本发明专利技术公开了一种基于停机坪集群的无人机智能巡查系统，地面站控制系统对无人机进行远程控制，实现无人机的自主飞行，摆脱人工遥控器操作模式的限制；无人机根据规划的任务路径进行飞行，在任务执行过程中通过内置的人工智能模块进行图像识别后，针对异常情况将异常数据上传至云平台，任务完成后通过停机坪的UWB基站定位模块与无人机的人工智能模块图像识别定位两种相互校正的方式进行精准返航停机与充电；图像识别系统识别目标图片与视频；停机坪与无人机配对，确保无人机精准降落和进行充电；云平台提供接口服务，用于各软硬件之间的数据交换及数据管理。本发明专利技术巡查范围广，建设成本低，安全性高，实时性好，精度高，不受云层条件影响。云层条件影响。云层条件影响。
【技术实现步骤摘要】
一种基于停机坪集群的无人机智能巡查系统
[0001]本专利技术涉及无人机
，具体涉及一种基于停机坪集群的无人机智能巡查系统。
技术介绍
[0002]我国河湖数量较多，巡查监管是河湖管理工作中的重要环节，它决定了河湖管理的时效性和完整性。目前多数地方的河湖管理依旧采取传统的人工巡查方式，而这种方式存在人力成本高、巡查效率低的缺点，且人工巡河无法做到全天候、全覆盖，实时监管能力弱，对污水排放、水体污染等问题调查取证困难。无人机巡查技术具有实时性好、运维成本低、安全性强、精度高等优点，在建筑、电力、地质等行业内得到了广泛应用并取得了丰硕成果，但由于水利信息化起步较晚，其在水利行业的应用还处于探索阶段。
[0003]目前也有研究开发者采用无人机单站点停机坪方式进行河湖巡查，但由于电池续航能力的限制，无人机无法完整覆盖河湖范围；无人机没有采用智能识别技术，不能对拍摄到的河湖异常情况数据进行实时取证并预警，实时监管能力比较弱。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出一种基于停机坪集群的无人机智能巡查系统，利用无人机航空技术、通讯技术、超宽带定位返航技术、无人机停机坪集群技术、深度学习图像识别技术和智能视频监控技术，及时发现、判别并上报河湖“四乱”(乱占、乱采、乱堆、乱建)、水质异常、洪涝灾害等问题，为专项清理整治行动和抗洪抢险提供有力的依据和支撑，保障河湖的安全和长久健康。
[0005]本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：
[0006]一种基于停机坪集群的无人机智能巡查系统，包括：
[0007]无人机，用于根据地面站控制系统规划的任务路径进行飞行，在任务执行过程中通过内置的人工智能模块对所拍摄的图像视频进行图像识别后，针对异常情况将异常数据上传至云平台，任务完成后通过停机坪的基站定位模块与无人机的人工智能模块图像识别定位两种相互校正的方式进行精准返航停机与充电；
[0008]图像识别系统，用于识别目标图片与视频，在经过多次智能识别测试与模型优化后，将多种深度学习算法模型同时加载到无人机人工智能模块中，使得无人机可快速识别出目标图片与视频；
[0009]停机坪，用于无人机配对，确保无人机精准降落和进行充电，在无人机定位返航后可能会出现实际停机位置与停机坪正中心有偏差而导致无人机不能正常充电，内置的无人机返航校正装置自动将将无人机校正到停机坪的正中心位置，内置的充电装置自动接上充电线对无人机进行充电；
[0010]地面站控制系统，用于对无人机进行远程控制，实现无人机的自主飞行，摆脱人工遥控器操作模式的限制；
[0011]云平台，提供接口服务，用于各软硬件之间的数据交换及数据管理。
[0012]进一步地，所述无人机包括：
[0013]人工智能模块，可加载多个算法模型，采用多进程和多线程联合模式，实时捕捉视频帧，协同处理检测识别和网络交互的任务；动态识别视频中的异常帧，智能识别服务可自动从异常帧前后截取一段时间的短视频作为取证视频；
[0014]无线通讯模块，用于接收和发送信号，实现各模块之间的网络通讯；
[0015]飞行控制模块，运行于机载控制板上，其包括控制起飞、执行任务、指定位置自动识别降落、采集视频、识别分析和预警信息上传功能；
[0016]摄像头，包括普通高清摄像头、夜视摄像头、光谱摄像头和热成像摄像头；其中普通高清摄像头用于识别捕捉河湖白天图像视频，并识别白天河湖四乱、水质异常和洪涝灾害的问题；夜视摄像头用于识别捕捉河湖夜晚图像视频；光谱摄像头用于清晰捕捉河湖水体图像视频并进行水质识别；热成像摄像头用于通过排污水与河湖水的温差来进行排污区域识别。
[0017]进一步地，所述人工智能模块智能识别服务自动从异常帧前后截取10秒到1分钟的短视频作为取证视频；所述无线通讯模块为4G/5G通讯模块。
[0018]进一步地，所述图像识别系统包括：
[0019]数据资源建设模块，用于通过真实场景采集、遥感数据网上爬取和工具算法生成的方式获取各种巡检场景及环境的数据，并将获取到的数据进行分类存储到对应的数据库中；
[0020]深度学习算法模块，用于河湖乱占、乱采、乱堆、乱建、水质异常和洪涝灾害的场景识别。
[0021]进一步地，所述数据资源建设模块包括：
[0022]数据采集与标注单元，用于通过真实场景采集、遥感数据网上爬取和工具算法生成的方式获取各种巡检场景及环境的数据，并将获取到的数据进行分类存储；
[0023]飞行控制数据库，用于存储无人机GPS控制信息数据和任务路线规划站点信息数据；
