一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法技术

技术编号:15546557 阅读:222 留言:0更新日期:2017-06-05 19:45
一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法,利用布设于高耸结构周围的无线信号发射源阵列,发射源阵列发射位置限制信号,无人机接收该限制信号,自动约束无人机的飞行区域。步骤:①在高耸结构周围布设(N=1,2,……,+∞)的无线信号发射源Sq(q=1,2,……,N)形成无线信号发射阵列S

A new method of flying zone control for unmanned aerial vehicle (UAV) inspection of high rise structure

A control method of flight region structure of vehicle inspection tall model, wireless signal emission source array were used to the surrounding high-rise structure, emission source array emission limit position signal, the UAV receives the limit signal, automatic constraint of UAV flight area. Steps: (1) laying around the tall structure (N=1,2,...... (+ +) a radio signal source Sq (q=1,2),...... (N) forming a wireless signal emitting array S

【技术实现步骤摘要】
一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法
本专利技术涉及无人机应用领域,涉及新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法。
技术介绍
高耸结构(high-risestructure),指的是高度较大、横断面相对较小的结构,以水平荷载(特别是风荷载)为结构设计的主要依据。根据其结构形式可分为自立式塔式结构和拉线式桅式结构。如广电部门的无线电塔和电视塔;电力、冶金、石油、化工等企业的电线路塔、石油钻井塔、炼油化工塔、风动机塔、排气塔、水塔、烟囱等;邮电、交通、运输等部门的电信塔、导航塔、航空指挥塔、雷达塔、灯塔等。此外,还有卫星发射塔、跳伞塔和环境气象塔等。目前,高耸结构的外观巡检,大多数采用的是人工攀登巡检的方式,其作业难度大、作业危险系数高。因此,逐渐出现了采用无人机吊装摄像头,对高耸结构进行外观巡检。随着,工业化、城市化的发展,高耸结构空间周围可能同时存在高耸结构、高大建筑物或者高压线径路等,无人机巡检时一但失控,可能会发生无人机撞碰附近设备,造成严重后果。为此,本专利技术提出了一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法。其特点是利用布设于高耸结构周围的一个无线信号发射源阵列,发射源阵列发射位置限制信号,无人机通过接收该限制信号,自动约束无人机的飞行区域,确保无人机在围绕高耸结构进行巡检飞行的时候,防止无人机失控,飞离安全飞行区域,造成无人机撞碰附近设备的问题发生。
技术实现思路
本专利技术提出了一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法。其特点是利用布设于高耸结构周围的一个无线信号发射源阵列,发射源阵列发射位置限制信号,无人机通过接收该限制信号,自动约束无人机的飞行区域。,确保无人机在围绕高耸结构进行巡检飞行的时候,防止无人机失控,飞离安全飞行区域,造成无人机撞碰附近设备的问题发生。具体如下:①在高耸结构周围布设一定数量(N=1,2,……,+∞)的无线信号发射源Sq(q=1,2,……,N),形成无线信号发射阵列SN。②每一个无线信号发射源Sq(x,y)以广播的形式发射飞行区域限制信号SSq,形成无线信号阵列SSN。③无人机在围绕高耸结构飞行时,不断地接收来自于SN发送的位置限制信号SSq(q=1,2,……,N),自动计算出自身允许自由飞行的飞行区域,该飞行区域可以是飞行区域在大地水平面上的竖直投影SCPlimt、也可以是三维空间区域SCP3Dlimt。④当无人机在围绕高耸结构飞行时,判断出自己的位置超出了SCPlimt或SCP3Dlimt,则自动调整飞行姿态、方向,回到允许的飞行区域内,继续完成巡检工作。⑤该方法①至③中所提及的无线信号发射源,所发射的无线信号,可以是光信号,也可以是电磁波信号。⑥该方法②至④中所提及的SCPlimt,是指无人机进行高耸结构巡检时,其安全飞行的空间范围在大地水平面上的垂直投影范围;该范围可以是封闭空间、任何形状,如三角形、四边形、多边形、圆形、椭圆形、五角星等,也可是半封闭、开阔形状。本专利技术产生的有益效果:本专利技术提出了一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法,可以实现无人机在进行高耸结构巡检时飞行区域的有效控制,能够有效防止因无人机飞离安全飞行范围、碰撞高耸结构周围相关建筑、设备的问题发生。。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为一种利用5处无线信号发射源对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图图2是利用3处无线信号发射源对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图图3是利用1处无线信号发射源对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图图4是一种利用激光阵列对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图图5是一种利用激光阵列对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图图6是一种利用激光阵列对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行进一步说明。实施例1本专利技术提出了一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法。其特点是利用布设于高耸结构周围的一个无线信号发射源阵列,发射源阵列发射位置限制信号,无人机通过接收该限制信号,自动约束无人机的飞行区域,防止无人机失控飞离安全飞行区域、碰撞高耸结构周围相关建筑、设备的问题发生。下面结合附图,介绍五种无线围栏限位的无人机高结构巡检系统。实施例1实施方案一:一种利用5处无线信号发射源对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案(图1)(1)在待巡检的通信铁塔周围一定范围内,布设5处无线信号发射源S1、S2、S3、S4和S5,通过天线分别发射携带有自身位置信息SS1、SS2、SS3、SS4和SS5的443MHz民用频段无线电信号。(2)无人机放置于通信铁塔周围,起飞后,安装于无人机上的无线电信号接收装置RCVER通过接收无线电信号SS1、SS2、SS3、SS4和SS5,自动计算出无人机允许飞行的大地水平面二维飞行范围SCPlimt,并反馈至无人机飞行控制系统。(3)当无人机飞行控制系统发现,无人机已经偏离、或者将要分离允许飞行的大地水平面二维飞行范围SCPlimt,则自动调整飞行姿态、方向,回到允许的飞行范围SCPlimt内,继续完成巡检工作。实施例2一种利用3处无线信号发射源对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案(图2)(1)在待巡检的通信铁塔周围一定范围内,布设3处无线信号发射源S1、S2和S3,通过天线分别发射携带有自身位置信息SS1、SS2和SS3的443MHz民用频段无线电信号。(2)无人机放置于通信铁塔周围,起飞后,安装于无人机上的无线电信号接收装置RCVER通过接收无线电信号SS1、SS2和SS3,自动计算出无人机允许飞行的大地水平面二维飞行范围SCPlimt,并反馈至无人机飞行控制系统。其中,SCPlimt是一个以S2的放置位置为原点、S1S2和S1S3为边的扇形区域。(3)当无人机飞行控制系统发现,无人机已经偏离、或者将要分离允许飞行的大地水平面二维飞行范围SCPlimt,则自动调整飞行姿态、方向,回到允许的飞行范围SCPlimt内,继续完成巡检工作。实施例3一种利用1处无线信号发射源对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案(图3)(1)在待巡检的通信铁塔周围一定范围内,布设1处无线信号发射源S1,通过天线分别发射携带有自身位置信息和飞行区域限制参量(Rmin,Rmax,Hmax,Hmin)(国际单位:米)的443MHz民用频段无线电信号(SS1,Rmin,Rmax,Hmax,Hmin)。其中(Rmin,Rmax,Hmax,Hmin)确定了无人机允许自主飞行的飞行区域SCP3Dlimt。(2)无人机放置于通信铁塔周围,起飞后,安装于无人机上的无线电信号接收装置RCVER通过接收无线电信号SS1,无人机控制系统自动计算自身位置在大地水平面竖直投影的坐标(xx,yy)与无线信号发射源S1所在本文档来自技高网...
一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法

