基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统。包括多旋翼飞行器平台、机载巡检任务系统、地面遥控装置和后方监控站；所述机载巡检任务系统位于多旋翼飞行器平台的下方，所述机载巡检任务系统包括环境参数测量模块和可见光红外一体化光电吊舱。本实用新型专利技术通过多旋翼无人机进行长输管线的监测和维护，具有成本低廉、方便运输、操作简便以及维护简单的特点；另外多旋翼无人机还具有定点悬停、精确定位以及管线细节拍照的功能。利用多旋翼无人机开展油气管线巡检工作可以省去大量的人力成本，并且巡线速度快，信息反馈及时，可以及早发现问题及早修复，从而在面临管道事故时将损失降到最低。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于石油天然气运输管道巡检
，特别是涉及一种基于可按照规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，国家对能源的需求越来越大。石油、天然气管道作为国家的能源动脉，其安全性显得尤为重要。我国现有大型输油管道总长接近4万公里，输气管道10万多公里。在西部地区，许多油气管线经过沙漠、戈壁、山区等自然条件恶劣的地区。这些都给管线巡线工作带来了很大的不便，传统的人工巡线工作强度大，条件艰苦，速度慢耗费时长，人力成本高昂，还可能面临如下的困难：交通不便的区域巡线工作难以正常开展，有些区域地势险要，人力难以到达；另外自然灾害也可能对正常的巡线通道造成阻断和破坏。应急抢险时巡线工作可能不及时，面对突发事件，人工巡线可能难以及时地定位管道事件发生位置和快速准确的到达现场。重点巡查区域可能出现遗漏，对于管线交叉，管线附近存在第三方施工以及管线穿过人员密集场所等情况，频繁开展人工巡检的人力耗费高，而且难免有遗漏。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统，通过利用多旋翼无人机开展油气管线巡检工作使用可以省去大量的人力成本，并且巡线速度快，信息反馈及时，可以及早发现问题及早修复，从而在面临管道事故时将损失降到最低，解决了人工巡检的人力耗费高和有遗漏的问题。本技术是通过以下技术方案实现的：本技术提供一种基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统，包括多旋翼飞行器平台、机载巡检任务系统、地面遥控装置和后方监控站；所述多旋翼飞行器平台由锂聚合物电池提供动力，机身采用一体化设计；内置动力模块、飞控模块、GPS定位模块、机载通信模块、数据处理单元；机头方向内置飞行引导摄像机，辅助地面遥控装置开展第一视角飞行；所述机载巡检任务系统位于多旋翼飞行器平台的下方，所述机载巡检任务系统包括环境参数测量模块和可见光红外一体化光电吊舱；所述机载巡检任务系统通过数据线与多旋翼飞行器平台机身内置的机载通信模块和数据处理单元联通；所述机载巡检任务系统采集数据通过多旋翼飞行器平台内置的机载通信模块下传至地面遥控装置，并同时存储在任务系统内置的数据存储模块中；所述地面遥控装置包括飞行遥控模块、任务系统操控模块、显示模块和地面通信模块，地面遥控装置通过3G/4G通信与后方监控站服务器互联互通，所述后方监控站通过3G/4G通信传输机载巡检任务系统的采集数据。进一步地，所述机载通信模块和地面通信模块通过3G/4G通信和微波通信两种方式进行联通。进一步地，所述环境参数测量模块包括温度传感器、湿度传感器和风速传感器。进一步地，所述可见光红外一体化光电吊舱包括两轴运动自增稳云台、高清可见光摄像机和红外热像仪，可见光红外一体化光电吊舱在地面遥控装置操作下实现两轴运动自增稳云台转动、俯仰和相机切换，以及高清可见光摄像机的变焦和手动拍照操作。本技术具有以下有益效果：本技术的基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统是传统人工巡线方式的有益补充和辅助手段。多旋翼无人机具有成本低廉、方便运输、操作简便以及维护简单的特点，这些特点使得无人机非常适合长输管线的监测和维护；另外多旋翼无人机还具有定点悬停、精确定位以及管线细节拍照的功能。利用多旋翼无人机开展油气管线巡检工作可以省去大量的人力成本，并且巡线速度快，信息反馈及时，可以及早发现问题及早修复，从而在面临管道事故时将损失降到最低。当然，实施本技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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。