一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统，包括无人机群模块、充电平台模块、主控机模块以及土建基础设施模块；所述无人机群模块由若干个无人机组成，每个无人机均由机体、电池、摄像头、定位装置、飞控板和测距仪构成；所述充电平台模块设置有通电送电线圈和电容器；所述主控机模块中设置有主控计算机和触摸屏；所述土建基础设施模块中设置有室内部分与户外部分；所述户外部分建设一个玻璃暗盒，将整个充电平台模块放置于暗盒内。本发明专利技术将多个模块汇集到一个系统上进行目标检测，当且仅当一台无人机发生故障后，使用所述无人机群中至少一台其他无人机完成该无人机所需巡检任务，从而保证工作效率和无人机群巡检安全。全。全。

【技术实现步骤摘要】
一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统


[0001]本专利技术属于大坝巡检
，特别涉及一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统。

技术介绍

[0002]大坝巡检是水电站引水发电系统不可缺少的一个环节，能及时发现缺陷并解决缺陷，因此大坝巡检在水电站大坝日常管理中有着及其重要的地位。
[0003]目前，大坝巡检方式主要是通过填写纸质报表实现，包括创建巡检任务，执行巡检任务，提交巡检记录，处理巡检问题和生成分析报告等流程。长期依靠人工定期测量，耗费大量人力，且效率低下，且容易出现运维人员巡检不及时或疏忽大意漏检的情况。
[0004]随着科技的发展，装备智能化、信息化、自动化程度的提高，为确保大坝安全稳定运行，有必要对大坝内各重要问题进行自动监测，保证大坝的安全。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统，将多个模块汇集到一个系统上进行目标检测，当且仅当一台无人机发生故障后，使用所述无人机群中至少一台其他无人机完成该无人机所需巡检任务，从而保证工作效率和无人机群巡检安全。
[0006]技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统，包括无人机群模块、充电平台模块、主控机模块以及土建基础设施模块；
[0007]所述无人机群模块由若干个无人机组成，每个无人机均由机体、电池、摄像头、定位装置、飞控板和测距仪构成；无人机群协作完成整个大坝的巡检任务，当且仅当一台无人机发生故障后，使用所述无人机群中至少一台其他无人机完成该无人机所需巡检任务。
[0008]所述充电平台模块设置有通电送电线圈和电容器；
[0009]所述主控机模块中设置有主控计算机和触摸屏；所述主控机模块中主控计算机使用商用PC机；所述主控机模块中触摸屏设置有可输入输出功能，便于工作人员在触摸屏上给出控制指令。
[0010]所述土建基础设施模块中设置有室内部分与户外部分；所述户外部分建设一个玻璃暗盒，将整个充电平台模块放置于暗盒内；通过磁共振的方式给充电平台模块进行充电，实现一对多充电。
[0011]进一步的，无人机群模块中每个无人机中的桨翼采用单桨四旋翼或者六旋翼，在无人机机体下部设置有云台。无人机群模块中单个无人机的机体采用轻物料制作，以便于减少机体重量。
[0012]进一步的，所述无人机的电池采用无线充电锂电池，电池内部设置包含受电线圈和电容器。
[0013]进一步的，所述无人机的摄像头为双目摄像头，该摄像头拍摄无人机在巡检过程
中经历过的大坝区域时的照片，帮助定位装置进行更加精确的定位；所述测距仪为激光测距仪，其误差精度应低于坝面检测的最低精度。
[0014]进一步的，所述无人机的定位装置包括GPS、气压高度计和陀螺仪，定位误差应小于等于两倍无人机机体。
[0015]进一步的，所述无人机的飞控板包括主处理控制器和储存卡，储存卡将摄像头收集到的图片数据进行存储，主处理控制器里包含有CPU，通过CPU来执行边缘计算功能实现自主巡检。
[0016]进一步的，所述土建基础设施模块建设在坝顶中心位置上，其室内部分至少需要容纳所述主控机模块，其户外部分至少需要达到无人机群模块停泊时所需平面空间S，设无人机的半径为R，无人机之间安全停泊距离为X，无人机的数量为N；
[0017]所述平面空间S的表达式如下：
[0018]S＝2R[(N
‑
1)X+2RN]。
[0019]进一步的，所述无人机群模块中单个无人机的电池续航时间T0，设大坝的高度为H，大坝长度为L，坝顶宽为W，无人机群中无人机的数量为N，无人机巡检的速度为V，每架无人机巡检直径为D，为了完成一次完整的巡检，则计算出该大坝无人机群自主巡检智能控制系统完成单次巡检所需时间T；
[0020]所述时间T的表达式如下：
[0021][0022]有益效果：本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0023](1)在大坝巡检时，有一些由于地理位置独特不便于人工巡检，本专利技术可以通过无人机来代替人工巡检；
