CN113282101A - 一种用于火力发电厂的无人机巡检系统、方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于火力发电厂的无人机巡检系统、方法及存储介质，包括：火力发电厂路径采集模块用于采集巡检无人机的当前位置至火力发电厂之间的建筑物构造数据、机组设备数据和地形数据，根据建筑物构造数据、机组设备数据和地形数据生成火力发电厂内部的路径图；飞行路线生成模块用于根据巡检无人机当前位置和火力发电厂的目标巡检位置，生成飞行路线；航线生成模块用于根据巡检无人机停机坪位置调整所述飞行路线，以生成航线；巡检无人机控制模块用于控制巡检无人机从巡检无人机当前位置出发沿航线飞行至火力发电厂的目标巡检位置后，继续沿航线飞行降落至巡检无人机停机坪上；提高了无人机在巡检火力发电厂过程中的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及无人机巡检技术领域，具体涉及一种用于火力发电厂的无人机巡检系统、方法及存储介质。
背景技术
随着无人机制造技术和控制技术的发展，越来越多的领域引入了无人机的应用。特别是在高危行业中，例如输配电技术领域对于无人机的需求越来越大。在电力行业中，为了保证电力的良好运行，必须对输配电线路进行快速及时的巡检和维护。传统输电线路巡检的方式已经满足不了大规模、全方位的用电需求，同时传统线路巡检方式的弊端日益显现，并且存在极大的人身安全隐患。因此，研究更科学合理的巡检方式迫在眉睫。随着无人机的民用化发展，电力系统也在积极研究其在电力生产中的应用，将无人机技术引入到输电线路巡检上来，并对其进行科学合理的运用，将能够保障输电线路更安全平稳的运行。无人机的应用很大程度上减少了人工的投入成本，最主要的是无人机能够完成人工完成不了的任务且无人机的投入能够有效的避免造成安全事故的发生，避免对人造成危害。
目前，将无人机应用到火力发电厂巡检中，由于火力发电厂设备结构的复杂性，无人机在飞行巡检过程中极易碰触发电厂机组设备导致故障频发，因此，将无人机应用到火力发电厂巡检中，如何制定火力发电厂的无人机巡检路线是目前研究者亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于火力发电厂的无人机巡检系统、方法及存储介质，对火力发电厂巡检更高效，有效避免了碰触发电厂机组设备导致故障频发的问题出现，提高了巡检无人机在巡检火力发电厂过程中的安全性。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供一种用于火力发电厂的无人机巡检系统，包括：
火力发电厂路径采集模块，用于采集巡检无人机的当前位置至火力发电厂之间的建筑物构造数据、火力发电厂机组设备数据和地形数据，根据建筑物构造数据、设备数据和地形数据生成火力发电厂内部的路径图；
飞行路线生成模块，用于根据巡检无人机当前位置和火力发电厂的目标巡检位置，生成飞行路线；
航线生成模块,用于根据巡检无人机停机坪位置调整所述飞行路线，以生成航线；
巡检无人机控制模块，用于控制巡检无人机从巡检无人机当前位置出发沿航线飞行至火力发电厂的目标巡检位置后，继续沿航线飞行降落至巡检无人机停机坪上。
本发明提供一种用于火力发电厂的无人机巡检系统、方法及存储介质，对火力发电厂巡检更高效，有效避免了碰触发电厂机组设备导致故障频发的问题出现，提高了巡检无人机在巡检火力发电厂过程中的安全性。
作为优选技术方案，所述飞行路线生成模块还包括：飞行路线调整模块，所述飞行路线调整模块用于根据探测障碍点结构探测到的无人机巡检飞行时出现新的飞行障碍点并调整与飞行障碍点相匹配的飞行路线。
作为优选技术方案，包括：多个无人机停机坪，每个无人机停机坪包括：承载平台和充电装置，所述承载平台上设置有巡检无人机的停机区域，所述充电装置设置于所述巡检无人机的停机区域内，所述充电装置用于对巡检无人机进行充电。
作为优选技术方案，所述充电装置包括：电动推杆，所述电动推杆设置于所述承载平台内部。
作为优选技术方案，所述电动推杆上设有活塞杆，所述活塞杆安装有充电插头。
