CN205750548U - 一种基于无人机的巡查系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机领域，特别地涉及一种基于无人机的巡查系统。本实用新型公开了一种基于无人机的巡查系统，包括无人机和移动地面站，所述移动地面站包括车辆和设置在该车辆上的手持无人机遥控器、工控机、第一无线通信模块、停机坪、位置定位装置、视觉定位标定图案和无线充电发射模块，所述无人机包括无线充电接收模块、无人机电源、飞行控制器、第二无线通信模块、视觉定位模块和拍摄模块。本实用新型将无人机相应控制系统和充电系统设置在车辆上，车辆可以跟随无人机进行移动，解决了无人机飞行效率低且续航时间短的问题，可以实现长距离、大范围的巡查需求，巡查效果好，使用方便，具有广阔的应用前景。

Description

一种基于无人机的巡查系统

技术领域

本实用新型属于无人机领域，具体地涉及一种基于无人机的巡查系统。

背景技术

近几年，多旋翼无人机广泛运用于航拍，并且很受专业及业余级摄影师们的喜爱。随着技术的进步，多旋翼无人机的应用也开始慢慢渗透到了行业应用，如农业、电力石油、检灾、林业、气象、国土资源、警用、海洋水利、测绘、城市规划等多个行业。目前，多旋翼无人机在民用市场中的应用受到越来越多的关注，并且具备广阔的市场运用前景。

多旋翼无人机优点是非常容易实现精准控制和稳定悬停等功能，因此，多旋翼无人机非常适合航拍和工地巡查等应用场合，缺点是飞行效率低且续航时间短。现有多旋翼无人机降落大多依靠GPS导航，起飞点和降落点大多在同一位置，充电方式大多靠人工方式来实现地面站充电适配器与无人机进行手动连接充电，使用很麻烦，另外巡查工地供电装置也是问题，此外，地面站装置大多是固定的，因此，现有多旋翼无人机和地面站构建的系统，无法满足长距离、大范围的巡查需求，无法大范围推广应用。

发明内容

本实用新型目的在于为解决上述问题而提供一种将无人机相应控制系统和充电系统设置在车辆上，车辆可以跟随无人机进行移动，解决了无人机飞行效率低且续航时间短的问题，可以实现长距离、大范围的巡查需求，巡查效果好，使用方便，具有广阔应用前景的无人机的巡查系统。

为此，本实用新型公开了一种基于无人机的巡查系统，包括无人机和移动地面站，所述移动地面站包括车辆和设置在该车辆上的手持无人机遥控器、工控机、第一无线通信模块、停机坪、位置定位装置、视觉定位标定图案和无线充电发射模块，所述无人机包括无线充电接收模块、无人机电源、飞行控制器、第二无线通信模块、视觉定位模块和拍摄模块，所述停机坪设置在车辆上表面，所述视觉定位标定图案设置在停机坪上，所述无线充电发射模块设置在停机坪下面，所述工控机分别与第一无线通信模块和位置定位装置连接，所述无线充电接收模块的输出端与无人机电源的充电输入端连接，所述无人机电源为飞行控制器供电，所述飞行控制器分别与第二无线通信模块、视觉定位模块和拍摄模块连接，所述第一无线通信模块和手持无人机遥控器分别与第二无线通信模块建立无线通信链路，所述视觉定位模块用于识别视觉定位标定图案。

进一步的，还包括传感器，所述传感器设置在停机坪下面用于检测无人机是否降落在停机坪上，所述无线充电发射模块包括充电电源、电源管理装置和无线充电发射器，所述充电电源通过电源管理装置与无线充电发射器连接，所述传感器输出端与电源管理装置的控制输入端连接，所述无线充电发射器设置在停机坪下面。

更进一步的，所述传感器为压力传感器。

进一步的，所述位置定位装置设置在停机坪上。

进一步的，第一无线通信模块包括图像传输模块、图像传输天线、数据传输模块和数据传输天线，所述图像传输模块一端连接工控机，一端连接图像传输天线，所述数据传输模块一端连接工控机，一端连接数据传输天线，所述数据传输天线和图像传输天线分别与第二无线通信模块建立无线通信链路。

进一步的，所述工控机还通过无线网络与后台服务器通信连接。

进一步的，所述位置定位装置为差分GPS定位装置。

进一步的，所述视觉定位标定图案为位于停机坪表面的色彩图案。

进一步的，所述手持无人机遥控器和工控机设置在车辆的驾驶室内。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型将无人机相应控制系统和充电系统设置在车辆上，车辆可以跟随无人机进行移动，解决了无人机飞行效率低且续航时间短的问题，可以实现长距离、大范围的巡查需求，巡查效果好，使用方便，可以广泛应用于巡查电力基建工地、高速路建设工地、铁路建设工地等长距离工程工地施工建设各个阶段的情况；通过设置传感器和无线充电系统，实现无人机自动充电，使用方便；通过设置视觉定位标定图案，可以实现无人机精准降落；通过将工控机与后台服务器连接，可以不用去现场，只需要在后台服务器信息处理中心系统上查看巡查视频，就可以了解工地的建设进度情况。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构框架图；