[0024](2)本专利技术通过在无人机飞控板上放置边缘计算模型、定位模型、测距模型、预处理模型等一系列轻量化模型，可以使得巡检结果具有良好的实时性，便于快速获取问题信息；
[0025](3)当一台无人机发生故障后，使用所述至少一台其他无人机完成该无人机所需巡检任务，从而保证工作效率和无人机群巡检安全。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的结构示意图；
[0027]图2为具体实施例中单个无人机结构示意图；
[0028]图3为具体实施例中无人机群模块巡检的大坝正视图。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0030]如图1所示，一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统，包括无人机群模块、充电平台模块、主控机模块以及土建基础设施模块组成；所述无人机群协作完成整个大坝的巡
检任务，当且仅当一台无人机发生故障后，使用所述无人机群中至少一台其他无人机完成该无人机所需巡检任务。
[0031]如图2所示，所述无人机群模块中单个无人机设置有机体、电池、摄像头、定位装置、飞控板以及测距仪；所述充电平台模块设置有通电送电线圈和电容器；所述主控机模块中设置有主控计算机和触摸屏；所述土建基础设施模块中设置有室内部分与半户外部分；
[0032]具体地，所述无人机群模块中单个无人机的机体采用轻物料制作，一般为碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料，以便于减少机体重量，桨翼采用单桨四旋翼或者六旋翼，在机体下部设置有云台，可以搭载伴随无人机一同飞行的机载设备；
[0033]具体地，所述无人机群模块中单个无人机的电池采用内部设置有受电线圈和电容器组成的可无线充电锂电池，在与送电线圈距离小于等于5m时，便会对电池进行无线充电，单架无人机的满电续航时间为T0；
[0034]具体地，所述无人机群模块中单个无人机的摄像头为双目摄像头，在进行巡检任务时，该摄像头分别拍摄无人机在巡检过程中经历过的大坝区域时的照片，在不进行巡检任务时，进行测距，帮助定位装置进行更加精确的定位；
[0035]具体地，所述坝基和坝区巡检包含有坝顶、迎水坡、背水坡、坝趾、坝端、坝趾近区以及坝端岸坡是否存在裂缝、渗水等其他损坏现象；所述灌溉发电引水设施巡检包含有引水段、进水塔、洞身以及出口是否存在裂缝、渗水等其他损坏现象；所述溢洪道巡检包含有进水段、堰顶、闸室、闸墩、胸墙、边墙、溢流面、底板以及消能工是否存在裂缝、渗水等其他损坏现象；
[0036]具体地，所述无人机群模块中单个无人机的定位装置包括有GPS，气压高度计，陀螺仪，定位误差应小于等于0.5m；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统，其特征在于，包括无人机群模块、充电平台模块、主控机模块以及土建基础设施模块；所述无人机群模块由若干个无人机组成，每个无人机均由机体、电池、摄像头、定位装置、飞控板和测距仪构成；所述充电平台模块设置有通电送电线圈和电容器；所述主控机模块中设置有主控计算机和触摸屏；所述土建基础设施模块中设置有室内部分与户外部分；所述户外部分建设一个玻璃暗盒，将整个充电平台模块放置于暗盒内；通过磁共振的方式给充电平台模块进行充电，实现一对多充电。2.根据权利要求1所述的所述一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统，其特征在于，无人机群模块中每个无人机中的桨翼采用单桨四旋翼或者六旋翼，在无人机机体下部设置有云台。3.根据权利要求1所述的所述一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统，其特征在于，所述无人机的电池采用无线充电锂电池。4.根据权利要求3所述的所述一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统，其特征在于，所述电池内部设置包含受电线圈和电容器。5.根据权利要求1所述的所述一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统，其特征在于，所述无人机的摄像头为双目摄像头。6.根据权利要求1所述的所述一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统，其特征在于，所述测距仪为激光测距仪。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛莺池，屠子健，徐淑芳，王龙宝，平萍，吴涛，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：