一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括分別設(shè)置在無人飛行器上的主處理模塊(2)、旋翼電機(jī)拖動模塊(3)、姿態(tài)檢測模塊(4)、無線視頻模塊(5)、激光掃描模塊(6)和數(shù)據(jù)存儲模塊(7)，還包括遠(yuǎn)程控制臺(9)，巡視時，姿態(tài)檢測模塊(4)和激光掃描模塊(6)實時采集無人飛行器的高度信息和環(huán)境信息并發(fā)送給主處理模塊(2)，主處理模塊(2)讀取數(shù)據(jù)存儲模塊(7)中的設(shè)定數(shù)據(jù)，并向旋翼電機(jī)拖動模塊(3)發(fā)送控制信號，使無人飛行器按照設(shè)定的軌跡飛行，同時進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可根據(jù)預(yù)定路徑進(jìn)行巡視，且具有良好的應(yīng)變性，可對火災(zāi)等危險進(jìn)行檢測，適用于復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境。
【專利說明】
一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種室內(nèi)飛行巡視系統(tǒng)，尤其是涉及一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速騰飛，城市的規(guī)模迅速擴(kuò)張，隨之城市中的建筑物也正向著更大更高的方向發(fā)展，相應(yīng)的在這些大型建筑中的定位和導(dǎo)航問題卻一直沒有得到解決。目前最常用最普遍的的GPS系統(tǒng)信號到達(dá)不了室內(nèi)以及一些特別的作業(yè)場合，基于蜂窩基站定位的誤差又太大，都不能為這些大型建筑內(nèi)的情況提供定位服務(wù)。市面上用來進(jìn)行定位導(dǎo)航按適用場合主要分為室內(nèi)以及室外，目前室外全球定位系統(tǒng)大部分是由GPS或北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位，GPS導(dǎo)航儀的技術(shù)革新已是風(fēng)起云涌，越來越人性化，但是這種定位受到很多因素的影響，地圖數(shù)據(jù)精確度有限，而且GPS的好用與否還取決于其裝載的地圖數(shù)據(jù)，但是現(xiàn)代城市的發(fā)展如此迅猛，地圖的數(shù)據(jù)滯后是不可避免的，再加上勘測時候不可避免的誤差因素，這一切令導(dǎo)航精確程度大打折扣。此外易用性也不理想，目前GPS還不像手機(jī)、MP3那樣易用，這也是由其自身工作原理所決定的，現(xiàn)下的PND型GPS大多扮演了多功能PDA的角色，除了導(dǎo)航還能播放音頻視頻乃至文本與圖片，功能的繁多自然導(dǎo)致操作的復(fù)雜，另外，由于導(dǎo)航軟件行業(yè)起步較晚，某些軟件還存在菜單目錄不合理甚至混亂的狀況，也令新手無所適從。
[0003]在室外露天廠商定位很容易，因為有GPS衛(wèi)星和地上運(yùn)營商的通信基站，其實在GPS衛(wèi)星無法穿透的購物中心也并不難一一因為國內(nèi)購物中心內(nèi)幾乎都遍布了WIFI熱點，機(jī)場、火車站、圖書館、政府辦公樓以及大型購物商城中遍布的WIFI熱點，完全可以充當(dāng)起“小雷達(dá)”的作用，對用戶進(jìn)行室內(nèi)定位和導(dǎo)航，并且利用WIFI熱點進(jìn)行室內(nèi)定位和導(dǎo)航，在技術(shù)層面已經(jīng)成熟。
[0004]激光產(chǎn)生后，經(jīng)過30多年的發(fā)展，幾乎是無處不在，由于其特有的一些優(yōu)點，精度高、捕獲目標(biāo)靈活、實效成本低、抗干擾性能好、操作簡單、可同時面向多個目標(biāo)、結(jié)構(gòu)簡單等，它已經(jīng)被用在生活、科研的方方面面:激光焊接、激光測距儀、激光陀螺儀、激光鉛直儀、激光手術(shù)刀、激光炸彈、激光雷達(dá)、激光槍、激光炮等等，日前美國專業(yè)智能掃地機(jī)器人公司Neato已經(jīng)推出了全新的BotvacD系列兩款真空掃地機(jī)器人，該系列采用全新的RPS激光導(dǎo)航技術(shù)，專門針對硬木地板環(huán)境以及有寵物家庭使用，具有很好的實用性。
