一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统及方法，包括地面端系统和无人机系统；所述无人机系统包括多旋翼无人机、飞控子系统、机载无线通讯模块和挂载于多旋翼无人机上的任务载荷子系统，所述地面端系统包括遥控器和地面站；所述飞控子系统包括飞控模块和RTK定位模块，飞控模块分别与机载无线通讯模块、多旋翼无人机、RTK定位模块和任务载荷子系统连接；所述任务载荷子系统包括云台和设置于云台上的相机，云台用于根据来自飞控模块的指令控制相机的拍摄角度，相机与机载无线通讯模块连接，机载无线通讯模块分别与遥控器和地面站连接。本发明专利技术能够保证每次塔杆拍照部位的一致性，降低了安全隐患，为后期的数据分析提供了便利。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统及方法
本专利技术涉及无人机巡检，特别是涉及一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统及方法。
技术介绍
随着电网的建设和无人机技术的发展，使用无人机进行电力巡检已成为一大热点，现有的巡检方式主要有两种：一是由无人机飞手控制无人机绕杆塔飞行拍照，但这种方式极其依赖飞手的技术，甚至需要额外的云台手进行辅助拍照，如果要对同一杆塔进行定期巡检，无疑会增加安全隐患，而且由飞手控制飞行很难保证每次杆塔拍照部位的一致性，增加了后期数据分析的工作量；二是根据杆塔的GPS信息和详细参数如杆塔类型、电压等级、杆塔高度、绝缘子材质等来生成航点路径，从而引导无人机自主巡检。这种方式必须需要相关部门配合来提供精准的数据，相对繁琐，具有一定的限制，而且若提供的数据出现偏差可能使飞机撞塔，风险极大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统及方法，记录飞手控制下无人机的飞行轨迹和云台相机的操作信息，发送给地面站进行筛选后生成航点任务，作为无人机自主巡检的依据，解决了无人机定期巡检对飞手过度依赖的问题，无需提前获知杆塔信息就能生成自主巡检的航点路径，引导无人机进行自主飞行和云台相机操作，且能够保证每次塔杆拍照部位的一致性，降低了安全隐患，为后期的数据分析提供了便利。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统，包括地面端系统和无人机系统；所述无人机系统包括多旋翼无人机、飞控子系统、机载无线通讯模块和挂载于多旋翼无人机上的任务载荷子系统，所述地面端系统包括遥控器和地面站；所述飞控子系统包括飞控模块和RTK定位模块，飞控模块分别与机载无线通讯模块、多旋翼无人机、RTK定位模块和任务载荷子系统连接；所述任务载荷子系统包括云台和设置于云台上的相机，云台用于根据来自飞控模块的指令控制相机的拍摄角度，相机与机载无线通讯模块连接，机载无线通讯模块分别与遥控器和地面站连接；所述遥控器，用于供飞手对无人机进行远程控制操作，生成控制数据传输给飞控模块；所述飞控模块，用于根据飞手控制下遥控器发送的数据，控制多旋翼无人机的飞行和云台的转动，并保存无人机飞行的轨迹和云台相机的操作信息，将这些信息发给地面站进行处理，或是根据地面站发送过来的航点任务信息控制无人机系统进行自主巡检；所述地面站，用于对飞手控制下无人机飞行的轨迹和云台相机的操作信息进行筛选，生成航点任务进行保存，并将航点任务发送给无人机系统进行自主巡检。所述机载无线通讯模块包括：数据传输单元，用于建立飞控模块与地面端系统的数据传输通道，接收来自遥控器和地面站的数据，传输给飞控模块，或是将飞控模块保存的无人机飞行轨迹和云台相机操作信息传输到地面站；图像传输单元，用于建立任务载荷子系统与地面端系统的图像传输通道，将相机拍摄到的图像信息实时传输到地面站。所述地面端系统还包括与地面站连接的显示屏，用于对相机拍摄到的实时图像进行显示。所述遥控器包括：飞行控制模块，用于供飞手对无人机的飞行进行远程控制操作，生成飞行控制数据；云台控制模块，用于供飞手对云台相机的拍照方位进行控制操作，生成拍照方位控制数据；命令发送模块，用于与机载无线通讯模块交互，将飞行控制数据和拍照方位控制数据传输给飞控模块。