【技术保护点】
一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法,其特征在于,是利用布设于高耸结构周围的一个无线信号发射源阵列,发射源阵列发射位置限制信号,无人机通过接收该限制信号,自动约束无人机的飞行区域。

【技术特征摘要】
1.一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法,其特征在于,是利用布设于高耸结构周围的一个无线信号发射源阵列,发射源阵列发射位置限制信号,无人机通过接收该限制信号,自动约束无人机的飞行区域。2.包括以下步骤:①在高耸结构周围布设一定数量(N=1,2,……,+∞)的无线信号发射源Sq(q=1,2,……,N),形成无线信号发射阵列SN;②每一个无线信号发射源Sq以广播的形式发射飞行区域限制信号SSq,形成无线信号阵列SSN;③无人机在围绕高耸结构飞行时,不断地接收来自于SN发送的位置限制信号SSq(q=1,2,……,N),自动计算出自身允许自由飞行的飞行区域,该飞行区域可以是飞行区域在大地水平面上的竖直投影SCPlimt、也可以是三维空间区域SCP3Dlimt;④当无人机在围绕高耸结构飞行时,判断出自己的位置超出了SCPlimt或SCP3Dlimt,则自...

【专利技术属性】
技术研发人员:翟旺勋林木李坚刘鹏
申请(专利权)人:通号工程局集团北京研究设计实验中心有限公司通号工程局集团有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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