[0005]利用激光技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)機(jī)器人控制，例如附圖1所示的室內(nèi)輪式機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)包括機(jī)器人架體以及驅(qū)動輪，機(jī)器人架體上還設(shè)有運(yùn)動控制系統(tǒng)以及車載控制器;在機(jī)器人架體上還設(shè)有感知室內(nèi)環(huán)境的環(huán)境感知傳感器，環(huán)境感知傳感器包括位于機(jī)器人架體內(nèi)下部的超聲波傳感器、紅外測距儀以及激光測距儀，車載控制器對超聲波傳感器檢測的超聲波距離信息、紅外測距儀檢測的紅外距離信息以及激光測距儀檢測的激光距離信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，并利用粒子濾波法構(gòu)建地圖；車載控制器在構(gòu)建地圖后，利用自適應(yīng)蒙特卡羅定位法確定位置，并利用A*路徑規(guī)劃方法進(jìn)行路徑規(guī)劃，以通過運(yùn)動控制系統(tǒng)控制驅(qū)動輪按照規(guī)劃后的路徑運(yùn)動。
[0006]公開號為CN102280826A的中國專利公開了一種變電站智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心，監(jiān)控中心與至少一個變電站的站級機(jī)器人智能巡檢系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接;各站級機(jī)器人智能巡檢系統(tǒng)包括至少一個基站，同時在變電站內(nèi)還設(shè)有環(huán)境信息采集子系統(tǒng)以及安裝在變電站內(nèi)各個需要監(jiān)控設(shè)備處的固定點輔助監(jiān)控子系統(tǒng)，智能巡檢機(jī)器人上設(shè)有智能巡檢機(jī)器人下位機(jī)，智能巡檢機(jī)器人下位機(jī)還與檢測單元連接，檢測單元包括紅外檢測單元和紫外檢測單元，紫外檢測單元包含紫外視頻服務(wù)器和紫外檢測裝置。本發(fā)明巡檢路徑優(yōu)化，安全防護(hù)好，智能化程度高，具有全時段故障檢測和無縫隙視頻監(jiān)控的優(yōu)點，為智能變電站提供全新的技術(shù)檢測手段和全方位的安全保障。
[0007]但是對于地面室內(nèi)巡視機(jī)器人而言有一些難以解決的技術(shù)難題。第一，室內(nèi)環(huán)境狹小，難以利用GPS進(jìn)行精確定位，即便可以定位，由于室內(nèi)環(huán)境多變，對于GPS或者內(nèi)置的地圖導(dǎo)航也是個極大的挑戰(zhàn);第二，室內(nèi)的物品擺放狀況常常變化，有時會出現(xiàn)地面機(jī)器人難以通過的局面，且地面機(jī)器人難以通過樓梯或門檻等室內(nèi)障礙;第三，無論地面人員還是地面巡視機(jī)器人其視線難免有死角。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)及方法。
[0009]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0010]一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)，包括無人飛行器、遠(yuǎn)程控制臺以及分別設(shè)置在無人飛行器上的主處理模塊、旋翼電機(jī)拖動模塊、姿態(tài)檢測模塊、無線視頻模塊、激光掃描模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和無線控制模塊，所述的主處理模塊分別與旋翼電機(jī)拖動模塊、姿態(tài)檢測模塊、激光掃描模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和無線控制模塊連接，所述的遠(yuǎn)程控制臺與無線視頻模塊遠(yuǎn)程連接，
[0011]巡視時，所述的姿態(tài)檢測模塊和激光掃描模塊實時采集無人飛行器的高度信息和環(huán)境信息并發(fā)送給主處理模塊，主處理模塊讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中的設(shè)定數(shù)據(jù)，并向所述的旋翼電機(jī)拖動模塊發(fā)送控制信號，使無人飛行器按照設(shè)定的軌跡飛行，同時，所述的無線視頻模塊采集圖像信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，所述的遠(yuǎn)程控制臺通過無線控制模塊向主處理模塊發(fā)送信號。
[0012]所述的系統(tǒng)還包括與遠(yuǎn)程控制臺遠(yuǎn)程連接的紅外感應(yīng)模塊，巡視時，所述的紅外感應(yīng)模塊采集溫度信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺。
