一种海上风电水下设施无人巡检系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种海上风电水下设施无人巡检系统及方法，涉及巡检技术领域。该海上风电水下设施无人巡检系统包括远程作业监控系统、AUV和AUV中继坞；远程作业监控系统进行巡检任务规划；AUV接收巡检任务规划并执行对应的巡检任务，向海缆和基桩进行巡检，得到巡检数据；AUV中继坞在AUV到达时与AUV进行对接，对AUV进行充电，同时将AUV与远程作业监控系统进行数据同步，待充电与数据同步完成后，远程作业监控系统根据接受到的数据，对AUV进行状态更新和数据收集。本发明专利技术通过AUV中继坞来解决AUV续航不足和数据同步问题。航不足和数据同步问题。航不足和数据同步问题。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电水下设施无人巡检系统及方法


[0001]本专利技术涉及巡检
，尤其涉及一种海上风电水下设施无人巡检系统及方法。

技术介绍

[0002]当前，海上风电运维模式主要为基于风机整机厂商的计划检修和被动抢修模式，动用巨大的人力资源对风机维修，保障风场稳定运行，但对于海上风场的水下设施部分，目前尚无暇关注。海上风电的水下设施部分包括用于支撑风机的基桩和传输电能的海缆两部分，一般海上风电场基桩数目为百数量级别，海缆长达百公里至千公里数量级，规模巨大，二者的健康状态对于海上风电的稳定运行具有重大影响。基桩和海缆始终处于水下，长期面临海流冲刷、化学腐蚀、生物附着问题以及人类海上活动不稳定因素影响，长此以往必会导致水下设施的健康状态受损，导致人身安全隐患和造成巨大的经济损失，如风机基桩底部冲刷严重导致整个平台发生倾斜甚至倒塌，海底电缆绝缘保护层裸露老化加速导致线缆断裂导致电力传输中断等。因此，为保证海上风电水下设施的安装稳定运行及对其潜在危险进行预警，需要建立有效的水下设施定期巡检措施。
[0003]目前的针对水下设施部分的巡检方法主要有：(1)专业潜水员携带手持式检测设备可对水下设施进行人工摸查和近距离检测，精确度高但高风险、效率低下；(2)水面船只使用缆绳拖曳光学、声学或磁学设备对水下设施进行检测,检测速率较高，但拖鱼位置和姿态受海浪、海流、拖曳船只和缆绳等共同影响，容易发生起伏变化和左右摆动,数据质量差，一致性不好，难于应用于复杂场景和精细化检测。(3)有人船搭载ROV可同时搭载多种检测设备进行水下设施检测，相对于潜水员作业来说具备高效、大深度、长时间水下作业的优点，但作业受海况影响，需要母船和专业运维人员运行和保障，作业成本高，不利于大规模的水下设施巡检。(4)无人船可以适用于大范围巡检，但不适用于精细场景和大深度巡检，基桩水下部分检测数据精度不够。(5)常规AUV由于电池容量问题续航能力有限，作业时间相对于海上风电水下设施大规模巡检场景下十分有限，难以胜任成百上千的基桩和百公里级至千公里级长度海缆巡检。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种海上风电水下设施无人巡检系统及方法，至少用于解决其中一个技术问题。
[0005]根据本专利技术的第一个方面，提供了海上风电水下设施无人巡检系统，包括远程作业监控系统、AUV和AUV中继坞；
[0006]远程作业监控系统进行巡检任务规划；
[0007]AUV接收巡检任务规划并执行对应的巡检任务，向海缆和基桩进行巡检，得到巡检数据；
[0008]AUV中继坞在AUV到达时与AUV进行对接，对AUV进行充电，同时将AUV与远程作业监
控系统进行数据同步，待充电与数据同步完成后，远程作业监控系统根据接收到的数据，对AUV进行状态更新和数据收集。
[0009]本专利技术的海上风电水下设施无人巡检系统，通过AUV中继坞来解决 AUV续航不足和数据同步问题。
[0010]在一些实施方式中，AUV包括控制模块、通信模块、导航模块、探测模块、动力模块和能源模块；
[0011]通信模块与控制模块连接，通信模块用于与AUV中继坞进行通信；
[0012]导航模块与控制模块连接，导航模块根据巡检任务进行导航；
[0013]探测模块与控制模块连接，探测模块根据巡检任务向海缆和基桩进行检测，得到巡检数据；
[0014]动力模块与控制模块连接，动力模块根据巡检任务进行移动；
[0015]能源模块分别与控制模块、动力模块连接，能源模块给动力模块提供能量。
[0016]在一些实施方式中，能源模块包括蓄电池模块和电池管理模块；
[0017]蓄电池模块分别与控制模块、动力模块连接，蓄电池模块给动力模块提供电能；
[0018]电池管理模块分别与控制模块、蓄电池模块连接，电池管理模块获取蓄电池模块的剩余电量。
[0019]在一些实施方式中，AUV还包括避障模块，避障模块与控制模块连接，避障模块用于水下避障处理。
