CN112327929A - 一种无人机航飞管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无人机航飞管理系统，该系统包括工程管理模块、航线规划模块、航线编辑模块和数据库；工程管理模块用于对航飞规划任务信息进行显示和编辑，并且与无人机设备通过通讯模块进行信号传输；航线规划模块用于根据航飞规划任务信息，并结合无人机设备状态信息、电力线信息、电力塔信息、数据库内预设的数字地图进行计算并生成航线规划信息；航线编辑模块用于根据航线规划信息进行航线编辑生成航线信息，工程管理模块调取航线信息通过通信模块发送至无人机设备，无人机设备根据航线信息、自身重建的区域地图信息和自身定位信息执行航向飞行任务。利用本发明的管理系统能够实现对无人机设备的监控和航线规划。
Description
技术领域
本发明涉及无人机管理控制技术领域，具体涉及一种无人机航飞管理系统。
背景技术
为适应新的电力线路巡检需求，国内外积极开发各种人工巡检的代替方案，无人机巡检是可行的方案之一。无人机巡检因为无人机设备造价相对低廉，近年来无人机设备性能和飞行控制技术都有了极大的提高，逐渐成为了研究热点。例如公告号为CN110011223B、公告日为2020.6.9的中国专利-适于区域输电线路的多无人机协作巡检方法和系统，该发明通过多个无人机协作完成对输电线路的快速巡检，但是无人机巡检仍主要依靠人工手动操作无人机完成、巡检效果受操作人员技能水平、操作经验限制，存在无人机装备智能化水平不高、作业自主性低、现场作业过程无法实时监控、数据处理智能化水平低等问题。
目前传统的无人机飞行监控车，作为中大型无人直升机的地面控制站，主要用于中大型无人直升机的飞行任务操控、能源补给、区域天气环境监测、无线组网通信等功能，存在监控系统庞大、系统结构复杂、体积大、成本高等不足，不便于灵活机动部署应用，不适应电力巡检应用的多旋翼无人机，更不是针对电力无人机的巡检作业应用场景。
为了提升无人机装备智能化水平和巡检作业效率，无人机电力线路安全巡检自主飞行时需要在无人机管理系统进行全程人工监控，进而满足无人机电力线路安全巡检的需要，然而，目前尚无管理系统能满足上述需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机航飞管理系统，利用本发明的管理系统能够实现对无人机设备的监控和航线规划，进而满足无人机电力线路安全巡检的需要。
基于上述目的，本发明提供的无人机航飞管理系统，包括：工程管理模块、航线规划模块、航线编辑模块和数据库；
工程管理模块，用于对航飞规划任务信息进行显示和编辑，并且与无人机设备通过通讯模块进行信号传输；
航线规划模块，用于根据所述航飞规划任务信息，并结合无人机设备状态信息、电力线信息、电力塔信息、数据库内预设的数字地图进行计算并生成航线规划信息；
航线编辑模块，用于根据所述航线规划信息进行航线编辑生成航线信息，所述工程管理模块调取所述航线信息通过通信模块发送至无人机设备，无人机设备根据航线信息、自身重建的区域地图信息和自身定位信息执行航向飞行任务。
进一步，所述工程管理模块包括激光器型号设置模块、相机型号设置模块、控制模式设置模块、指南针校正模块。
进一步，还包括云端平台，所述工程管理模块调取所述航线信息，通过通讯模块将所述航线信息上传至云端平台，并且，能够从云端平台下载已有的航飞规划任务信息进行显示和编辑。
进一步，所述云端平台包括云端账户管理系统和数据存储系统；
所述云端账户管理系统用于用户注册云端账户、登录账户、修改密码及退出；
所述数据存储系统用于存储账户信息、航飞规划任务信息及航线信息。
进一步，所述工程管理模块显示的信息包括：GPS信息、RTK状态、IMU状态、激光数据、航向角误差、主天线PDOP、从天线PDOP、主天线卫星数、从天线卫星数。
进一步，所述通讯模块包括GSM/GPRS/3G/4G/5G模块、VHF模块、UHF模块中的一种或者多种。
进一步，所述数据库内存储有多种预先生成的第一航线规划信息，所述航线规划模块根据所述航飞规划任务信息，并结合无人机设备状态信息、电力线信息、电力塔信息、数据库内预设的数字地图进行计算以与多个第一航线规划信息匹配，进而确定匹配度最高的第一航线规划信息作为航线规划信息。
进一步，还包括GPS/INS组合导航系统，用于获取无人机设备状态信息。
进一步，所述航线编辑模块能够在数字地图中创建航点、航段、航线及航段跳转指针；
航点包括起始点、结束点、过渡点、普通点、特殊点、实时点；
