基于物联网的检测查勘通信铁塔智能巡检系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于物联网的检测查勘通信铁塔智能巡检系统和方法，其中系统包括地面数据处理设备、地面数据处理中心和若干无人直升机平台；无人直升机平台包括无人机以及搭载在无人机上的无人机系统，地面数据处理设备，用于监测和控制无人机飞行过程中的飞行状态以及数据进行初步处理；无人机包括用于根据地面数据处理设备控制本无人机环绕通信铁塔飞行和/或悬停的飞控模块；无人机系统，检测查勘并采集待测通信铁塔的数据并发送至所述地面数据处理设备，以及与地面数据处理设备通过物联网进行双向信息交互；地面数据处理中心，用于接收来自所述地面数据处理设备的数据并进行后期数据处理，并快速定位通信铁塔事故点。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的检测查勘通信铁塔智能巡检系统和方法
本专利技术涉及航空科学
，更具体地，涉及基于物联网的检测查勘通信铁塔智能巡检系统和方法。
技术介绍
无人机(UnmannedAerialVehicle，UAV)是利用无线电遥控设备和自备的过程控制装置操纵的不载人飞机。无人机航测遥感系统是高分辨率及高精度遥感影像获取和处理的崭新技术。它以无人驾驶飞行器为飞行平台，负载数码相机、数码摄录机等数字遥感设备进行拍摄和记录，通过遥感数据处理技术进行影像的同步传输，以实现对地理信息的实时调查与监测。无人机技术的成熟，为电力线路、公安消防、海陆巡逻等方面提供了更新的技术方法和手段，对于通信铁塔的巡检项目，尤其是一些高山站点以及一些环境复杂的疑难站点而言，这些项目经常要求“短平快”，测量周期短、任务重、质量高，区域内地形、地貌复杂多变，传统上通常采用人工勘察巡检方式，条件艰苦，效率低下，一线基站勘察巡检工作偶尔会遭遇“被狗撵”“被蛇咬”的危险，甚至有时测量人员、仪器设备无法到达相应区域。依靠上述传统方法，往往无法将测试装置移至待测通信铁塔所在位置，也很难实现对特定复杂环境(如雷雨天气、高层楼宇上的通信铁塔、高山铁塔等)的通信铁塔进行全面精确测试与分析。无人机实现了电子化、信息化、智能化巡检，提高了通信铁塔巡检的工作效率、应急抢险水平和通信保障可靠率。同时运营费用大大降低、起降场地无限制、操作简单、可安全方便地接近目标、完全可以由运检维护单位自行拥有、并独立完成作业和运维，可实现巡检目标的现场信息。而在山洪暴发、地震灾害等紧急情况下，无人机可对通信铁塔的隐患，诸如塔基陷落等问题进行勘测与紧急排查，丝毫不受路面状况影响，既免去攀爬杆塔之苦，又能勘测到人眼的视觉死角，对于迅速恢复通信或排除隐患大有裨益。然而，如何利用无人机快速、高效地、低延时地、节能地对通信铁塔进行巡检是目前行业研究的一个重点和难点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对以上存在的至少一方面不足，提供基于物联网的检测查勘通信铁塔智能巡检系统和方法，实现对通信铁塔的智能巡检。为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一方面，本专利技术实施例中提供了一种基于物联网的检测查勘检测查勘通信铁塔智能巡检系统，包括地面数据处理设备、地面数据处理中心和若干无人直升机平台；无人直升机平台包括无人机以及搭载在无人机上的无人机系统，所述地面数据处理设备，用于监测和控制无人机飞行过程中的飞行状态、控制数据的获取方式以及对飞行获得的数据进行初步处理；所述无人机包括用于根据所述地面数据处理设备控制本无人机环绕通信铁塔飞行和/或悬停的飞控模块；所述无人机系统，检测查勘并采集待测通信铁塔的数据并发送至所述地面数据处理设备，以及与所述地面数据处理设备通过物联网进行双向信息交互；所述地面数据处理中心，用于接收来自所述地面数据处理设备的数据并进行后期数据处理、存储与应用，实现通信铁塔和线路通道缺陷、隐患的判识、确认，并快速定位通信铁塔事故点。