所述飞控模块包括：遥控响应模块，用于根据飞手控制下遥控器发送的数据，控制多旋翼无人机的飞行和云台的转动；轨迹保存模块，用于根据各个航点对应的RTK定位信息，确定并保存无人机飞行的轨迹和各个航点对应的云台相机操作信息，将这些信息通过机载无线通讯模块发送到地面站；自主巡航模块，用于根据地面站发送过来的航点任务控制无人机系统进行自主巡检。所述地面站包括：地面站通讯模块，用于与机载无线通讯模块交互实现数据传输；筛选模块，用于在飞手通过遥控器控制无人机巡检时，对飞控模块发送回的无人机飞行的轨迹和云台相机的操作信息进行筛选；任务生成模块，用于根据筛选结果，生成航点任务，保存后发送给飞控模块；图像展示模块，用于将无人机系统中相机发送的数据在显示屏上进行实时显示。所述的航点任务包括自主巡检轨迹，以及在自主巡检轨迹中，各个航点所对应的云台相机操作信息。优选地，所述无人机系统和地面端系统还包括用于供电的系统电源，所述相机使用集成了相机控制板和电源模块的一体化电池，电源模块使用DC/DC降压模块，尺寸小，输入范围大，输出电压稳定，无人机系统电源经过电源模块降压后，可以直接为相机进行供电，无需进行繁琐的电池更换操作。优选地，所述的还相机可以包括带WiFi的SD卡，在地面站也设置有相应的WiFi模块时，能够直接将拍摄到的图像传回地面站。所述的一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统的自主巡检方法，包括以下步骤：S1.飞手利用遥控器，控制无人机的飞行和云台的转动，完成一次巡检；S2.在飞手控制下的巡检过程中，飞控模块根据各个航点对应的RTK定位信息，确定并保存无人机飞行的轨迹和各个航点所对应的云台相机操作信息，并将这些信息发送到地面站；S3.地面站对接收到的无人机飞行轨迹和云台相机操作信息进行筛选，生成航点任务；S4.地面站对航点任务进行保存后，发送给飞控模块；S5.飞控模块按照航点任务，控制无人机系统进行自主巡检。所述自主巡检方法还包括视频图像回传步骤：无人机进行自主巡检的过程中，任务载荷子系统中的相机进行视频图像拍摄，并实时传输回地面站，在显示屏上进行实时播放。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过记录飞手控制下无人机的飞行轨迹和云台相机的操作信息，发送给地面站进行筛选后生成航点任务，作为无人机自主巡检的依据，解决了无人机定期巡检对飞手过度依赖的问题，无需提前获知杆塔信息就能生成自主巡检的航点路径，引导无人机进行自主飞行和云台相机操作，且通过RTK定位模块能够进行厘米级的高精度定位，保证每次塔杆拍照部位的一致性，降低了安全隐患，为后期的数据分析提供了便利。附图说明图1为本专利技术的系统原理框图；图2为本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1所示，一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统，包括地面端系统和无人机系统；所述无人机系统包括多旋翼无人机、飞控子系统、机载无线通讯模块和挂载于多旋翼无人机上的任务载荷子系统，所述地面端系统包括遥控器和地面站；所述飞控子系统包括飞控模块和RTK定位模块，飞控模块分别与机载无线通讯模块、多旋翼无人机、RTK定位模块和任务载荷子系统连接；所述任务载荷子系统包括云台和设置于云台上的相机，云台用于根据来自飞控模块的指令控制相机的拍摄角度，相机与机载无线通讯模块连接，机载无线通讯模块分别与遥控器和地面站连接；所述遥控器，用于供飞手对无人机进行远程控制操作，生成控制数据传输给飞控模块；所述飞控模块，用于根据飞手控制下遥控器发送的数据，控制多旋翼无人机的飞行和云台的转动，并保存无人机飞行的轨迹和云台相机的操作信息，将这些信息发给地面站进行处理，或是根据地面站发送过来的航点任务信息控制无人机系统进行自主巡检；所述地面站，用于对飞手控制下无人机飞行的轨迹和云台相机的操作信息进行筛选，生成航点任务进行保存，并将航点任务发送给无人机系统进行自主巡检。