、账号管理、权限管理。
①单位管理用于记录无人机巡检业务管控系统使用单位信息。
②账号管理用于记录使用人员身份信息并对使用人员的角色进行区分。
③权限管理用于分配各个角色使用人员的使用权限。
2)资产管理模块包括各类设备的设备台账信息管理、出入库信息管理、维保信息管理。
①设备台账信息管理记录有无人机的品牌、型号、类别、飞行控制系统编码、绑定的行数据记录模块编码、绑定的人员信息、注册时间、资产属性、设备来源、所属工区、设备状态；电池的对应机型品牌、对应机型型号、电池编码、注册时间、设备状态。
②出入库信息管理记录有设备信息、出入库时间、出入库人员、出入库记录。
③维保信息管理记录有设备信息、无人机飞行统计数据、维保次数、最近一次维保时间、维保状态提示。需对设备进行维保时，工作人员在维保页面点击维保申请，维保申请被提交管理员，管理员人工审核通过之后，设备状态更新为维保状态；维保完成后，维保人员在维保页面录入维保信息，设备状态更新为待命状态。
3)人员管理模块包括人员台账信息管理、人员设备关联管理。
①人员台账信息管理用于记录巡检无人机操控人员的基本身份信息、技术技能水平、所持飞行资格证和巡检飞行记录。
②人员设备关联管理用于对巡检无人机、飞行数据记录模块和操控人员三者进行关联绑定。执行巡检作业任务时，巡检无人机、飞行数据记录模块和任务执行人员匹配认证通过后，开始操控无人机飞行。
4)台账管理模块包括线路台账、设备台账。
①线路台账记录有线路名称、运维单位、电压等级、线路长度、杆塔数量。
②设备台账记录有单位信息和该单位所属各类巡检无人机的数量。
5)协同巡检模块用于对直升机、无人机和人工巡检三种方式进行协同巡检效益评估和决策。
①根据线路设备特征、巡检任务性质、地理气象环境、巡检成本等因素，对整条线路或线路分区段生成直升机、无人机和人工协同巡检计划。
②评估算法的参数配置，包括地形参数影响因子权重、主导天气影响因子权重、线路参数影响因子权重。
③从质量、安全、效率和成本四个方面设置评估指标权重，对直升机、无人机和人工巡检的费用组成、单价及组合系数进行设置调整，进行巡检成本估算。
6)飞行管理模块包括作业计划管理、空域申请管理、巡检工单管理、报警查看和禁飞区管理。
①作业计划管理用于生成和审核各个电网设备的巡检计划，包括有年计划、月计划、周计划和临时计划。年计划用于供使用人员对各个电网设备的年度巡检任务进行计划并生成年度巡检计划初稿，年度巡检计划初稿被提交至审核模块，年度巡检计划审核人员在审核模块对年度巡检计划初稿进行审核，如果审核通过，生成年度巡检计划定稿，如果审核不通过，使用人员根据审核意见对年度巡检计划初稿修改后重新提交至审核模块，直至审核通过并生成年度巡检计划定稿为止。月计划用于对生成的年度巡检计划定稿进行分解生成各月的月度巡检计划初稿；使用人员根据审核意见对月度巡检计划初稿进行修改和调整后生成月度巡检计划定稿。周计划用于供使用人员根据生成的月度巡检计划定稿生成周巡检计划初稿并提交至审核模块，周巡检计划的审核人员在审核模块对周巡检计划进行审核，审核通过后生成周巡检计划定稿，如审核不通过，使用人员根据审核意见对周计划初稿修改后重新提交至审核模块，直至审核通过并生成年度巡检计划定稿为止。
②空域申请管理用于供使用人员在根据作业计划管理生成的巡检计划确定巡检空域之后，将巡检空域上报至空域管理部门审批，并在空域管理部门审批通过之后，安排各个巡检任务的相关信息，包括具体的巡检无人机和飞行路线，并将巡检任务的具体信息至少提前一天向空域管理部门报备。
③巡检工单管理用于供使用人员根据巡检任务建立工单，所述工单的内容包括执行单位、工单编号、工作负责人、工作许可人、工作负责班和作业性质；新建的工单被提交至工单签发人员审核，工单签发人员在工单管理模块中对新建的工单进行审核签发；工作许可人员在工单管理模块中对工单进行许可，工作负责人根据工单执行对应的巡检任务，完成后在工单管理模块中进行工单终结的操作；在巡检结果管理中查询工单录入的巡检工作情况。
④报警查看用于查询无人机所有的报警记录，包括报警记录关联的工单、报警时间、报警类型等。
⑤禁飞区管理用于对禁飞区进行新增和修改，并同步至巡检无人机飞行航线规划和无人机飞行数据监控。
7)缺陷识别模块用于对无人机巡检影像进行智能处理，包括巡检影像标注、识别算法嵌入和缺陷智能识别。
①巡检影像标注具有影像批量导入、自动重命名、标注、审核和安全分发等功能，对识别后的缺陷标注信息，人工交互修改确认。