进一步地，所述无人机系统包括，用于采集通信铁塔图像数据的摄像模块，以及用于获取表征采集所述图像数据时无人机相应方位的方位数据的感应模块。进一步地，所述无人机系统还包括，用于与地面数据处理设备通信的第一天线单元，用于对发送和接收的数据进行编码和解码的第一编解码单元，用于对数据进行传输控制的数据传输控制单元，以及用于控制无人机飞行状态的伺服系统，所述第一天线单元通过第一编解码单元连接到所述数据传输控制单元，所述数据传输控制单元连接到所述伺服系统、摄像模块和感应模块。具体地，所述摄像模块包括：光学数码相机、热红外成像仪、紫外成像仪、激光扫描仪，所述感应模块为GPS模块。优选地，所述地面数据处理设备包括用于与无人直升机平台通信的第二天线单元，用于对地面数据处理设备发送和接收的数据进行编码和解码的第二编解码单元，用于控制的主控机，以及录取数据的数据录取单元，所述第二天线单元通过第二编解码单元连接到所述主控机，所述主控机通过所述数据录取单元连接到所述地面数据处理中心。进一步地，所述地面数据处理设备，用于向所述无人机发送控制该无人机沿巡检航线在多个方位点采集相应所述通信铁塔图像数据的控制信号，并接收无人机传回的图像数据和方位数据。进一步地，所述地面数据处理中心包括，用于接收所述传回的图像数据和方位数据的接收模块，用于根据所述图像数据和所述方位数据生成所述通信铁塔的三维信息的生成模块，以及用于对所述三维信息进行模式识别以确定事故信息的识别模块。优选地，所述智能巡检系统包括由所述第一天线单元和第二天线单元以及物联网收发模块构成的通信链路，其中物联网收发模块分别嵌入在所述无人直升机平台和地面数据处理设备中，所述第一天线单元和第二天线单元为NB-IOT、LoRa、SigFox、RPMA、LTE-M、NWave等物联网天线。进一步地，所述方位数据包括高度数据、经纬度数据、姿态数据和速度数据中的一种或几种；所述生成模块用于根据相应的方位数据对同一通信铁塔的多个图像数据进行立体匹配，结合所述摄像模块采集所述图像数据时的摄像参数生成该铁塔的三维信息；所述识别模块用于根据对所述通信铁塔的三维信息进行模式识别，匹配得到多个预设隐患模型的至少之一，根据所述匹配到的隐患模型确定所述通信铁塔相应的隐患信息。另一方面，本专利技术还提供了一种根据所述的基于物联网的检测查勘通信铁塔智能巡检系统的通信铁塔智能巡检方法，包括如下步骤：控制地面数据处理设备向无人直升机平台发送控制无人机沿巡检航线在多个方位点采集相应所述通信铁塔图像数据的控制信号；无人直升机平台根据所述控制信号控制所述无人机环绕通信铁塔飞行和/或悬停，采集通信铁塔图像数据，获取表征采集所述图像数据时无人机相应方位的方位数据，并向地面数据处理设备通过物联网传输所述图像数据和方位数据；所述地面数据处理设备对飞行获得的所述图像数据和方位数据进行初步处理；地面数据处理中心经过初步处理的图像数据和方位数据，根据所述图像数据和所述方位数据生成所述通信铁塔的三维信息，并对所述三维信息进行模式识别以确定隐患信息，并进行后期数据处理、存储与应用，实现通信铁塔和线路通道缺陷、隐患的判识、确认，并快速定位通信铁塔事故点。相对于现有技术，本专利技术提供的技术方案至少具有如下优点：本专利技术实施例中提供了一种基于物联网的检测查勘通信铁塔智能巡检系统和方法，利用地面数据处理设备向无人机发送控制该无人机沿巡检航线在多个方位点采集相应所述通信铁塔图像数据的控制信号，使得操作人员能够通过地面单元监测和控制无人机飞行过程中飞行状态。进而，无人机根据所述控制信号控制本无人机环绕通信铁塔飞行和/或悬停，采集通信铁塔图像数据，获取表征采集所述图像数据时无人机相应方位的方位数据，并向地面数据处理中心传输所述图像数据和方位数据，可实现对通信铁塔的智能立体检测。