图2为本实用新型实施例的移动地面站结构示意图；

图3为本实用新型实施例的移动地面站另一视角结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1至图3所示，一种基于无人机的巡查系统，包括无人机17和移动地面站，本实施例中，无人机17为多旋翼无人机，所述移动地面站包括车辆12和设置在该车辆12上的手持无人机遥控器7、工控机6、第一无线通信模块、 停机坪3、位置定位装置4、视觉定位标定图案1和无线充电发射模块，所述无人机17包括无线充电接收模块15、无人机电源16、飞行控制器18、第二无线通信模块19、视觉定位模块20和拍摄模块21，本实施例中，工控机6优选为工业平板电脑，位置定位装置4为差分GPS定位装置，定位精度高，当然，在其它实施例中也可以是北斗导航定位装置等，为了使无人机17更精确寻找到停机坪3，位置定位装置4设置在停机坪的中间，停机坪3设置在车辆12上表面，优选的，设置在车辆12的顶部，方便无人机17降落，视觉定位标定图案1设置在停机坪3上，本实施例中，视觉定位标定图案1为喷绘在停机坪3表面的色彩图案，通过色彩图案进行视觉定位，可以指导无人机17精准降落在停机坪3上，当然，在其它实施例中，视觉定位标定图案1也可以是由发光器件在发光时形成的光学标记来实现，无线充电发送模块设置在停机坪3下面，工业平板电脑6分别与第一无线通信模块和位置定位装置4连接，无线充电接收模块15(具体为感应线圈)的输出端与无人机电源16的充电输入端连接，所述无人机电源16为飞行控制器18供电，所述飞行控制器18分别与第二无线通信模块19、视觉定位模块20和拍摄模块21连接，拍摄模块21为高清航拍相机，用于对需巡查的地方进行拍摄，并将拍摄的图像传输给飞行控制器18，所述第一无线通信模块和手持无人机遥控器7分别与第二无线通信模块19建立无线通信链路，视觉定位模块20用于识别视觉定位标定图案1指导无人机17精准降落在停机坪3上，本实施例中，工业平板电脑6和手持无人机遥控器7设置在驾驶室内，方便巡查人员坐在车内进行操作。

进一步的，为了实现对无人机17进行自动充电，本实施例中，还包括传感器14，优选为压力传感器，当然在其它实施例中，也可是红外传感器等其它可以感应无人机17是否降落在停机坪3上的传感器，所述传感器14设置在停机 坪3下面用于检测无人机17是否降落在停机坪3上，所述无线充电发射模块包括充电电源13、电源管理装置5和无线充电发射器2(具体为发射线圈)，所述充电电源13通过电源管理装置5与无线充电发射器2连接，所述传感器3的输出端与电源管理装置5的控制输入端连接，所述无线充电发射器2设置在停机坪3下面，当传感器14检测到无人机17降落在停机坪3上后，输出传感信号给电源管理装置5使其导通，充电电源13通过无线充电发射器2和无线充电接收模块15为无人机电源16充电，实现了无人机17的自动充电，使用方便。

进一步的，本实施例中，第一无线通信模块包括图像传输模块11、图像传输天线9、数据传输模块10和数据传输天线8，所述图像传输模块11一端连接工业平板电脑6，一端连接图像传输天线9，所述数据传输模块10一端连接工业平板电脑6，一端连接数据传输天线8，所述数据传输天线8和图像传输天线9分别与第二无线通信模块19建立无线通信链路，工业平板电脑6与无人机17的图像信息是通过图像传输模块11和图像传输天线9进行传输的，工业平板电脑6与无人机17的数据信息如GPS位置信息、制定的航线等通过数据传输模块10和数据传输天线8进行传输，将图像传输和数据传输采用不同的工作频段，可以避免其互相干扰，图像传输天线9和数据传输天线8优选设置在车辆12顶部，使通信效果更好，本实施例中，图像传输模块11为5.8G无线通信模块，数据传输模块10为915M无线通信模块。

进一步的，为了方便查看人员不用去现场，就可以了解工地的建设进度情况。本实施中，工业平板电脑6还通过无线网络与后台服务器22通信连接，查看人员只需要在后台服务器22信息处理中心系统上查看巡查视频，就可以了解工地的建设进度情况。

