用于集成飞行路径和现场操作数据的系统和方法技术方案

本方法涉及对资产的检查，诸如具有在操作期间移动的部件的资产。如本文所讨论的，资产的操作数据可结合到计划或调整飞行计划中，并且/或者可根据飞行计划向资产发出操作命令，以便于检查数据的获取。

Systems and methods for integrating flight path and field operation data

This method involves the inspection of assets, such as assets with components that move during operation. As discussed in this paper, the operational data of the asset can be integrated into the plan or adjusted flight plan, and / or the operational command can be issued to the asset according to the flight plan to facilitate the acquisition of inspection data.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于集成飞行路径和现场操作数据的系统和方法
技术介绍
本文公开的主题涉及使用一个或多个机器人代理(诸如无人机或其他无人驾驶飞行器)来检查资产，诸如系统、装置或设施。作为其运作的一部分，各实体可拥有或维护不同类型的资产。这种资产可包括物理或机械的装置、结构或设施，在某些情况下，它们也可具有电气和/或化学方面。这种资产可出于各种目的使用或维护，并可根据上下文以重要基础设施、库存或其他术语为特征。例如，资产可包括分布式资产，诸如管道或电网，以及单个或离散资产，诸如飞机、风力涡轮发电机、塔架、车辆等。资产可能经受可能影响其操作的各种类型的缺陷(例如自发的机械缺陷、电气缺陷以及常规磨损)。例如，随着时间的推移，资产可能会由于天气而经受腐蚀或破裂，或由于组件的磨损或故障而表现出性能或效率的恶化。通常，一个或多个人工检查员可检查、维护或修理资产。例如，检查员可以定位资产上的腐蚀，可以定位和定量或定性地评估资产上的裂纹或缺陷，可以评估所观察到的磨损程度与预期的磨损程度，等等。然而，根据资产的位置、大小和/或复杂性，让一个或多个人工检查员对资产进行检查可能会占用检查员执行其他任务的时间，或者可能在其他方面是耗时和劳动密集型的，需要可能花费在别处更有效的人员时间。另外，某些检查任务可能枯燥、肮脏，或者在其他方面不适合人类执行。例如，由于高度、受限空间等原因，某些资产可能具有人类无法接近的位置。此外，在基于调度的时刻执行检查，调度可能会导致过度检查或检查不足。此外，某些资产由于其操作性质，在操作时可能难以检查或评估，诸如由于移动或无法接近的部件。因此，检查可能是不完整的，或可能要求资产在检查过程中离线，并且因此无法生产。这种结果可能是不期望的。此外，由于检查过程的不确定性，即当前检查结果可能会影响后续的调度，因此难以调度资产停机时间以最小化检查过程的影响。
技术实现思路
下文概述了与最初要求保护的公开范围相称的某些实施方式。这些实施方式并非旨在限制所要求保护的公开范围，而仅旨在提供对本公开的可能形式的简要概述。实际上，实施方式可包括各种形式，这些形式可能类似或不同于下文所述的实施方式。在一个实施方式中，提供了一种资产检查系统。根据该实施方式，资产检查系统包括：资产控制器，被配置为监控与一个或多个资产相关联的一个或多个参数并控制一个或多个资产的操作；一个或多个无人机；以及飞行控制器，被配置为与一个或多个无人机以及资产控制器通信，并在检查期间将资产操作与一个或多个无人机遵循的飞行计划进行协调。在另一实施方式中，提供了一种用于启动基于无人机的检查的方法。根据该方法，接收启动检查的命令。获取待检查的一个或多个资产的当前环境数据或当前操作数据的一者或两者。基于一个或多个资产的当前环境数据或当前操作数据中的一者或两者并且基于一个或多个资产的位置数据来计算检查顺序。基于检查顺序，为一个或多个无人机生成飞行计划。根据飞行计划操作无人机以检查一个或多个资产。在又一实施方式中，提供了一种用于检查资产的方法。根据该方法，当一个或多个无人机接近资产进行检查时，发送用于调整资产操作的第一操作命令。接收资产已执行操作命令的确认。指示一个或多个无人机执行与资产相关的飞行计划并在执行飞行计划时收集检查数据。在飞行计划完成时，发送第二操作命令以使资产恢复正常操作。附图说明当参照附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点，在所有附图中，相似的符号表示相似的部分，其中：图1根据本公开的各个方面示出了被配置为将风能转换为电能的风力涡轮机系统；图2根据本公开的各个方面是使用基于无人机的检查系统的风力发电系统场所的实施方式的框图；图3根据本公开的各个方面描述了检查初始流程的处理流程；图4根据本公开的各个方面描述了风力涡轮发电机检查初始流程的处理流程；图5根据本公开的各个方面描述了检查流程的处理流程；以及图6根据本公开的各个方面描述了风力涡轮发电机检查流程的处理流程。具体实施方式下文将描述一个或多个具体实施方式。为了提供这些实施方式的简明描述，实际实施方案的所有特征可能没在说明书中描述。应当理解的是，在任何此类实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多具体实施方案的决策，以实现开发人员的特定目标，诸如符合系统相关及业务相关的限制，该决策可随实施方案而变化。