作为优选技术方案，所述无人机停机坪还包括：监控器，所述监控器安装在所述巡检无人机的停机区域，所述监控器用于对降落在所述巡检无人机的停机区域的巡检无人机进行监控。
本发明还提供一种用于火力发电厂的无人机巡检方法，包括以下步骤：
采集巡检无人机的当前位置至火力发电厂之间的建筑物构造数据、火力发电厂机组设备数据以及地形数据，根据建筑物构造数据、火力发电厂机组设备数据和地形数据生成火力发电厂内部的路径图；
根据巡检无人机当前位置和火力发电厂的目标巡检位置，生成飞行路线；
根据巡检无人机停机坪位置调整所述飞行路线，以生成航线；
控制巡检无人机从巡检无人机当前位置出发沿航线飞行至火力发电厂的目标巡检位置，并对巡检无人机沿航线飞行巡检经过的位置区域进行图像数据采集；
将采集到的图像数据传输至数据处理器进行数据处理分析；
控制巡检无人机继续沿航线飞行降落至巡检无人机停机坪上；
在无人机停机坪上对巡检无人机进行充电。
本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如以上所述的用于火力发电厂的无人机巡检方法。
本发明还提供一种用于火力发电厂的巡检无人机，应用于火力发电厂，包括：
获取模块，用于获取飞行巡检任务，所述飞行巡检任务包括：任务起始位置和任务目标位置，根据任务目标位置，获取火力发电厂的巡检清单，所述火力发电厂的巡检清单包括：任务起始位置到任务目标位置的目标飞行路线，目标飞行路线与飞行巡检任务相匹配；
巡检模块，所述巡检模块用于对任务起始位置到任务目标位置的目标飞行路线中经过的位置区域进行图像数据采集；
通讯模块，所述通讯模块用于将所述巡检模块采集到的图像数据传输至数据处理器模块。
作为优选技术方案，所述巡检无人机上设有探测障碍点结构，所述探测障碍点结构用于探测判断巡检无人机距离障碍点的远近距离。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于火力发电厂的无人机巡检系统的示意图；
图2为本发明提供的一种用于火力发电厂的无人机巡检系统的流程图；
其中，1-主控制室；2-无人机停机坪；3-巡检无人机。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
可以理解，本发明是通过一些实施例为了达到本发明的目的，如图1所示，本发明提供一种用于火力发电厂的无人机巡检系统的示意图,包括：主控室1、巡检无人机停机坪2和巡检无人机3，
主控室1设置于火电厂内部的房间，且主控室1内安装有监控屏、数据交换器和数据处理器、巡检无人机控制器、监控器控制器以及各种电气控制设备等，监控器控制器用于控制监控器打开或关闭，监控器打开对降落在所述巡检无人机的停机区域的巡检无人机进行监控，巡检无人机控制器控制巡检无人机从巡检无人机当前位置出发沿航线飞行至火力发电厂的目标巡检位置后，继续沿航线飞行降落至巡检无人机停机坪上；
无人机停机坪2的设置数量根据火力发电厂建筑物构造、火力发电厂机组设备和火力发电厂地形的布局进行合理安装，既在火力发电厂机组设备区域内设置多个无人机停机坪，从而将整个火力发电厂机组设备区域划分为多个独立的巡检区域，这样使得巡检无人机只需要在每个独立的巡检区域内巡检时，并能够就近降落于巡检无人机停机坪上，提高了巡检效率；
巡检无人机停机坪2用于对巡检无人机提供停机区域，巡检无人机停机坪2用于对巡检无人机进行充电，无人机停机坪2与巡检无人机控制模块通讯连接，巡检无人机与无人机停机坪通讯连接。所述无人机停机坪包括：承载平台和充电装置，所述承载平台上设置有巡检无人机的停机区域，所述充电装置设置于所述巡检无人机的停机区域内，所述充电装置用于对巡检无人机进行充电；所述充电装置包括：电动推杆，所述电动推杆设置于所述承载平台内部；所述电动推杆上设有活塞杆，所述活塞杆安装有充电插头，当巡检无人机停靠在停机区域内后，无人机停机坪3接收到巡检无人机停靠在停机区域内数据，电动推杆工作，电动推杆推动活塞杆带动充电插头向巡检无人机的充电口方向运动至巡检无人机的充电口，充电插头与充电口插接，对巡检无人机进行充电；
所述无人机停机坪2还包括：监控器，所述监控器安装在所述巡检无人机的停机区域，所述监控器用于对降落在所述巡检无人机的停机区域的巡检无人机进行监控。