工作过程：

起飞前工作：针对无人机17，首先，开启无人机17电源；其次，对其传感器进行校准；最后，校准完成后，根据工业平板电脑6安装的配置软件确认各个电机和螺旋桨运转正常。针对移动地面站，首先，工业平板电脑6下载或更新巡查地方的最新地图。其次，根据实际巡查路线的作业流程手动或自动设置航线。最后，根据工业平板电脑6安装的配置软件将设定航线通过数据传输模块10和数据传输天线8初始化到无人机17的飞行控制器18中。

起飞：首先，通过手持无人机遥控器7对无人机17进行解锁；其次，在工业平板电脑6中打开无人机17飞行控制APP应用软件，在APP应用软件界面点击一键起飞，并通过手持无人机遥控器7控制航拍相机21进行视频拍摄，此时，无人机17会根据设定的航线进行飞行，同时将空中拍摄的视频通过图像传输模块11和图像传输天线9实时传输给移动地面站，移动地面站接收到视频会在工业平板电脑6对无人机17的航拍视频实时存储和显示。移动地面站可以根据设置是否将航拍视频转发给服务器后台22。无人机17根据设定路线巡视时，随时获取位置定位装置4提供的移动地面站的GPS位置信息，当无人机17根据指定航线完成工地巡查任务后或电池电量达到预警降落阀值时，飞行控制器18根据无人机17的位置信息以及移动地面站的GPS位置信息规划降落航线。无人机17根据降落规划航线进行飞行降落。

降落：无人机17到达移动地面站上方一定距离时，开启视觉定位模块20，无人机17根据视觉定位模块20识别移动地面站标定图案1指导其精准降落。无人机17降落停机坪3后，自动上锁。

降落后充电：移动地面站的压力传感器14检测到无人机17降落在停机坪3上，电源管理装置5导通，充电电源13通过无线充电发射器2和无线充电接收模块15对无人机17进行无线充电。

充电结束后，无人机17就可以按照上述过程继续进行拍摄巡查，如此循环，即可以实现长距离、大范围巡查。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于无人机的巡查系统，包括无人机和移动地面站，其特征在于：所述移动地面站包括车辆和设置在该车辆上的手持无人机遥控器、工控机、第一无线通信模块、停机坪、位置定位装置、视觉定位标定图案和无线充电发射模块，所述无人机包括无线充电接收模块、无人机电源、飞行控制器、第二无线通信模块、视觉定位模块和拍摄模块，所述停机坪设置在车辆上表面，所述视觉定位标定图案设置在停机坪上，所述无线充电发射模块设置在停机坪下面，所述工控机分别与第一无线通信模块和位置定位装置连接，所述无线充电接收模块的输出端与无人机电源的充电输入端连接，所述无人机电源为飞行控制器供电，所述飞行控制器分别与第二无线通信模块、视觉定位模块和拍摄模块连接，所述第一无线通信模块和手持无人机遥控器分别与第二无线通信模块建立无线通信链路，所述视觉定位模块用于识别视觉定位标定图案。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的巡查系统，其特征在于：还包括传感器，所述传感器设置在停机坪下面用于检测无人机是否降落在停机坪上，所述无线充电发射模块包括充电电源、电源管理装置和无线充电发射器，所述充电电源通过电源管理装置与无线充电发射器连接，所述传感器输出端与电源管理装置的控制输入端连接，所述无线充电发射器设置在停机坪下面。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的巡查系统，其特征在于：所述传感器为压力传感器。

4.根据权利要求1所述的基于无人机的巡查系统，其特征在于：所述位置定位装置设置在停机坪上。

5.根据权利要求1所述的基于无人机的巡查系统，其特征在于：第一无线通信模块包括图像传输模块、图像传输天线、数据传输模块和数据传输天线，所述图像传输模块一端连接工控机，一端连接图像传输天线，所述数据传输模块一端连接工控机，一端连接数据传输天线，所述数据传输天线和图像传输天线分别与第二无线通信模块建立无线通信链路。

6.根据权利要求1所述的基于无人机的巡查系统，其特征在于：所述工控机还通过无线网络与后台服务器通信连接。

7.根据权利要求1所述的基于无人机的巡查系统，其特征在于：所述位置定位装置为差分GPS定位装置。

8.根据权利要求1所述的基于无人机的巡查系统，其特征在于：所述视觉定位标定图案为位于停机坪表面的色彩图案。

9.根据权利要求1所述的基于无人机的巡查系统，其特征在于：所述手持无人机遥控器和工控机设置在车辆的驾驶室内。