[0024]算法模型数据库，用于存储各种算法及其使用到的参数配置文件；
[0025]巡检业务数据库，用于存储每个巡检业务上传的图像视频、预警信息数据和统计分析结果数据。
[0026]进一步地，所述深度学习算法模块包括：
[0027]遥感图像分类模型，用于区分不同的事物，输入图像，输出对该图像内容分类的描述；
[0028]遥感目标检测模型，用于找出图像中所有感兴趣的目标，确定它们的位置和大小；
[0029]遥感语义分割模型，用于将图像的每个像素所属类别进行标注，预测图像中的每个像素。
[0030]进一步地，所述停机坪包括：
[0031]物联网模块，用于停机坪和无人机之间的配对；
[0032]基站定位模块，用于确保无人机精准降落；
[0033]户外防护外罩，具有防雨、防潮、防盗和防风的作用；
[0034]无人机返航校正装置，用于自动将无人机校正到停机坪正中心位置；
[0035]充电装置，用于自动接上充电线对无人机进行充电；
[0036]进一步地，所述无人机智能巡查系统在河湖沿岸间隔一定距离建设多个无人机停机坪，形成停机坪集群，一台无人机可匹配并停于停机坪集群中的每一个停机坪，每个停机坪都可为无人机充电，无人机通过停机坪集群实现河湖超长距离巡查，提升无人机巡查的续航能力。
[0037]进一步地，所述地面站控制系统包括：
[0038]航线规划模块，用于规划无人机航线；其包括两种模式，模式一：在控制系统上规划好航线上传至无人机，如果无人机需要进行续飞任务时，则需要提前通过云平台匹配好下一个降落的停机坪；模式二：现场飞手先手动飞行一遍，在飞行过程中通过遥控手动实时记录航点信息并进行轨迹采集，在无人机飞完一遍后记录飞行航线，然后直接保存到无人机；两种航线规划模式可并行，模式二为默认飞行路线，由安装人员在安装后进行手动规划并上传至云平台，模式一为用户自定义路线，可定义多条，每条都可自定义飞行时间；
[0039]实时监测模块，包括基于GIS地图进行远程航线规划、任务参数设定和飞行实时信息展示的功能；
[0040]数据分析模块，用于无人机历史任务查询和任务结果分析管理；
[0041]设备管理模块，用于实现无人机和停机坪基础信息的增、删、改、查，以及无本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于停机坪集群的无人机智能巡查系统，其特征在于，包括：无人机，用于根据地面站控制系统规划的任务路径进行飞行，在任务执行过程中通过内置的人工智能模块对所拍摄的图像视频进行图像识别后，针对异常情况将异常数据上传至云平台，任务完成后通过停机坪的基站定位模块与无人机的人工智能模块图像识别定位两种相互校正的方式进行精准返航停机与充电；图像识别系统，用于识别目标图片与视频，在经过多次智能识别测试与模型优化后，将多种深度学习算法模型同时加载到无人机人工智能模块中，使得无人机可快速识别出目标图片与视频；停机坪，用于无人机配对，确保无人机精准降落和进行充电，在无人机定位返航后可能会出现实际停机位置与停机坪正中心有偏差而导致无人机不能正常充电，内置的无人机返航校正装置自动将将无人机校正到停机坪的正中心位置，内置的充电装置自动接上充电线对无人机进行充电；地面站控制系统，用于对无人机进行远程控制，实现无人机的自主飞行，摆脱人工遥控器操作模式的限制；云平台，提供接口服务，用于各软硬件之间的数据交换及数据管理。2.根据权利要求1所述的基于停机坪集群的无人机智能巡查系统，其特征在于，所述无人机包括：人工智能模块，可加载多个算法模型，采用多进程和多线程联合模式，实时捕捉视频帧，协同处理检测识别和网络交互的任务；动态识别视频中的异常帧，智能识别服务可自动从异常帧前后截取一段时间的短视频作为取证视频；无线通讯模块，用于接收和发送信号，实现各模块之间的网络通讯；飞行控制模块，运行于机载控制板上，其包括控制起飞、执行任务、指定位置自动识别降落、采集视频、识别分析和预警信息上传功能；摄像头，包括普通高清摄像头、夜视摄像头、光谱摄像头和热成像摄像头；其中普通高清摄像头用于识别捕捉河湖白天图像视频，并识别白天河湖四乱、水质异常和洪涝灾害的问题；夜视摄像头用于识别捕捉河湖夜晚图像视频；光谱摄像头用于清晰捕捉河湖水体图像视频并进行水质识别；热成像摄像头用于通过排污水与河湖水的温差来进行排污区域识别。3.根据权利要求2所述的基于停机坪集群的无人机智能巡查系统，其特征在于，所述人工智能模块智能识别服务自动从异常帧前后截取10秒到1分钟的短视频作为取证视频；所述无线通讯模块为4G/5G通讯模块。4.根据权利要求1所述的基于停机坪集群的无人机智能巡查系统，其特征在于，所述图像识别系统包括：数据资源建设模块，用于通过真实场景采集、遥感数据网上爬取和工具算法生成的方式获取各种巡检场景及环境的数据，并将获取到的数据进行分类存储到对应的数据库中；深度学习算法模块，用于河湖乱占、乱采、乱堆、乱建、水质异常和洪涝灾害的场景识别。5.根据权利要求4所述的基于停机坪集群的无人机智能巡查系统，其特征在于，所述数据资源建设模块包括：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈军强，周晓斌，钟道清，徐朝阳，李文通，雷佳明，徐杰，黄振山，黄栋，叶鸿科，
申请(专利权)人：广东华南水电高新技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。