一种智能巡检无人机降落系统及降落方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能巡检无人机降落系统及降落方法，涉及电力巡检技术领域，解决了无人机进行电力巡检中，降落系统存在较大误差，精度难以满足降落需求的技术问题。该降落系统包括地面视觉标志、处理模块、可见光导航设备、红外导航设备和卫星导航设备；地面视觉标志由多个圆形和正方形组合构成，并对圆形、正方形填充黑色或白色，且设置有加热部；卫星导航设备能够对无人机的降落位置进行预定位；可见光导航设备能够获取地面视觉标志的可见光图像，红外导航设备能够获取地面视觉标志的红外图像；处理模块能够对可见光图像、红外图像进行处理。本发明专利技术基于图像识别和卫星导航技术能够快速精准识别地面视觉标志，实现自主精准降落。准降落。准降落。

【技术实现步骤摘要】
一种智能巡检无人机降落系统及降落方法


[0001]本专利技术涉及电力巡检
，尤其涉及一种智能巡检无人机降落系统及降落方法。

技术介绍

[0002]电力巡检是指对电力线路及附属设备的运行状态以及对电力线路走廊周边环境状况进行及时和准确的巡视检测，通过排查发现故障点，便于对危及电力安全的潜在隐患进行有效排除，确保输电线路安全可靠运行。通过人工进行巡检，巡线人员工作量会非常大、劳动强度高、巡线时间长，巡线效率也较低。同时，在复杂气候地形情况下，人工巡检作业非常困难，受到比较大的限制。基于此，出现了无人机电力巡检，通过无人机进行巡检具有安全可靠，高效灵活，成本低廉的特性，正在逐步代替人工巡检。
[0003]无人机巡检过程中，无人机降落地点的定位主要依赖GPS及PTK技术。智能巡检设备通过GPS装置，可以大致降落在指定位置，但由于受信号影响大，最终定位误差便比较大，在信号极好的情况下，也会存在米级的误差。通过搭配PTK设备，可将定位误差控制在厘米级，但是由于智能巡检设备降落时需要不断调整自身姿态，依然存在一定的误差。此外，定位效果还会受到障碍物以及电磁干扰的影响。
[0004]在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0005]无人机进行电力巡检中，无人机的降落系统存在较大误差，精度难以满足降落需求，影响了无人机的正常降落。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种智能巡检无人机降落系统及降落方法，以解决现有技术中存在的无人机进行电力巡检中，无人机的降落系统存在较大误差，精度难以满足降落需求，影响了无人机的正常降落的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0008]本专利技术提供的一种智能巡检无人机降落系统，包括地面视觉标志、处理模块、可见光导航设备、红外导航设备和卫星导航设备；所述地面视觉标志由多个圆形和正方形组合构成，并对所述圆形、正方形填充黑色或白色，且设置有加热部；所述卫星导航设备能够引导巡检无人机到达地面视觉标志的上方，对无人机的降落位置进行预定位；所述可见光导航设备能够获取地面视觉标志的可见光图像，所述红外导航设备能够获取地面视觉标志的红外图像；所述处理模块能够对可见光图像、红外图像进行处理，并通过飞行参数调整无人机的飞行状态。
[0009]优选的，所述地面视觉标志由内到外包括第一圆形、第二圆形、第三圆形和第一正方形、第二正方形、第三正方形，第一圆形、第二圆形、第三圆形和第一正方形、第二正方形、第三正方形的中心点位置相同。
[0010]优选的，所述第一圆形填充为黑色，第所述一圆形、第二圆形形成的第一圆环填充为白色，所述第二圆形、第三圆形形成的第二圆环填充为黑色。
[0011]优选的，所述第三圆形和所述第一正方形相切，所述第三圆形外的第一正方形形成第一区域，所述第一区域填充为白色；所述第一正方形、第二正方形形成第二区域，所述第二区域填充为白色；所述第二正方形、第三正方形形成第三区域，所述第三区域填充为黑色。
[0012]优选的，所述第一圆形和/或第三区域设置为加热部。
[0013]优选的，所述加热部为电热膜，并能够通过对所述电热膜的输入功率调节改变所述电热膜的温度。
[0014]优选的，所述智能巡检无人机降落系统还包括旋转式激光测距雷达，所述旋转式激光测距雷达与所述处理模块电性连接，通过比较与所述第一圆形及正下方地面之间的距离，能够判断无人机是否位于所述地面视觉标志的正上方。
[0015]优选的，所述卫星导航设备为GPS接收器和/或北斗定位器。