[0013]所述的姿態(tài)檢測模塊包括分別與主處理模塊連接的陀螺儀傳感器和加速度傳感器，所述的陀螺儀傳感器采集飛行器俯仰角速率、橫滾角速率、偏航角速率和垂直方向上的速度及加速度信息，所述的加速度傳感器用于對陀螺儀傳感器的測量值進(jìn)行修正與補(bǔ)償。
[0014]所述的無線視頻模塊包括分別攝像頭和無線視頻處理器，所述的攝像頭采集巡視時的現(xiàn)場圖像，所述的無線視頻處理器與遠(yuǎn)程控制臺連接，將現(xiàn)場圖像進(jìn)行編碼處理并傳輸至遠(yuǎn)程控制臺。
[0015]所述的數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)存儲地圖信息和設(shè)定飛行高度信息。
[0016]所述的系統(tǒng)還包括與主處理模塊連接的無線控制模塊，所述的無線控制模塊與遠(yuǎn)程控制臺遠(yuǎn)程連接，用于接收遠(yuǎn)程控制信號。
[0017]一種使用所述的利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的巡視系統(tǒng)進(jìn)行巡視的方法，包括以下步驟:
[0018]SI，無人飛行器從起飛點啟動并豎直向上飛行；
[0019]S2，主處理模塊讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的高度信息，實時接收姿態(tài)檢測模塊采集的速度與加速度信息，用以計算實時高度信息，并將存儲的高度信息和實時高度信息進(jìn)行比較，當(dāng)無人飛行器的實時高度達(dá)到設(shè)定值時，進(jìn)入步驟S3;
[0020]S3，旋翼電機(jī)拖動模塊根據(jù)主處理模塊發(fā)送的控制命令，令無人飛行器沿數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的預(yù)設(shè)軌跡飛行，同時，無線視頻模塊采集圖像信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺，姿態(tài)檢測模塊和激光掃描模塊實時采集位置信息和環(huán)境信息并發(fā)送給主處理模塊，主處理模塊將接收到的位置信息和環(huán)境信息與數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的地圖信息和預(yù)設(shè)軌跡進(jìn)行比對，若比對結(jié)果吻合，則返回步驟S3，直到飛行結(jié)束，否則進(jìn)入步驟S4;
[0021]S4，數(shù)據(jù)存儲模塊對地圖信息進(jìn)行更新，并返回步驟S3。
[0022]所述的數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的地圖信息于無人飛行器第一次飛行時采集。
[0023]所述的步驟S3中，遠(yuǎn)程控制臺根據(jù)接收到的圖像信息判斷是否出現(xiàn)異常，若出現(xiàn)異常，則通過無線控制模塊向主處理模塊發(fā)送信號，進(jìn)行遙控巡視。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0025](I)實時采集無人飛行器的高度信息和環(huán)境信息并發(fā)送給主處理模塊，主處理模塊讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中的設(shè)定數(shù)據(jù)，并向旋翼電機(jī)拖動模塊發(fā)送控制信號，使無人飛行器按照設(shè)定的軌跡飛行，遠(yuǎn)程控制臺通過無線控制模塊向主處理模塊發(fā)送信號，可通過對路徑的設(shè)計，使飛行器到達(dá)每個重點巡視點，適用于室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境。
[0026](2)實時檢測環(huán)境信息進(jìn)行比對，若比對結(jié)果不吻合，則更新地圖信息，以方便后續(xù)進(jìn)行設(shè)定路徑的優(yōu)化。
[0027](3)激光掃描模塊可實現(xiàn)360°全方位掃描，快速獲取準(zhǔn)確的地圖信息。
[0028](4)無線視頻模塊采集圖像信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，遠(yuǎn)程控制臺可對無人飛行器的飛行進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，應(yīng)對突發(fā)事件。
[0029](5)紅外感應(yīng)模塊采集溫度信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺，可檢測到危險情報，防止火災(zāi)事故。且紅外感應(yīng)模塊可遠(yuǎn)程測量溫度，無須靠近危險物。
【附圖說明】