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统，其特征在于：包括地面端系统和无人机系统；所述无人机系统包括多旋翼无人机、飞控子系统、机载无线通讯模块和挂载于多旋翼无人机上的任务载荷子系统，所述地面端系统包括遥控器和地面站；所述飞控子系统包括飞控模块和RTK定位模块，飞控模块分别与机载无线通讯模块、多旋翼无人机、RTK定位模块和任务载荷子系统连接；所述任务载荷子系统包括云台和设置于云台上的相机，云台用于根据来自飞控模块的指令控制相机的拍摄角度，相机与机载无线通讯模块连接，机载无线通讯模块分别与遥控器和地面站连接；所述遥控器，用于供飞手对无人机进行远程控制操作，生成控制数据传输给飞控模块；所述飞控模块，用于根据飞手控制下遥控器发送的数据，控制多旋翼无人机的飞行和云台的转动，并保存无人机飞行的轨迹和云台相机的操作信息，将这些信息发给地面站进行处理，或是根据地面站发送过来的航点任务信息控制无人机系统进行自主巡检；所述地面站，用于对飞手控制下无人机飞行的轨迹和云台相机的操作信息进行筛选，生成航点任务进行保存，并将航点任务发送给无人机系统进行自主巡检。

【技术特征摘要】
1.一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统，其特征在于：包括地面端系统和无人机系统；所述无人机系统包括多旋翼无人机、飞控子系统、机载无线通讯模块和挂载于多旋翼无人机上的任务载荷子系统，所述地面端系统包括遥控器和地面站；所述飞控子系统包括飞控模块和RTK定位模块，飞控模块分别与机载无线通讯模块、多旋翼无人机、RTK定位模块和任务载荷子系统连接；所述任务载荷子系统包括云台和设置于云台上的相机，云台用于根据来自飞控模块的指令控制相机的拍摄角度，相机与机载无线通讯模块连接，机载无线通讯模块分别与遥控器和地面站连接；所述遥控器，用于供飞手对无人机进行远程控制操作，生成控制数据传输给飞控模块；所述飞控模块，用于根据飞手控制下遥控器发送的数据，控制多旋翼无人机的飞行和云台的转动，并保存无人机飞行的轨迹和云台相机的操作信息，将这些信息发给地面站进行处理，或是根据地面站发送过来的航点任务信息控制无人机系统进行自主巡检；所述地面站，用于对飞手控制下无人机飞行的轨迹和云台相机的操作信息进行筛选，生成航点任务进行保存，并将航点任务发送给无人机系统进行自主巡检。2.根据权利要求1所述的一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统，其特征在于：所述机载无线通讯模块包括：数据传输单元，用于建立飞控模块与地面端系统的数据传输通道，接收来自遥控器和地面站的数据，传输给飞控模块，或是将飞控模块保存的无人机飞行轨迹和云台相机操作信息传输到地面站；图像传输单元，用于建立任务载荷子系统与地面端系统的图像传输通道，将相机拍摄到的图像信息实时传输到地面站。3.根据权利要求1所述的一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统，其特征在于：所述地面端系统还包括与地面站连接的显示屏，用于对相机拍摄到的实时图像进行显示。4.根据权利要求1所述的一种基于RTK定位的无人机自主巡检系统，其特征在于：所述遥控器包括：飞行控制模块，用于供飞手对无人机的飞行进行远程控制操作，生成飞行控制数据；云台控制模块，用于供飞手对云台相机的拍照方位进行控制操作，生成拍照方位控制数据；命令发送模块，用于与机载无线通讯模块交互，将飞行控制数据和拍照...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘灿，毛翔，陈龙，
申请(专利权)人：成都优艾维智能科技有限责任公司，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51