航段包括直线航段、圆弧航段、跑道航段、梳状航段、正多边形航段、多边形航段。
进一步，所述航段至少由两个航点组成，航线至少有一个航段，航线包括起飞航线、离场航线、飞行航线、返航航线、进场航线、着陆航线、应急返航航线、迫降航线。
本发明的有益效果为：
本发明提供的无人机航飞管理系统包括工程管理模块、航线规划模块、航线编辑模块和数据库；工程管理模块用于对航飞规划任务信息进行显示和编辑，并且与无人机设备通过通讯模块进行信号传输；航线规划模块用于根据航飞规划任务信息，并结合无人机设备状态信息、电力线信息、电力塔信息、数据库内预设的数字地图进行计算并生成航线规划信息；航线编辑模块用于根据航线规划信息进行航线编辑生成航线信息，工程管理模块调取航线信息通过通信模块发送至无人机设备，无人机设备根据航线信息、自身重建的区域地图信息和自身定位信息执行航向飞行任务。利用本发明的无人机航飞管理系统能够实现对无人机设备的监控和航线规划，进而满足无人机电力线路安全巡检的需要。
附图说明
图1是本发明的无人机航飞管理系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供一种无人机航飞管理系统，包括：工程管理模块、航线规划模块、航线编辑模块和数据库；
工程管理模块用于对航飞规划任务信息进行显示和编辑，并且与无人机设备通过通讯模块进行信号传输。
具体地，工程管理模块可以包括激光器型号设置模块、相机型号设置模块、控制模式设置模块、指南针校正模块；
其中，控制模式设置模块可以包括预先配置好的速度模式、高度模式和飞控模式三种类型；激光器型号设置模块用于根据使用的无人机设备中的激光器类型，进行型号选择；相机型号设置模块用于根据使用的无人机设备中的相机类型，进行型号选择；指南针校正模块用于对使用的无人机设备中的指南针进行位置校正。
其中，速度模式是在无障碍无拍摄及探测任务情况下全速飞行的模式，使无人机设备能够尽快到达目的地附近；
高度模式是存在障碍物的情况下，使无人机以一定的高度范围进行航飞；
飞控模式是通过工程管理模块输出航线信息至无人机设备，使无人机设备按照预设航线进行航飞的模式。
并且，工程管理模块显示的信息包括：GPS信息、RTK状态、IMU状态、激光数据、航向角误差、主天线PDOP、从天线PDOP、主天线卫星数、从天线卫星数等，便于工作人员对无人机航飞状态进行监控和调整。
此外，工程管理模块的面板中还设置有当前创建任务列表、云端同步任务列表、新建任务、编辑任务和删除任务等相关选项以供工作人员进行编辑。
航线规划模块用于根据航飞规划任务信息，并结合无人机设备状态信息、电力线信息、电力塔信息、数据库内预设的数字地图进行计算并生成航线规划信息；
具体的，数据库内存储有多种预先生成的第一航线规划信息，航线规划模块根据航飞规划任务信息，并结合无人机设备状态信息、电力线信息、电力塔信息、数据库内预设的数字地图进行计算以与多个第一航线规划信息匹配，进而确定匹配度最高的第一航线规划信息作为航线规划信息。
这里需要说明的是，数据库内存储的数字地图为无人机设备执行任务的地图，电力塔信息、电力线信息为无人机设备扫描得到的相对应地图内的电力塔信息和电力线信息；无人机设备状态信息包括无人机设备的实时位置信息；航线规划模块可以根据上述的各类信息，确定匹配度最高的第一航线规划信息作为航线规划信息。
航线编辑模块用于根据航线规划信息进行航线编辑生成航线信息，工程管理模块调取航线信息并通过通信模块发送至无人机设备，无人机设备根据航线信息、自身重建的区域地图信息和自身定位信息执行航向飞行任务。
具体的，航线编辑模块可以在数字地图中创建航点、航段、航线、航段跳转指针以及飞行任务；
航点包括起始点、结束点、过渡点、普通点、特殊点、实时点，以上各个点的参数由经度、维度、高度组成；
航段包括直线航段、圆弧航段、跑道航段、梳状航段、正多边形航段、多边形航段；航段包含进入及退出方式，航段进入/退出方式可分为直接进入/退出、一次过渡距点进入/退出、一次过渡过点进入/退出、二次过渡过点进入/退出；航段跳转指针由跳转条件及跳转参数组成，用于无人机设备从一个航段跳转到另一个航段，跳转参数包括航段距离、航段飞行时间、面积、海拔高度、气压大小、无线电高、GPS高程、经度、纬度、设备状态、任务飞行距离、任务飞行时间；
航段至少由两个航点组成，航线至少有一个航段，航线包括起飞航线、离场航线、飞行航线、返航航线、进场航线、着陆航线、应急返航航线、迫降航线。