[0030]圖1為現(xiàn)有的變電站智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖2為本發(fā)明的巡視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明的巡視方法流程圖；
[0033]圖4為本實施例的巡視方法流程圖；
[0034]附圖標(biāo)記:
[0035]01-底盤、02-執(zhí)行層、03-感知層、04-控制層、05-負(fù)載層、06-隔板立柱、07-中間隔板、08-托盤、09-攝像頭、010-輔助輪、011-電機(jī)驅(qū)動器、012-托盤立柱。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0037]實施例
[0038]如圖2所示，一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)，包括無人飛行器、遠(yuǎn)程控制臺9以及分別設(shè)置在無人飛行器上的主處理模塊2、旋翼電機(jī)拖動模塊3、姿態(tài)檢測模塊4、無線視頻模塊5、激光掃描模塊6、數(shù)據(jù)存儲模塊7和無線控制模塊8，主處理模塊2分別與旋翼電機(jī)拖動模塊3、姿態(tài)檢測模塊4、激光掃描模塊6、數(shù)據(jù)存儲模塊7和無線控制模塊8連接，遠(yuǎn)程控制臺9與無線視頻模塊5遠(yuǎn)程連接，
[0039]巡視時，姿態(tài)檢測模塊4和激光掃描模塊6實時采集無人飛行器的高度信息和環(huán)境信息并發(fā)送給主處理模塊2，主處理模塊2讀取數(shù)據(jù)存儲模塊7中的設(shè)定數(shù)據(jù)，并向旋翼電機(jī)拖動模塊3發(fā)送控制信號，使無人飛行器按照設(shè)定的軌跡飛行，同時，無線視頻模塊5采集圖像信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺9，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，遠(yuǎn)程控制臺9通過無線控制模塊8向主處理模塊2發(fā)送信號。
[0040]系統(tǒng)還包括與遠(yuǎn)程控制臺9遠(yuǎn)程連接的紅外感應(yīng)模塊10，巡視時，紅外感應(yīng)模塊10采集溫度信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺9。
[0041 ]姿態(tài)檢測模塊4包括分別與主處理模塊2連接的陀螺儀傳感器和加速度傳感器，陀螺儀傳感器采集飛行器俯仰角速率、橫滾角速率、偏航角速率和垂直方向上的速度及加速度信息，加速度傳感器用于對陀螺儀傳感器的測量值進(jìn)行修正與補(bǔ)償。
[0042]無線視頻模塊5包括分別攝像頭和無線視頻處理器，攝像頭采集巡視時的現(xiàn)場圖像，無線視頻處理器與遠(yuǎn)程控制臺9連接，將現(xiàn)場圖像進(jìn)行編碼處理并傳輸至遠(yuǎn)程控制臺9。
[0043]數(shù)據(jù)存儲模塊7內(nèi)存儲地圖信息和設(shè)定飛行高度信息。
[0044]系統(tǒng)還包括與主處理模塊2連接的無線控制模塊8，無線控制模塊8與遠(yuǎn)程控制臺9遠(yuǎn)程連接，用于接收遠(yuǎn)程控制信號。
[0045]如圖3所示，一種使用利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的巡視系統(tǒng)進(jìn)行巡視的方法，包括以下步驟:
[0046]SI，無人飛行器從起飛點啟動并豎直向上飛行；
[0047]S2，主處理模塊2讀取數(shù)據(jù)存儲模塊7中存儲的高度信息，實時接收姿態(tài)檢測模塊4采集的實時高度信息，并將存儲的高度信息和實時高度信息進(jìn)行比較，當(dāng)無人飛行器的實時高度達(dá)到設(shè)定值時，進(jìn)入步驟S3;
[0048]S3，旋翼電機(jī)拖動模塊3根據(jù)主處理模塊2發(fā)送的控制命令，令無人飛行器沿數(shù)據(jù)存儲模塊7中存儲的預(yù)設(shè)軌跡飛行，同時，無線視頻模塊5采集圖像信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺9，姿態(tài)檢測模塊4和激光掃描模塊6實時采集位置信息和環(huán)境信息并發(fā)送給主處理模塊2，主處理模塊2將接收到的位置信息和環(huán)境信息與數(shù)據(jù)存儲模塊7中存儲的地圖信息和預(yù)設(shè)軌跡進(jìn)行比對，若比對結(jié)果吻合，則返回步驟S3，直到飛行結(jié)束，否則進(jìn)入步驟S4;