如图2所示，本发明提供的一种用于火力发电厂的无人机巡检系统的流程图；
主控室1还包括：
火力发电厂路径采集模块，用于采集巡检无人机的当前位置至火力发电厂之间的建筑物构造数据、火力发电厂机组设备数据和地形数据，根据建筑物构造数据、设备数据和地形数据生成火力发电厂内部的路径图；
飞行路线生成模块，用于根据巡检无人机当前位置和火力发电厂的目标巡检位置，生成飞行路线；火力发电厂的目标巡检位置根据火力发电厂内部的路径图选择得到；巡检无人机当前位置优选为巡检无人机停机坪；
航线生成模块,用于根据巡检无人机停机坪位置调整所述飞行路线，以生成航线；
巡检无人机控制模块，用于控制巡检无人机从巡检无人机当前位置出发沿航线飞行至火力发电厂的目标巡检位置后，继续沿航线飞行降落至巡检无人机停机坪2上。
火力发电厂路径采集模块由外设设备和软件组成，其根据火电厂机组区域的建筑图纸结合机组区域的实际建筑设备、并且借助于Google Earth地形工具软件作为基础，然后通过Matlab软件可以制备得到火电厂机组区域的三维图纸，其中外设设备包括摄像仪器、测距仪等，因此可以得到火电厂机组区域内的三维图；飞行路线生成模块是对得到火电厂机组区域三维图进行区域划分，使每个巡检无人机都有自己的巡检区域，同时对每个划分后的区域制定火力发电厂的目标巡检位置，火力发电厂的目标巡检位置的制定是根据火电厂机组区域内需要巡检的设备设施来实现的，既每个区域内的需要巡检的设备和设施不同，因此需要针对性的制定，从而确保巡检无人机在巡检过程中可以顺利的完成巡检工作，依次将制定好的飞行路线用于巡检无人机的飞行巡检。
所述飞行路线生成模块还包括：飞行路线调整模块，所述飞行路线调整模块用于根据探测障碍点结构探测到的无人机巡检飞行时出现新的飞行障碍点并调整与飞行障碍点相匹配的飞行路线；路线调整模块用于当巡检无人机飞行时出现特殊情况及时调整巡检无人机的飞行路线；考虑到机组区域内情况存在多变性，因此当巡检无人机在巡检飞行过程中出现情况时，通过路线调整模块及时对巡检无人机的飞行路线进行调整，因此在制定巡检无人机的巡检航线时，需要将每个火力发电厂的目标巡检位置之间的路径进行交叉制定，同时巡检无人机上安装有探测障碍点结构，其中探测障碍点结构原理是基于红外线原理，通过发射红外线光来判断距离障碍点距离，通过判断巡检无人机距离障碍点的远近距离，飞行路线调整模块及时作出飞行线路的调整，有效避免了巡检无人机碰触障碍物的事故发生，提高了无人机在巡检火力发电厂过程中的安全性；
巡检无人机3优选多翼无人机；
巡检无人机3，应用于火力发电厂，包括：
获取模块，用于获取飞行巡检任务，所述飞行巡检任务包括：任务起始位置和任务目标位置，根据任务目标位置，获取火力发电厂的巡检清单，所述火力发电厂的巡检清单包括：任务起始位置到任务目标位置的目标飞行路线，目标飞行路线与飞行巡检任务相匹配；
巡检模块，所述巡检模块用于对任务起始位置到任务目标位置的目标飞行路线中经过的位置区域进行图像数据采集；
通讯模块，所述通讯模块用于将所述巡检模块采集到的图像数据传输至数据处理器模块。
数据处理器模块安装于主控制室内，所述数据处理器模块与监控屏通讯连接。
通过监控屏显示巡检无人机监控传输的图像数据来判断火力发电厂的目标巡检位置的设备是否处于正常运行状态，便于工作人员对火力发电厂的目标巡检位置的设备出现非正常运行状态时进行及时抢修。
一种用于火力发电厂的无人机巡检方法，包括以下步骤：
采集巡检无人机的当前位置至火力发电厂之间的建筑物构造数据、火力发电厂机组设备数据以及火力发电厂地形数据，根据建筑物构造数据、火力发电厂机组设备数据和火力发电厂地形数据生成火力发电厂内部的路径图；
根据巡检无人机当前位置和火力发电厂的目标巡检位置，生成飞行路线；
根据巡检无人机停机坪位置调整所述飞行路线，以生成航线；
控制巡检无人机从巡检无人机当前位置出发沿航线飞行至火力发电厂的目标巡检位置，并对巡检无人机沿航线飞行巡检经过的位置区域进行图像数据采集；
将采集到的图像数据传输至数据处理器进行数据处理分析；
控制巡检无人机继续沿航线飞行降落至巡检无人机停机坪2上；