本实施例提供的无人机航飞管理系统，还包括云端平台，工程管理模块能够调取航线信息，通过通讯模块将航线信息上传至云端平台进行保存，并且，功能管理模块还能够从云端平台下载已有的航飞规划任务信息进行显示和编辑。
优选地，云端平台包括云端账户管理系统和数据存储系统；
云端账户管理系统用于用户注册云端账户、登录账户、修改密码及退出等；操作人员可以通过工程管理模块，与云端账户管理系统进行通信，实现在线注册云端账户、登录账户、修改密码及退出等功能。
数据存储系统用于存储账户信息、航飞规划任务信息及航线信息等。
本实施例中，通讯模块包括GSM/GPRS/3G/4G/5G模块、VHF模块、UHF模块中的一种或者多种。
本实施例中，还包括GPS/INS组合导航系统，GPS/INS组合导航系统用于获取无人机的上述设备状态信息，从而供航线规划模块进行航线数据规划处理。
本实施例中，还包括巡检数据分析模块，具备巡检杆塔、巡检公里数等业务数据、巡检现场监控数据、非结构化影像数据的存储和实时预处理分析等功能。内嵌无人机巡检影像人工智能处理算法，对作业结果进行实时智能识别分析，其中，作业结果包括无人机巡检采集的影像数据。融合线路台账、在线监测采集终端数据、视频监拍数据等多源数据信息，实现电网设备缺陷或隐患的现场就地研判分析，生成缺陷研判结果数据，工程管理模块能够调取缺陷研判结果数据，进行自动汇总统计，方便工作人员进行分析。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种无人机航飞管理系统，其特征在于，包括：工程管理模块、航线规划模块、航线编辑模块和数据库；
工程管理模块，用于对航飞规划任务信息进行显示和编辑，并且与无人机设备通过通讯模块进行信号传输；
航线规划模块，用于根据所述航飞规划任务信息，并结合无人机设备状态信息、电力线信息、电力塔信息、数据库内预设的数字地图进行计算并生成航线规划信息；
航线编辑模块，用于根据所述航线规划信息进行航线编辑生成航线信息，所述工程管理模块调取所述航线信息通过通信模块发送至无人机设备，无人机设备根据航线信息、自身重建的区域地图信息和自身定位信息执行航向飞行任务。
2.根据权利要求1所述的无人机航飞管理系统，其特征在于，所述工程管理模块包括激光器型号设置模块、相机型号设置模块、控制模式设置模块、指南针校正模块。
3.根据权利要求1所述的无人机航飞管理系统，其特征在于，还包括云端平台，所述工程管理模块调取所述航线信息，通过通讯模块将所述航线信息上传至云端平台，并且，能够从云端平台下载已有的航飞规划任务信息进行显示和编辑。
4.根据权利要求3所述的无人机航飞管理系统，其特征在于，所述云端平台包括云端账户管理系统和数据存储系统；
所述云端账户管理系统用于用户注册云端账户、登录账户、修改密码及退出；
所述数据存储系统用于存储账户信息、航飞规划任务信息及航线信息。
5.根据权利要求1所述的无人机航飞管理系统，其特征在于，所述工程管理模块显示的信息包括：GPS信息、RTK状态、IMU状态、激光数据、航向角误差、主天线PDOP、从天线PDOP、主天线卫星数、从天线卫星数。
6.根据权利要求1所述的无人机航飞管理系统，其特征在于，所述通讯模块包括GSM/GPRS/3G/4G/5G模块、VHF模块、UHF模块中的一种或者多种。
7.根据权利要求1所述的无人机航飞管理系统，其特征在于，所述数据库内存储有多种预先生成的第一航线规划信息，所述航线规划模块根据所述航飞规划任务信息，并结合无人机设备状态信息、电力线信息、电力塔信息、数据库内预设的数字地图进行计算以与多个第一航线规划信息匹配，进而确定匹配度最高的第一航线规划信息作为航线规划信息。
8.根据权利要求1所述的无人机航飞管理系统，其特征在于，还包括GPS/INS组合导航系统，用于获取无人机设备状态信息。
9.根据权利要求1所述的无人机航飞管理系统，其特征在于，所述航线编辑模块能够在数字地图中创建航点、航段、航线及航段跳转指针；
航点包括起始点、结束点、过渡点、普通点、特殊点、实时点；
航段包括直线航段、圆弧航段、跑道航段、梳状航段、正多边形航段、多边形航段。
10.根据权利要求9所述的无人机航飞管理系统，其特征在于，航段至少由两个航点组成，航线至少有一个航段，航线包括起飞航线、离场航线、飞行航线、返航航线、进场航线、着陆航线、应急返航航线、迫降航线。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210205 |