[0049]步驟S3中，主處理模塊2根據(jù)當(dāng)前的位置信息，在預(yù)設(shè)軌跡上找到該位置，讀取地圖上該位置的環(huán)境信息，并使用圖像匹配算法，將該環(huán)境信息與當(dāng)前的環(huán)境信息進(jìn)行比對，若比對結(jié)果不一致，說明實際環(huán)境信息有變化，需要及時更新；
[0050]S4，數(shù)據(jù)存儲模塊7對地圖信息進(jìn)行更新，并返回步驟S3。
[0051]數(shù)據(jù)存儲模塊7中存儲的地圖信息于無人飛行器第一次飛行時采集，并通過建模獲得。
[0052]步驟S3中，遠(yuǎn)程控制臺9根據(jù)接收到的圖像信息判斷是否出現(xiàn)異常，若出現(xiàn)異常，則通過無線控制模塊8向主處理模塊2發(fā)送信號，進(jìn)行遙控巡視。
[°°53] 詳細(xì)流程如圖4所示，具體包括:
[0054](I)啟動處在設(shè)定好的室內(nèi)起飛點處的飛行器；
[0055](2)飛行器的主處理模塊2讀取數(shù)據(jù)存儲模塊7內(nèi)存儲的地圖信息和高度信息；
[0056](3)飛行器的主處理模塊2向旋翼電機(jī)拖動模塊3發(fā)送控制命令，控制飛行器沿著垂直方向飛行；
[0057](4)飛行器的姿態(tài)檢測模塊4、激光掃描模塊6實時采集飛行器的速度與加速度信息和位置信息；
[0058](5)飛行器的主處理模塊2將計算出來的飛行器實時高度信息與數(shù)據(jù)存儲模塊7內(nèi)所讀取的高度信息進(jìn)行比較，當(dāng)飛行器的實時高度信息達(dá)到數(shù)據(jù)存儲模塊7內(nèi)所讀取的高度信息時，執(zhí)行下一步驟，否則返回步驟(3);
[0059](6)飛行器的主處理模塊2向旋翼電機(jī)拖動模塊3發(fā)送控制命令，控制飛行器按照地圖信息中規(guī)劃好的路線飛行；
[0060](7)飛行器的無線視頻模塊5實時拍攝室內(nèi)道路上的圖像信息，并將圖像信息發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺9，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，同時紅外感應(yīng)模塊10收集溫度信息以預(yù)備火警；
[0061](8)飛行器的姿態(tài)檢測模塊4、激光掃描模塊6實時采集飛行器的高度信息和位置信息；
[0062](9)當(dāng)飛行器捕捉到某些狀況(包括無線視頻模塊5捉到的影像，激光掃描模塊6發(fā)現(xiàn)地圖信息不符，紅外感應(yīng)模塊10發(fā)現(xiàn)異常高溫)，則傳送信息至遠(yuǎn)程控制臺9報警，若遠(yuǎn)程控制臺9未回饋新指令進(jìn)行人工遙控，則執(zhí)行下一步驟；
[0063](10)飛行器的主處理模塊2將飛行器的實時位置信息與數(shù)據(jù)存儲模塊7內(nèi)所讀取的終點位置信息進(jìn)行比較，當(dāng)飛行器的實時位置信息與數(shù)據(jù)存儲模塊7內(nèi)所讀取的終點位置信息相吻合時，執(zhí)行下一步驟，否則返回步驟(2);
[0064](11)飛行器結(jié)束巡視，自動檢查電量，若剩余電量不足以繼續(xù)巡視，則警示遠(yuǎn)程控制臺9，否則等待新命令。
[0065]主處理模塊通過激光掃描儀獲取環(huán)境信息與位置信息，同時確定前進(jìn)路線，結(jié)合姿態(tài)檢測模塊中的慣性導(dǎo)航儀等控制飛行器完成對室內(nèi)的巡視作業(yè)，解決因人工成本上升產(chǎn)生的人力巡視障礙，同時彌補(bǔ)地面巡視機(jī)器人在面對室內(nèi)多變環(huán)境以及地面障礙造成的巡視死角，監(jiān)視人員可以在監(jiān)控室內(nèi)完成監(jiān)控，保證在高質(zhì)量地完成巡視任務(wù)的前提下，實現(xiàn)人力物力的較少投入，大大提高了巡視監(jiān)控人員工作效率，保證了巡視的可靠性。
【主權(quán)項】
1.一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)，包括無人飛行器，其特征在于，還包括遠(yuǎn)程控制臺(9)以及分別設(shè)置在無人飛行器上的主處理模塊(2)、旋翼電機(jī)拖動模塊(3)、姿態(tài)檢測模塊(4)、無線視頻模塊(5)、激光掃描模塊(6)、數(shù)據(jù)存儲模塊(7)和無線控制模塊(8)，所述的主處理模塊(2)分別與旋翼電機(jī)拖動模塊(3)、姿態(tài)檢測模塊(4)、激光掃描模塊(6)、數(shù)據(jù)存儲模塊(7)和無線控制模塊(8)連接，所述的遠(yuǎn)程控制臺(9)與無線視頻模塊(5)遠(yuǎn)程連接， 