②通过开放的缺陷识别算法接口，接入各单位研发的不同类型缺陷识别算法模型进行应用，并对各类算法识别效果(漏检率、误报率等)进行分析。
③选择不同的设备类型和该类型的不同识别算法模型，对无人机巡检影像进行缺陷智能识别；识别后，以编号形式输出各模型的缺陷标注框和缺陷列表，经人工审核确认后，存储识别结果正确的图片，生成巡检报告。
8)统计报表模块用于对巡检设备和人员情况进行统一管理分析，统计信息包括巡检作业情况、缺陷分类统计、缺陷发现率统计、无人机配置统计、人员情况统计、缺陷月报、人员工作量统计、缺陷数据。
9)无人机飞行数据模块用于监控无人机实时位置信息和动态飞行数据。通过飞行数据记录模块，采集当前工单信息、巡检无人机信息、无人机经纬度和海拔高度、飞行速度、飞行时间和飞行公里数、当前告警状态，记录无人机飞行轨迹并查询历史飞行轨迹。
(5)具有统一定制的数据接口，包括天气、地理信息服务接口，激光扫描、倾斜摄影应用接口。
如图2所示，本申请实施方式提供的无人机巡检业务管控系统包括无人机平台、业务数据云平台和客户应用平台。无人机平台包括巡检无人机和飞行数据记录模块，飞行数据记录模块实现巡检无人机与任务执行人员匹配认证，并记录巡检无人机实时位置信息和动态飞行数据，对无人机巡检作业前端进行实时管控。
本申请业务数据云平台包括数据传输网络和数据服务模块。数据传输网络用于对巡检无人机获得的电网设备巡检影像和飞行数据记录模块记录的任务执行人员匹配认证信息、巡检无人机实时位置信息及动态飞行数据进行加密传输。
本申请的客户应用平台包括配置管理模块、资产管理模块、人员管理模块、台账管理模块、协同巡检模块、飞行管理模块、缺陷识别模块、统计报表模块、无人机飞行数据模块。协同巡检模块用于对直升机、无人机和人工巡检三种方式进行协同巡检效益评估和决策；缺陷识别模块用于接入识别算法对无人机巡检影像进行智能处理；无人机飞行数据模块用于监控无人机实时位置信息和动态飞行数据，采集当前工单信息、巡检无人机信息、无人机经纬度和海拔高度、飞行速度、飞行时间和飞行公里数、当前告警状态，记录无人机飞行轨迹并查询历史飞行轨迹。
本申请的无人机巡检业务管控系统具有统一定制的数据接口，包括天气、地理信息服务接口，激光扫描、倾斜摄影应用接口等。
本申请实施方式提出的一种无人机巡检业务管控系统，解决了无人机应用过程中缺乏有效管控手段的问题，保障无人机巡检作业合法合规安全开展，提升巡检数据智能化处理水平，提高作业效率，实现巡检业务全过程统一规范化闭环管理。
图3为根据本发明优选实施方式的用于对无人机巡检业务进行管控的方法流程图。如图3所示，本申请实施方式提供一种用于对无人机巡检业务进行管控的方法，方法包括：
优选地，在步骤301：根据任务指令，通过巡检无人机对电网设备进行巡检作业，获取作业结果。优选地，通过飞行数据记录模块对巡检无人机和任务执行人员身份信息进行匹配，获取匹配结果。
优选地，在步骤302：通过飞行数据记录模块记录巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据，并根据巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据对巡检无人机的巡检作业进行实时管控；
优选地，在步骤303：通过数据传输网络将作业结果和巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据传输至数据服务模块。
优选地，通过人员管理模块用于记录巡检无人机的任务执行人员身份信息，并将任务执行人员身份信息与巡检无人机和飞行数据记录模块进行关联。
优选地，通过协同巡检模块根据线路设备特征、巡检任务性质、地理气象环境和巡检成本，确定巡检方式；
巡检方式包括：直升机、无人机和人工巡检；
对巡检方式的巡检成本评估算法进行参数配置，确定至少两个评估指标及至少两个评估指标的权重，对巡检方式的巡检成本进行评估。
优选地，还包括：通过缺陷识别模块接收数据服务模块发送的作业结果；作业结果包括巡检影像；
通过缺陷识别模块对接收到的巡检影像进行识别，对巡检影像的缺陷进行标注，并利用缺陷识别算法对巡检影像的缺陷进行识别。
本发明优选实施方式的用于对无人机巡检业务进行管控的方法300与本发明优选实施方式的用于对无人机巡检业务进行管控的系统100相对应，在此不再进行赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (10)

