一种水面光伏电站无人机巡检方法技术

本发明专利技术公开了一种水面光伏电站无人机巡检方法，包括无人机、飞控模块、舵机模块和PC地面站，所述飞控模块输出端通过信号放大电路形成的控制信号放大后传送给所述舵机模块，所述舵机模块的输出端与飞行器姿态运动模块的输入端相连接。有益效果是：通过将目标信息和飞行器的位置信息通过第二接口电路模块传送给飞控模块，然后飞控模块通过航迹解算模块算出航迹之后，并通过电路模块将控制信号放大后传送给舵机模块，舵机模块调整飞行器的姿态，通过改变姿态来实现飞行器沿航迹线运动，舵机模块通过霍尔传感器实时监测电机的实际转角，并反馈给电机控制电路；姿态测量装置实时测量飞行器的姿态，并反馈给姿态解算模块。

A method of UAV inspection in surface photovoltaic power station

【技术实现步骤摘要】
一种水面光伏电站无人机巡检方法
本专利技术涉及光伏电站巡检
，尤其涉及一种水面光伏电站无人机巡检方法。
技术介绍
大型光伏电站能够在较长的时间周期里稳定、高效地发电；然而，由于安装环境较为恶劣、对光伏组件维护不当等原因，国内光伏电站的整体质量不容乐观，光伏组件发电功率衰降现象较为严重。及时发现光伏电站缺陷与故障并进行更换，是大型光伏电站运营的重要工作内容。然而，当前对光伏电站的巡检方式仍以人工巡检为主，常规的人工巡检方式不仅需要耗费大量的人力及时间成本，造成效率极其低下，巡检结果的评估往往也不能满足要求。鉴于此，利用无人机进行大规模光伏电站的智能运维成为一个热门研究方向。得益于民用无人机的迅速普及以及监管政策的完善，民用无人机市场呈现井喷发展态势，现已广泛应用于线路巡检、防灾减灾、农业植保等领域。以无人机为载体提供一种自动化巡检方案可极大地提高巡检效率、精准地发现故障、为用户提供可靠的决策支持。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水面光伏电站无人机巡检方法，本系统定义和实现了完备的任务模块，针对无人机在规模化集中式光伏电站巡检过程中涉及到的技术方法进行了细化，以实际场景为依托大幅提升了无人机巡检的管理水平。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种水面光伏电站无人机巡检方法，包括无人机、飞控模块、舵机模块和PC地面站，所述飞控模块输出端通过信号放大电路形成的控制信号放大后传送给所述舵机模块，所述舵机模块的输出端与飞行器姿态运动模块的输入端相连接，所述飞行器姿态运动模块输出端与飞行器沿航迹线运动模块输入端相连接。进一步的，还包括图像采集模块、数据处理模块、通信模块、避障及测距模块；所述飞控模块用于控制无人机飞行，其输入量是目标点坐标或速度矢量；所述图像采集模块包括具有三轴自稳功能的可见光相机及红外相机，用于采集可见光图像和红外图像，可见光图像与红外图像可通过串口实时传输到数据处理模块和通信模块。所述数据处理模块用于对输入图像进行目标识别、参数计算，向所述飞控模块发送点坐标或速度矢量形式的控制指令。所述通信模块用于无人机机体和所述PC地面站的通信，向PC地面站实时发送无人机状态信息，在接收到图像采集模块传输的可见光图像和/或红外图像后实时发送到PC地面站，接收所述PC地面站的状态控制与参数调整指令并将这些指令实时传输到飞行控制模块。所述避障及测距模块用于感知无人机机体前、后、左、右、上、下六个方向的障碍物距离以及对地高度信息，当无人机靠近障碍物飞行且未接收到其他控制指令时自动暂停飞行任务。进一步的，所述飞控模块包括微处理器、航迹解算模块、姿态解算模块和电路模块，所述航迹解算模块和所述姿态解算模块均通过所述电路模块与所述微处理器电连接。进一步的，所述舵机模块包括电机控制电路、电机、齿轮调节机构和霍尔传感器，所述电机的输出端与所述齿轮调节机构相连接，所述齿轮调节机构与所述霍尔传感器电连接。进一步的，包括以下步骤：步骤(1)，根据光伏电站设计图纸或高空无人机可见光图像，获取水面光伏电站位置信息，通过PC地面站的飞行任务规划模块生成飞行路径，飞行路径以均匀分布的坐标点形式或者控制转向点的形式表示。步骤(2)，执行飞行任务的人员通过PC地面站的飞行信息管理模块登记信息，激活无人机。步骤(3)，将路径点通过无人机的通信模块传输到无人机的飞控模块，执行飞行任务人员通过PC地面站的飞行状态控制与飞行参数调整模块启动无人机。步骤(4)，无人机根据步骤(3)中接收到的路径点文件依次采集可见光及红外图像信息；当无人机偏离理想的位置与光伏电站不完全对准时，数据处理模块获取可见光图像计算偏移量，并将结果反馈给舵机模块，舵机模块据此控制无人机进行位置姿态调整。步骤(5)，无人机完成飞行任务需要返航时，采用GPS返航及自主着陆模式，即无人机首先通过GPS信息飞回出发点附近，再通过图像采集模块和数据处理模块实时计算偏移量并反馈给飞行控制模块，实现精准着陆。步骤(6)，在步骤(1)～步骤(5)过程中，PC地面站显示状态信息并存储接收到的所有数据。本专利技术的有益效果是：通过将目标信息和飞行器的位置信息通过第二接口电路模块传送给飞控模块，然后飞控模块通过航迹解算模块算出航迹之后，并通过电路模块将控制信号放大后传送给舵机模块，舵机模块调整飞行器的姿态，通过改变姿态来实现飞行器沿航迹线运动，其中，在舵机模块中，通过霍尔传感器实时监测电机的实际转角，并反馈给电机控制电路；姿态测量装置实时测量飞行器的姿态，并反馈给姿态解算模块；飞行器位置测量装置实时测量飞行器的位置，可以实现飞行器按照规定的航迹线运动。相对于传统的人工巡检方法，本专利技术最大限度地提升了巡检效率、提高了经济效益；相对于其他无人机巡检方法，本系统定义和实现了完备的任务模块，针对无人机在规模化集中式光伏电站巡检过程中涉及到的技术方法进行了细化，以实际场景为依托大幅提升了无人机巡检的管理水平。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的实施例，提供了一种水面光伏电站无人机巡检方法。根据本专利技术实施例的水面光伏电站无人机巡检方法，包括无人机、飞控模块、舵机模块和PC地面站，所述飞控模块输出端通过信号放大电路形成的控制信号放大后传送给所述舵机模块，所述舵机模块的输出端与飞行器姿态运动模块的输入端相连接，所述飞行器姿态运动模块输出端与飞行器沿航迹线运动模块输入端相连接。在一个实施例中，还包括图像采集模块、数据处理模块、通信模块、避障及测距模块；所述飞控模块用于控制无人机飞行，其输入量是目标点坐标或速度矢量；所述图像采集模块包括具有三轴自稳功能的可见光相机及红外相机，用于采集可见光图像和红外图像，可见光图像与红外图像可通过串口实时传输到数据处理模块和通信模块。所述数据处理模块用于对输入图像进行目标识别、参数计算，向所述飞控模块发送点坐标或速度矢量形式的控制指令。所述通信模块用于无人机机体和所述PC地面站的通信，向PC地面站实时发送无人机状态信息，在接收到图像采集模块传输的可见光图像和/或红外图像后实时发送到PC地面站，接收所述PC地面站的状态控制与参数调整指令并将这些指令实时传输到飞行控制模块。所述避障及测距模块用于感知无人机机体前、后、左、右、上、下六个方向的障碍物距离以及对地高度信息，当无人机靠近障碍物飞行且未接收到其他控制指令时自动暂停飞行任务。在一个实施例中，所述飞控模块包括微处理器、航迹解算模块、姿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水面光伏电站无人机巡检方法，其特征在于，包括无人机、飞控模块、舵机模块和PC地面站，所述飞控模块输出端通过信号放大电路形成的控制信号放大后传送给所述舵机模块，所述舵机模块的输出端与飞行器姿态运动模块的输入端相连接，所述飞行器姿态运动模块输出端与飞行器沿航迹线运动模块的输入端相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种水面光伏电站无人机巡检方法，其特征在于，包括无人机、飞控模块、舵机模块和PC地面站，所述飞控模块输出端通过信号放大电路形成的控制信号放大后传送给所述舵机模块，所述舵机模块的输出端与飞行器姿态运动模块的输入端相连接，所述飞行器姿态运动模块输出端与飞行器沿航迹线运动模块的输入端相连接。