本专利技术在无人机与地面数据处理设备之间采用物联网进行通信，实现快速地控制、延时小，达到实时性好，数据传输快，能高效寻找铁塔故障，同时，由于采用物联网通信，能耗低，因此，无人机能工作更长时间。书不尽言，本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得更加简明易懂，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的检测查勘检测查勘通信铁塔智能巡检系统，其特征在于，包括地面数据处理设备、地面数据处理中心和若干无人直升机平台；无人直升机平台包括无人机以及搭载在无人机上的无人机系统，所述地面数据处理设备，用于监测和控制无人机飞行过程中的飞行状态、控制数据的获取方式以及对飞行获得的数据进行初步处理；所述无人机包括用于根据所述地面数据处理设备控制本无人机环绕通信铁塔飞行和/或悬停的飞控模块；所述无人机系统，检测查勘并采集待测通信铁塔的数据并发送至所述地面数据处理设备，以及与所述地面数据处理设备通过物联网进行双向信息交互；所述地面数据处理中心，用于接收来自所述地面数据处理设备的数据并进行后期数据处理、存储与应用，实现通信铁塔和线路通道缺陷、隐患的判识、确认，并快速定位通信铁塔事故点。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的检测查勘检测查勘通信铁塔智能巡检系统，其特征在于，包括地面数据处理设备、地面数据处理中心和若干无人直升机平台；无人直升机平台包括无人机以及搭载在无人机上的无人机系统，所述地面数据处理设备，用于监测和控制无人机飞行过程中的飞行状态、控制数据的获取方式以及对飞行获得的数据进行初步处理；所述无人机包括用于根据所述地面数据处理设备控制本无人机环绕通信铁塔飞行和/或悬停的飞控模块；所述无人机系统，检测查勘并采集待测通信铁塔的数据并发送至所述地面数据处理设备，以及与所述地面数据处理设备通过物联网进行双向信息交互；所述地面数据处理中心，用于接收来自所述地面数据处理设备的数据并进行后期数据处理、存储与应用，实现通信铁塔和线路通道缺陷、隐患的判识、确认，并快速定位通信铁塔事故点。2.根据权利要求1所述的检测查勘通信铁塔智能巡检系统，其特征在于：所述无人机系统包括，用于采集通信铁塔图像数据的摄像模块，以及用于获取表征采集所述图像数据时无人机相应方位的方位数据的感应模块。3.根据权利要求2所述的检测查勘通信铁塔智能巡检系统，其特征在于：所述无人机系统还包括，用于与地面数据处理设备通信的第一天线单元，用于对发送和接收的数据进行编码和解码的第一编解码单元，用于对数据进行传输控制的数据传输控制单元，以及用于控制无人机飞行状态的伺服系统，所述第一天线单元通过第一编解码单元连接到所述数据传输控制单元，所述数据传输控制单元连接到所述伺服系统、摄像模块和感应模块。4.根据权利要求3所述的检测查勘通信铁塔智能巡检系统，其特征在于：所述摄像模块包括：光学数码相机、热红外成像仪、紫外成像仪、激光扫描仪，所述感应模块为GPS模块。5.根据权利要求3所述的检测查勘通信铁塔智能巡检系统，其特征在于：所述地面数据处理设备包括用于与无人直升机平台通信的第二天线单元，用于对地面数据处理设备发送和接收的数据进行编码和解码的第二编解码单元，用于控制的主控机，以及录取数据的数据录取单元，所述第二天线单元通过第二编解码单元连接到所述主控机，所述主控机通过所述数据录取单元连接到所述地面数据处理中心。6.根据权利要求5所述的检测查勘通信铁塔智能巡检系统，其特征在于：所述地面数据处理设备，用于向所述无人机发送控制该无人机沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昂，
申请(专利权)人：福州日兆信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35