1.一种用于对无人机巡检业务进行管控的系统，其特征在于，所述系统包括无人机平台和业务数据平台，其中：
所述无人机平台包括巡检无人机和飞行数据记录模块，所述巡检无人机根据任务指令，对电网设备进行巡检作业，获取作业结果；所述飞行数据记录模块，用于记录所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据，并根据所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据对所述巡检无人机的巡检作业进行实时管控；
所述业务数据平台包括数据传输网络和数据服务模块，通过所述数据传输网络将所述作业结果和所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据传输至数据服务模块。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述飞行数据记录模块，还用于对所述巡检无人机和任务执行人员身份信息进行匹配，获取匹配结果。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括客户应用平台，所述客户应用平台包括人员管理模块，所述人员管理模块用于记录所述巡检无人机的任务执行人员身份信息，并将所述任务执行人员身份信息与所述巡检无人机和飞行数据记录模块进行关联。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括客户应用平台，所述客户应用平台包括协同巡检模块，所述协同巡检模块用于根据线路设备特征、巡检任务性质、地理气象环境和巡检成本，确定巡检方式；
所述巡检方式包括：直升机、无人机和人工巡检；
对所述巡检方式的巡检成本评估算法进行参数配置，确定至少两个评估指标及所述至少两个评估指标的权重，对所述巡检方式的巡检成本进行评估。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括客户应用平台，所述客户应用平台包括缺陷识别模块，所述缺陷识别模块用于接收所述数据服务模块发送的所述作业结果；所述作业结果包括巡检影像；
所述缺陷识别模块对接收到的所述巡检影像进行识别，对所述巡检影像的缺陷进行标注，并利用缺陷识别算法对所述巡检影像的缺陷进行识别。
6.一种用于对无人机巡检业务进行管控的方法，其特征在于：所述方法包括：
根据任务指令，通过巡检无人机对电网设备进行巡检作业，获取作业结果；
通过飞行数据记录模块记录所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据，并根据所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据对所述巡检无人机的巡检作业进行实时管控；
通过数据传输网络将所述作业结果和所述巡检无人机的实时位置信息和动态飞行数据传输至数据服务模块。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：通过所述飞行数据记录模块对所述巡检无人机和任务执行人员身份信息进行匹配，获取匹配结果。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：通过人员管理模块记录所述巡检无人机的任务执行人员身份信息，并将所述任务执行人员身份信息与所述巡检无人机和飞行数据记录模块进行关联。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：通过协同巡检模块根据线路设备特征、巡检任务性质、地理气象环境和巡检成本，确定巡检方式；
所述巡检方式包括：直升机、无人机和人工巡检；
对所述巡检方式的巡检成本评估算法进行参数配置，确定至少两个评估指标及所述至少两个评估指标的权重，对所述巡检方式的巡检成本进行评估。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：还包括：通过所述缺陷识别模块接收所述数据服务模块发送的所述作业结果；所述作业结果包括巡检影像；
通过所述缺陷识别模块对接收到的所述巡检影像进行识别，对所述巡检影像的缺陷进行标注，并利用缺陷识别算法对所述巡检影像的缺陷进行识别。
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