[0016]一种智能巡检无人机降落方法，所述降落方法通过本专利技术的无人机降落系统进行降落，包括以下步骤：
[0017]S100：无人机接收地面控制站发出的降落指令及降落的位置信息，并对所述加热部通电进行加热；
[0018]S200：无人机通过所述红外导航设备或卫星导航设备飞行至降落场上方，以固定速率下降并通过可见光导航设备采集地面视觉标志的图像；
[0019]S300：所述处理模块对S2中采集的每一帧图像转化为灰度图像，并进行二值化处理，得到二值化图像并进行噪点去除；
[0020]S400：将去除噪点后的所述二值化图像进行编码，得到N*N阶的二值矩阵，当所述二值矩阵的第一行、最后一行、第一列及最后一列的值均为1时，判断无人机进入所述地面视觉标志的正上方；
[0021]S500：所述处理模块根据所述二值矩阵外圈的1值分布情况，对无人机的飞行姿态进行微调；
[0022]S600：二值矩阵处理模块判断所述二值矩阵是否为对称矩阵，当所述二值矩阵为对称矩阵时，无人机的飞行姿态不再进行调整，下降高度完成降落。
[0023]实施本专利技术上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：
[0024]本专利技术基于图像识别和卫星导航技术能够快速精准识别地面视觉标志，并通过处理模块完成飞行参数的调整，实现自主精准降落，降落精度可达到厘米级。解决了智能巡检无人机的精准降落问题，提供了低成本的智能巡检无人机降落方案，具有广阔的市场前景。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，附图中：
[0026]图1是本专利技术智能巡检无人机降落系统实施例的模块示意图；
[0027]图2是本专利技术智能巡检无人机降落系统实施例的视觉标志示意图；
[0028]图3是本专利技术智能巡检无人机降落方法实施例的流程图。
[0029]图中：1、第一圆形；2、第二圆形；3、第三圆形；4、第一正方形；5、第二正方形；6、第三正方形；7、第一圆环；8、第二圆环；9、第一区域；10、第二区域；11、第三区域。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本专利技术可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本专利技术的范围和实质。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，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元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能巡检无人机降落系统，其特征在于，包括地面视觉标志、处理模块、可见光导航设备、红外导航设备和卫星导航设备；所述地面视觉标志由多个圆形和正方形组合构成，并对所述圆形、正方形填充黑色或白色，且设置有加热部；所述卫星导航设备能够引导巡检无人机到达地面视觉标志的上方，对无人机的降落位置进行预定位；所述可见光导航设备能够获取地面视觉标志的可见光图像，所述红外导航设备能够获取地面视觉标志的红外图像；所述处理模块能够对可见光图像、红外图像进行处理，并通过飞行参数调整无人机的飞行状态。2.根据权利要求1的智能巡检无人机降落系统，其特征在于，所述地面视觉标志由内到外包括第一圆形、第二圆形、第三圆形和第一正方形、第二正方形、第三正方形，第一圆形、第二圆形、第三圆形和第一正方形、第二正方形、第三正方形的中心点位置相同。3.根据权利要求2的智能巡检无人机降落系统，其特征在于，所述第一圆形填充为黑色，第所述一圆形、第二圆形形成的第一圆环填充为白色，所述第二圆形、第三圆形形成的第二圆环填充为黑色。4.根据权利要求3的智能巡检无人机降落系统，其特征在于，所述第三圆形和所述第一正方形相切，所述第三圆形外的第一正方形形成第一区域，所述第一区域填充为白色；所述第一正方形、第二正方形形成第二区域，所述第二区域填充为白色；所述第二正方形、第三正方形形成第三区域，所述第三区域填充为黑色。5.根据权利要求4的智能巡检无人机降落系统，其特征在于，所述第一圆形和/或第三区域设置为加热部。6.根据权利要求5的智能巡检无人机降落系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂飞，姚建光，戴永东，毛锋，仲坚，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司，
类型：发明
国别省市：