2.根据权利要求1所述的一种水面光伏电站无人机巡检方法，其特征在于，还包括图像采集模块、数据处理模块、通信模块、避障及测距模块；
所述飞控模块用于控制无人机飞行，其输入量是目标点坐标或速度矢量；
所述图像采集模块包括具有三轴自稳功能的可见光相机及红外相机，用于采集可见光图像和红外图像，可见光图像与红外图像可通过串口实时传输到数据处理模块和通信模块；
所述数据处理模块用于对输入图像进行目标识别、参数计算，向所述飞控模块发送点坐标或速度矢量形式的控制指令；
所述通信模块用于无人机机体和所述PC地面站的通信，向PC地面站实时发送无人机状态信息，在接收到图像采集模块传输的可见光图像和/或红外图像后实时发送到PC地面站，接收所述PC地面站的状态控制与参数调整指令并将这些指令实时传输到飞行控制模块；
所述避障及测距模块用于感知无人机机体前、后、左、右、上、下六个方向的障碍物距离以及对地高度信息，当无人机靠近障碍物飞行且未接收到其他控制指令时自动暂停飞行任务。


3.根据权利要求2所述的一种水面光伏电站无人机巡检方法，其特征在于，所述飞控模块包括微处理器、航迹解算模块、姿态解算模块和电路模块，所述航迹解算模...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建兵，赵祖庆，陈晨，
申请(专利权)人：安徽东源电力有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34