此外，应该理解的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但然而对于受益于本公开的普通技术人员来说，仍然是设计、制造和生产的常规工作。在介绍本专利技术的各种实施方式的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在具有包容性，并且意味着除了所列出的元件之外可能还有附加元件。此外，以下讨论中的任何数字的实例旨在是非限制性的，并且因此额外的数值、范围和百分比都在所公开的实施方式的范围内。如本文所讨论的，本方法涉及使用无人的或机器人装置(诸如无人机(UAV)、无人潜水器(USV)或其他可能被描述为无人机或机器人的自主移动车辆)检查一个或多个资产，诸如发电资产、运输资产、采矿或地下泵送资产、制造或建设资产等。为简单起见，本文中使用了术语“无人机”，但应理解的是，该术语旨在包括能够在没有人类监督或有限的人类监督下进行可编程移动的UAV、USV、机器人装置等的所有变体。这种可编程移动可基于局部生成的路径航点或制导或路径制导以及由远程系统生成并传送到无人机的航点。因此，如本文所使用的，这些装置在可操作阶段或操作期间完全地或基本上在没有直接人工干预或控制和/或有限的人工干预或监督的情况下移动。根据目前的方法，这些装置可以被操作以沿着飞行计划移动，沿着所述飞行计划，这些装置获取检查数据，诸如视频或静止图像数据、激光雷达数据，或可以通过固定到沿飞行计划移动的装置上的传感器或相机获取的其他数据。尽管本文通常使用“飞行计划”这一短语，但应理解的是，该短语不需要空中移动，而是涉及任何一维(1D)(诸如沿轨道)、二维(2D)(诸如沿限定或未限定的平面路线)，或三维(3D)(诸如在空中、水下或在深度或高度也可穿越的结构上的移动)、或四维(4D)(诸如在限定时间方面的情况下)路径或路线，作为检查计划的一部分，无人机沿着该路径或路线移动。因此，本文所使用的“飞行计划”可被描述为任何1D、2D、3D或4D路线或路径，诸如无人机或机器人的装置沿着该路线或路径移动以对资产执行基于传感器的检查。如本文所讨论的，这种路径可以是自适应的，并且可包括一个或多个航点，无人机沿着这些航点以有序的方式前进，航点的顺序和位置限定了该路径或路线。应当理解的是，这种飞行计划不仅可结合时间和/或空间位置，还可结合沿着路径移动和/或在给定航点展示的方向和/或对准指示。因此，飞行计划还可指定使无人机在沿飞行计划的不同点处展示的诸如翻滚、倾斜和偏航的参数，以及可能涉及传感器或相机沿飞行计划指向某一点的方向的二维或三维对准特性。因此，飞行计划不仅可以指明无人机相对于检查地点的位置或时间，而且可以指明在给定的位置或航点，无人机所面对的方向或以其他方式相对于检查地点的方向。如本文所讨论的，本方法有助于检查在操作时可能难以检查的资产，诸如具有本身需要检查或产生对检查过程不利的环境的移动部件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种资产检查系统，包括：资产控制器，被配置为监控与一个或多个资产相关联的一个或多个参数，并控制所述一个或多个资产的操作；一个或多个无人机；以及飞行控制器，被配置为与所述一个或多个无人机和所述资产控制器通信，并且在检查期间将所述资产的操作与所述一个或多个无人机遵循的飞行计划进行协调。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.13 US 15/457,4101.一种资产检查系统，包括：资产控制器，被配置为监控与一个或多个资产相关联的一个或多个参数，并控制所述一个或多个资产的操作；一个或多个无人机；以及飞行控制器，被配置为与所述一个或多个无人机和所述资产控制器通信，并且在检查期间将所述资产的操作与所述一个或多个无人机遵循的飞行计划进行协调。2.根据权利要求1所述的资产检查系统，其中，所述一个或多个资产包括发电资产、管道、电网、车辆中的一个或多个。3.根据权利要求1所述的资产检查系统，其中，所述一个或多个资产包括风力涡轮发电机。4.根据权利要求1所述的资产检查系统，还包括：配置数据库，被配置为存储或管理所述一个或多个资产的配置数据。5.根据权利要求1所述的资产检查系统，还包括：检查数据储存库，被配置为接收由所述一个或多个无人机为所述一个或多个资产生成的检查数据。6.根据权利要求1所述的资产检查系统，其中，所述资产控制器被配置为响应于从所述飞行控制器接收的指令而停止和启动所述一个或多个资产的操作。7.根据权利要求1所述的资产检查系统，其中，所述飞行控制器被配置为基于从所述资产控制器接收的信息来修改所述飞行计划。8.根据权利要求1所述的资产检查系统，其中，所述资产控制器被配置为基于来自所述飞行控制器的无人机正在接近以进行检查的第一通信来停止相应的资产的操作，并基于来自所述飞行控制器的所述无人机已经完成对相应的所述资产的检查的第二通信来启动所述资产的操作。9.根据权利要求1所述的资产检查系统，其中，所述资产控制器包括基于处理器的系统，所述系统执行一个或多个监控与数据采集系统(SCADA)协议。10.一种启动基于无人机的检查的方法，包括：接收启动检查的命令；获取待检查的一个或多个资产的当前环境数据和当前操作数据中的一者或两者；基于所述一个或多个资产的位置数据以及所述一个或多个资产的所述当前环境数据和当前操作数据中的一者或两者来计算检查顺序；基于所述检查顺序，生成一个或多个无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·博雷亚·诺托，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US