巡視時，所述的姿態(tài)檢測模塊(4)和激光掃描模塊(6)實時采集無人飛行器的高度信息和環(huán)境信息并發(fā)送給主處理模塊(2)，主處理模塊(2)讀取數(shù)據(jù)存儲模塊(7)中的設(shè)定數(shù)據(jù)，并向所述的旋翼電機(jī)拖動模塊(3)發(fā)送控制信號，使無人飛行器按照設(shè)定的軌跡飛行，同時，所述的無線視頻模塊(5)采集圖像信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺(9)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，所述的遠(yuǎn)程控制臺(9)通過無線控制模塊(8)向主處理模塊(2)發(fā)送信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括與遠(yuǎn)程控制臺(9)遠(yuǎn)程連接的紅外感應(yīng)模塊(10)，巡視時，所述的紅外感應(yīng)模塊(10)采集溫度信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺(9)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)，其特征在于，所述的姿態(tài)檢測模塊(4)包括分別與主處理模塊(2)連接的陀螺儀傳感器和加速度傳感器，所述的陀螺儀傳感器采集飛行器俯仰角速率、橫滾角速率、偏航角速率和垂直方向上的速度及加速度信息，所述的加速度傳感器用于對陀螺儀傳感器的測量值進(jìn)行修正與補(bǔ)償。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線視頻模塊(5)包括分別攝像頭和無線視頻處理器，所述的攝像頭采集巡視時的現(xiàn)場圖像，所述的無線視頻處理器與遠(yuǎn)程控制臺(9)連接，將現(xiàn)場圖像進(jìn)行編碼處理并傳輸至遠(yuǎn)程控制臺(9)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)存儲模塊(7)內(nèi)存儲地圖信息和設(shè)定飛行高度信息。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的飛行巡視系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括與主處理模塊(2)連接的無線控制模塊(8)，所述的無線控制模塊(8)與遠(yuǎn)程控制臺(9)遠(yuǎn)程連接，用于接收遠(yuǎn)程控制信號。7.—種使用如權(quán)利要求2所述的利用360°激光掃描儀導(dǎo)航的巡視系統(tǒng)進(jìn)行巡視的方法，其特征在于，包括以下步驟: SI，無人飛行器從起飛點啟動并豎直向上飛行； S2，主處理模塊(2)讀取數(shù)據(jù)存儲模塊(7)中存儲的高度信息，實時接收姿態(tài)檢測模塊(4)采集的速度與加速度信息，用以計算實時高度信息，并將存儲的高度信息和實時高度信息進(jìn)行比較，當(dāng)無人飛行器的實時高度達(dá)到設(shè)定值時，進(jìn)入步驟S3 ； S3，旋翼電機(jī)拖動模塊(3)根據(jù)主處理模塊(2)發(fā)送的控制命令，令無人飛行器沿數(shù)據(jù)存儲模塊(7)中存儲的預(yù)設(shè)軌跡飛行，同時，無線視頻模塊(5)采集圖像信息并發(fā)送給遠(yuǎn)程控制臺(9)，姿態(tài)檢測模塊(4)和激光掃描模塊(6)實時采集位置信息和環(huán)境信息并發(fā)送給主處理模塊(2)，主處理模塊(2)將接收到的位置信息和環(huán)境信息與數(shù)據(jù)存儲模塊(7)中存儲的地圖信息和預(yù)設(shè)軌跡進(jìn)行比對，若比對結(jié)果吻合，則返回步驟S3，直到飛行結(jié)束，否則進(jìn)入步驟S4; S4，數(shù)據(jù)存儲模塊(7)對地圖信息進(jìn)行更新，并返回步驟S3。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步驟S3中，所述的數(shù)據(jù)存儲模塊(7)中存儲的地圖信息于無人飛行器第一次飛行時采集。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步驟S3中，遠(yuǎn)程控制臺(9)根據(jù)接收到的圖像信息判斷是否出現(xiàn)異常，若出現(xiàn)異常，則通過無線控制模塊(8)向主處理模塊(2)發(fā)送信號，進(jìn)行遙控巡視。
【文檔編號】G05D1/10GK106052695SQ201610552914
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】程鵬展, 何法江, 黨淑雯, 王康樂
【申請人】上海工程技術(shù)大學(xué)