[0020]在一些实施方式中，还包括AUV自动收放站，AUV自动收放站与远程作业监控系统连接，AUV自动收放站用于自动收放AUV。
[0021]在一些实施方式中，还包括巡检数据处理中心，巡检数据处理中心与远程作业监控系统连接，巡检数据处理中心用于对数据进行存档、分析和形成巡检报告。
[0022]根据本专利技术的第二个方面，提供一种海上风电水下设施无人巡检方法，该海上风电水下设施无人巡检方法用于控制上述的海上风电水下设施无人巡检系统，包括：
[0023]进行巡检任务规划；
[0024]AUV接收巡检任务规划并执行对应的巡检任务，向海缆和基桩进行巡检，得到巡检数据；
[0025]AUV中继坞在AUV到达时与AUV进行对接，对AUV进行充电，同时进行数据同步，待充电与数据同步完成后，根据同步的数据对AUV进行状态更新和数据收集，并判断巡检任务是否完成。
[0026]在一些实施方式中，当巡检任务尚未完成时，AUV继续执行巡检任务；
[0027]当巡检任务完成时，向AUV下达返航指令。
[0028]在一些实施方式中，获取AUV的剩余电量，判断AUV的剩余电量是否充足。
[0029]在一些实施方式中，当剩余电量充足时，AUV继续执行巡检任务；
[0030]当剩余电量不足时，AUV上浮更新位置，记录工作断点，并重新规划最短路径，按照规划的最短路径进行下潜航行到AUV中继坞进行充电和数据同步，待充电与数据同步完成后，返回记录的工作断点继续进行所述巡检任务。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的海上风电水下设施无人巡检系统及方法，通过AUV中继坞来解决AUV续航不足和数据同步问题。
附图说明
[0032]图1为本专利技术一实施方式的海上风电水下设施无人巡检系统的组成示意图；
[0033]图2为本专利技术一实施方式的能源模块的组成示意图；
[0034]图3为本专利技术一实施方式的海上风电水下设施无人巡检方法的第一种流程图；
[0035]图4为本专利技术一实施方式的海上风电水下设施无人巡检方法的第二种流程图。
[0036]附图标号说明：AUV100，控制模块110，通信模块120，导航模块130，探测模块140，动力模块150，能源模块160，蓄电池模块161，电池管理模块162，避障模块170，AUV自动收放站200，AUV中继坞300，远程作业监控系统400，巡检数据处理中心500。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。
[0038]根据本专利技术的第一个方面，图1
‑
2示意性地显示了根据本专利技术的一种实施方式的海上风电水下设施无人巡检系统。如图1
‑
2所示，该海上风电水下设施无人巡检系统包括AUV100(Autonomous Underwater Vehicle，无缆水下机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电水下设施无人巡检系统，其特征在于，包括：远程作业监控系统，所述远程作业监控系统进行巡检任务规划；AUV，所述AUV接收所述巡检任务规划并执行对应的巡检任务，向海缆和基桩进行巡检，得到巡检数据；AUV中继坞，所述AUV中继坞在所述AUV到达时与所述AUV进行对接，对所述AUV进行充电，同时将所述AUV与所述远程作业监控系统进行数据同步，待充电与数据同步完成后，所述远程作业监控系统根据接收到的数据，对所述AUV进行状态更新和数据收集。2.根据权利要求1所述的海上风电水下设施无人巡检系统，其特征在于，所述AUV包括：控制模块；通信模块，所述通信模块与所述控制模块连接，所述通信模块用于与所述AUV中继坞进行通信；导航模块，所述导航模块与所述控制模块连接，所述导航模块根据所述巡检任务进行导航；探测模块，所述探测模块与所述控制模块连接，所述探测模块根据所述巡检任务向所述海缆和基桩进行检测，得到所述巡检数据；动力模块，所述动力模块与所述控制模块连接，所述动力模块根据所述巡检任务进行移动；能源模块，所述能源模块分别与所述控制模块、所述动力模块连接，所述能源模块给所述动力模块提供能量。3.根据权利要求2所述的海上风电水下设施无人巡检系统，其特征在于，所述能源模块包括：蓄电池模块，所述蓄电池模块分别与所述控制模块、所述动力模块连接，所述蓄电池模块给所述动力模块提供电能；电池管理模块，所述电池管理模块分别与所述控制模块、所述蓄电池模块连接，所述电池管理模块获取所述蓄电池模块的剩余电量。4.根据权利要求2所述的海上风电水下设施无人巡检系统，其特征在于，所述AUV还包括避障模块，所述避障模块与所述控制模块连接，所述避障模块用于水下避障处理。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，杨毅，霍雨佳，冷淼，
申请(专利权)人：广东智能无人系统研究院，
类型：发明
国别省市：