图1为本技术的基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统结构图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1所示，本技术为基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统，包括多旋翼飞行器平台2、机载巡检任务系统1、地面遥控装置3和后方监控站4，其中：多旋翼飞行器平台2由锂聚合物电池提供动力，机身采用一体化设计；内置动力模块201、飞控模块202、GPS定位模块203、机载通信模块204、数据处理单元205；机头方向内置飞行引导摄像机，辅助地面遥控装置3开展第一视角飞行；机载巡检任务系统1位于多旋翼飞行器平台2的下方，所述机载巡检任务系统1包括环境参数测量模块5和可见光红外一体化光电吊舱6；机载巡检任务系统1通过数据线与多旋翼飞行器平台2机身内置的机载通信模块204和数据处理单元205联通；机载巡检任务系统1采集数据通过多旋翼飞行器平台2内置的机载通信模块204下传至地面遥控装置3，并同时存储在任务系统内置的数据存储模块中；地面遥控装置3包括飞行遥控模块301、任务系统操控模块302、显示模块303和地面通信模块304，地面遥控装置3通过3G/4G通信与后方监控站4服务器互联互通，后方监控站4通过3G/4G通信传输机载巡检任务系统的采集数据。其中，机载通信模块204和地面通信模块304通过3G/4G通信和微波通信两种方式进行联通。其中，环境参数测量模块5包括温度传感器501、湿度传感器502和风速传感器503。其中，可见光红外一体化光电吊舱6包括两轴运动自增稳云台601、高清可见光摄像机602和红外热像仪603，可见光红外一体化光电吊舱6在地面遥控装置3操作下实现两轴运动自增稳云台601转动、俯仰和相机切换，以及高清可见光摄像机602的变焦和手动拍照操作。基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统的工作原理如下：机载巡检任务系统1挂在多旋翼飞行器平台2下方，飞行器内置数传和图传电台，采用3G/4G和微波两种通信模式。飞行器在地面遥控装置3操控下开展自主航线飞行或手动遥控飞行；本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统，包括多旋翼飞行器平台(2)、机载巡检任务系统(1)、地面遥控装置(3)和后方监控站(4)，其特征在于：所述多旋翼飞行器平台(2)由锂聚合物电池提供动力，机身采用一体化设计；内置动力模块(201)、飞控模块(202)、GPS定位模块(203)、机载通信模块(204)、数据处理单元(205)；机头方向内置飞行引导摄像机，辅助地面遥控装置(3)开展第一视角飞行；所述机载巡检任务系统(1)位于多旋翼飞行器平台(2)的下方，所述机载巡检任务系统(1)包括环境参数测量模块(5)和可见光红外一体化光电吊舱(6)；所述机载巡检任务系统(1)通过数据线与多旋翼飞行器平台(2)机身内置的机载通信模块(204)和数据处理单元(205)联通；所述机载巡检任务系统(1)采集数据通过多旋翼飞行器平台(2)内置的机载通信模块(204)下传至地面遥控装置(3)，并同时存储在任务系统内置的数据存储模块中；所述地面遥控装置(3)包括飞行遥控模块(301)、任务系统操控模块(302)、显示模块(303)和地面通信模块(304)，地面遥控装置(3)通过3G/4G通信与后方监控站(4)服务器互联互通，所述后方监控站(4)通过3G/4G通信传输机载巡检任务系统的采集数据。...

【技术特征摘要】
1.基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统，包括多旋翼
飞行器平台(2)、机载巡检任务系统(1)、地面遥控装置(3)和后方监控站
(4)，其特征在于：
所述多旋翼飞行器平台(2)由锂聚合物电池提供动力，机身采用一体化
设计；内置动力模块(201)、飞控模块(202)、GPS定位模块(203)、机载通
信模块(204)、数据处理单元(205)；机头方向内置飞行引导摄像机，辅助
地面遥控装置(3)开展第一视角飞行；
所述机载巡检任务系统(1)位于多旋翼飞行器平台(2)的下方，所述
机载巡检任务系统(1)包括环境参数测量模块(5)和可见光红外一体化光
电吊舱(6)；所述机载巡检任务系统(1)通过数据线与多旋翼飞行器平台(2)
机身内置的机载通信模块(204)和数据处理单元(205)联通；所述机载巡
检任务系统(1)采集数据通过多旋翼飞行器平台(2)内置的机载通信模块
(204)下传至地面遥控装置(3)，并同时存储在任务系统内置的数据存储模
块中；
所述地面遥控装置(3)包括飞行遥控模块(301)、任务系统操控模块
(302)、显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：武金模，吴征威，王琨，钱益武，杨锐，关劲夫，
申请(专利权)人：清华大学合肥公共安全研究院，
类型：新型
国别省市：安徽;34