在无人机停机坪2上对巡检无人机进行充电。
一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如以上所述的用于火力发电厂的无人机巡检方法或系统。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种用于火力发电厂的无人机巡检系统，其特征在于，包括：
火力发电厂路径采集模块，用于采集巡检无人机的当前位置至火力发电厂之间的建筑物构造数据、火力发电厂机组设备数据和地形数据，根据建筑物构造数据、火力发电厂机组设备数据和地形数据生成火力发电厂内部的路径图；
飞行路线生成模块，用于根据巡检无人机当前位置和火力发电厂的目标巡检位置，生成飞行路线；
航线生成模块,用于根据巡检无人机停机坪位置调整所述飞行路线，以生成航线；
巡检无人机控制模块，用于控制巡检无人机从巡检无人机当前位置出发沿航线飞行至火力发电厂的目标巡检位置后，继续沿航线飞行降落至巡检无人机停机坪上。
2.根据权利要求1所述的用于火力发电厂的无人机巡检系统，其特征在于，所述飞行路线生成模块还包括：飞行路线调整模块，所述飞行路线调整模块用于根据探测障碍点结构探测到的无人机巡检飞行时出现新的飞行障碍点并调整与飞行障碍点相匹配的飞行路线。
3.根据权利要求1所述的用于火力发电厂的无人机巡检系统，其特征在于，包括：多个无人机停机坪，每个无人机停机坪包括：承载平台和充电装置，所述承载平台上设置有巡检无人机的停机区域，所述充电装置设置于所述巡检无人机的停机区域内，所述充电装置用于对巡检无人机进行充电。
4.根据权利要求3所述的用于火力发电厂的无人机巡检系统，其特征在于，所述充电装置包括：电动推杆，所述电动推杆设置于所述承载平台内部。
5.根据权利要求4所述的用于火力发电厂的无人机巡检系统，其特征在于，所述电动推杆上设有活塞杆，所述活塞杆安装有充电插头。
6.根据权利要求1所述的用于火力发电厂的无人机巡检系统，其特征在于，所述无人机停机坪还包括：监控器，所述监控器安装在所述巡检无人机的停机区域上，所述监控器用于对降落在所述巡检无人机的停机区域的巡检无人机进行监控。
7.一种用于火力发电厂的无人机巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集巡检无人机的当前位置至火力发电厂之间的建筑物构造数据、火力发电厂机组设备数据以及地形数据，根据建筑物构造数据、火力发电厂机组设备数据和地形数据生成火力发电厂内部的路径图；
根据巡检无人机当前位置和火力发电厂的目标巡检位置，生成飞行路线；
根据巡检无人机停机坪位置调整所述飞行路线，以生成航线；
控制巡检无人机从巡检无人机当前位置出发沿航线飞行至火力发电厂的目标巡检位置，并对巡检无人机沿航线飞行巡检经过的位置区域进行图像数据采集；
将采集到的图像数据传输至数据处理器进行数据处理分析；
控制巡检无人机继续沿航线飞行降落至巡检无人机停机坪上；
在无人机停机坪上对巡检无人机进行充电。
8.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6所述的用于火力发电厂的无人机巡检方法。
9.根据权利要求1所述的用于火力发电厂的无人机巡检系统，其特征在于，包括：巡检无人机，应用于火力发电厂，所述巡检无人机包括：
获取模块，用于获取飞行巡检任务，所述飞行巡检任务包括：任务起始位置和任务目标位置，根据任务目标位置，获取火力发电厂的巡检清单，所述火力发电厂的巡检清单包括：任务起始位置到任务目标位置的目标飞行路线，目标飞行路线与飞行巡检任务相匹配；
巡检模块，所述巡检模块用于对任务起始位置到任务目标位置的目标飞行路线中经过的位置区域进行图像数据采集；
通讯模块，所述通讯模块用于将所述巡检模块采集到的图像数据传输至数据处理器模块。
10.根据权利要求9所述的用于火力发电厂的无人机巡检系统，其特征在于，所述巡检无人机上设有探测障碍点结构，所述探测障碍点结构用于探测判断巡检无人机距离障碍点的远近距离。
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