本發(fā)明涉及水利檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無人機自動化巡檢系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對于水利工程區(qū)域的監(jiān)測，以往一般通過兩種方式進行作業(yè)，一種是人工進行實地測量，這種方式強度高、效率低、覆蓋率低；另一種是定點安置監(jiān)測點，并在水利工程檢測區(qū)域附近設(shè)置控制點，然后用高精度測量儀器定期或不定期的對水利工程檢測區(qū)域進行監(jiān)測，這種測量得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)只能體現(xiàn)分散監(jiān)測點的狀態(tài)，很少能做到對區(qū)域整體的穩(wěn)定性分析，不能夠詳盡的反映整個水利工程區(qū)域的狀態(tài)。最近，無人機開始應(yīng)用于監(jiān)測領(lǐng)域，但其很少應(yīng)用于在水利工程區(qū)域的監(jiān)測方面，其原因在于，將無人機應(yīng)用于在水利工程區(qū)域的監(jiān)測時存在很大的不足之處，水利工程區(qū)域的監(jiān)測需要面對復雜的環(huán)境，尤其是在極端天氣情況下進行監(jiān)測時，無人機十分容易受天氣影響墜毀，從而無法把水利工程區(qū)域的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種無人機自動化巡檢系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)安全輸送，提高數(shù)據(jù)傳輸率。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
提供一種無人機自動化巡檢系統(tǒng)，包括無人機、控制中心和搭載在無人機上的取像裝置，無人機按控制中心預(yù)設(shè)的路徑飛行，所述無人機設(shè)有通信裝置、數(shù)據(jù)存儲裝置、定位裝置、降落傘和彈出裝置，其中取像裝置和定位裝置的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲裝置中，數(shù)據(jù)存儲裝置固定連接通信裝置并經(jīng)通信裝置與控制中心通信；定位裝置控制彈出裝置彈出，彈出裝置的彈出端探出無人機表面，所述數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置藏于彈出裝置的彈出端內(nèi)，數(shù)據(jù)存儲裝置上綁有降落傘；當定位裝置檢測到無人機不按預(yù)設(shè)的路徑飛行時，彈出裝置彈出數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置。
其中，所述定位裝置判斷無人機是否經(jīng)過預(yù)設(shè)的至少兩個位置坐標，從而判斷無人機是否按預(yù)設(shè)的路徑飛行。
其中，兩個位置坐標之間的間距不超過100米。
其中，所述定位裝置設(shè)有GPS傳感器和數(shù)據(jù)處理器，GPS傳感器實時檢測自身位置，并將自身位置傳輸給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器判斷自身位置是否為所述位置坐標，從而判斷無人機是否經(jīng)過預(yù)設(shè)的位置坐標。
其中，所述彈出裝置包括繼電器和電磁鎖，所述數(shù)據(jù)處理器的輸出端連接繼電器的輸入端，繼電器的輸出端連接電磁鎖的輸入端。
其中，所述電磁鎖由電磁線圈和鐵片構(gòu)成，鐵片的一端插入無人機本體，鐵片的另一端懸置于電場線圈上方。
其中，所述控制中心包括通信裝置、處理裝置和存儲裝置，通信裝置接受來自所述取像裝置的數(shù)據(jù)信息并傳輸給處理裝置進行三維建模，將新建的三維模型與此前建立的三維模型比較，從而判斷監(jiān)測區(qū)域有無異常情況。
其中，所述控制中心還設(shè)有可擦寫的存儲裝置，處理裝置將三維模型存放到存儲裝置。
其中，所述取像裝置設(shè)有至少兩個的鏡頭。
其中，所述無人機表面設(shè)有防水涂層。
本發(fā)明的一種無人機自動化巡檢系統(tǒng)，無人機按控制中心預(yù)設(shè)的路徑飛行，使用搭載在無人機上得取像裝置采集沿途信息，并將采集數(shù)據(jù)以無線傳輸方式發(fā)送到控制中心，控制中心接受數(shù)據(jù)后進行分析處理。在無人機巡檢水利工程區(qū)域的過程中，實時檢測無人機的自身位置，當無人機不按預(yù)設(shè)的路徑飛行時彈出裝置彈出數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置，數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置上綁有降落傘，從而使數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置在降落過程中將采集到的數(shù)據(jù)可以傳送給控制中心。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明確保數(shù)據(jù)安全輸送，提高數(shù)據(jù)傳輸率。
具體實施方式
結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。
水利工程區(qū)域的監(jiān)測人員為了監(jiān)測整個水利工程區(qū)域的水位高度、湖泊面積、水閘開閉或堵塞情況、堤壩穩(wěn)固程度等狀態(tài)，構(gòu)建了本實施例中的一種無人機自動化巡檢系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括外表面涂有防水涂層四旋翼無人機、控制中心和搭載在無人機上的取像裝置，無人機按控制中心預(yù)設(shè)的路徑飛行，取像裝置把沿途采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給控制中心，控制中心根據(jù)數(shù)據(jù)建立水利工程區(qū)域的原始三維模型，對水利工程區(qū)域的狀態(tài)進行監(jiān)控。
在水利工程區(qū)域的日常監(jiān)測管理中，監(jiān)測人員在無人機上裝載普通的數(shù)碼相機作為取像裝置，這里沒有采用專門的測量型相機，是因為數(shù)碼相機采集到的影像能直接發(fā)送給控制中心，減少了對專業(yè)設(shè)備的依賴，極大的加快了數(shù)據(jù)處理速度和效率，而且現(xiàn)在普通的數(shù)碼相機的成像質(zhì)量也足以滿足建模需求。監(jiān)測人員通過控制中心控制無人機的行進路線，使用五鏡頭相機系統(tǒng)，中間一臺獲取垂直影像，另外四臺分別從前后左右四個方向，以 40°到60°之間的角度進行傾斜攝影，獲取側(cè)視影像，從而采集水利工程區(qū)域的二維傾斜攝影影像，并記錄下采集該影像時的水文、氣象等影像采集條件。使用無人機搭載取像裝置來進行影像采集工作，可以實現(xiàn)對水利工程區(qū)域的全面監(jiān)測。
無人機上還設(shè)有通信裝置、數(shù)據(jù)存儲裝置、定位裝置、彈出裝置和降落傘，其中取像裝置和定位裝置的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲裝置中，數(shù)據(jù)存儲裝置固定連接通信裝置并經(jīng)通信裝置與控制中心通信，定位裝置控制彈出裝置彈出，彈出裝置的彈出端探出無人機表面，所述數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置藏于彈出裝置的彈出端內(nèi)，數(shù)據(jù)存儲裝置上綁有降落傘。定位裝置上設(shè)有用于檢測無人機位置的GPS傳感器和數(shù)據(jù)處理器，GPS傳感器的輸出端連接數(shù)據(jù)處理器的輸入端，數(shù)據(jù)處理器與數(shù)據(jù)存儲裝置電連接。所述彈出裝置由頂部帶有電磁開關(guān)的盒體組成，該電磁開關(guān)包括繼電器和電磁鎖，數(shù)據(jù)處理器的輸出端連接繼電器的輸入端，繼電器的輸出端連接電磁鎖的輸入端。電磁鎖由電場線圈和鐵片構(gòu)成，其中鐵片的一端固定安裝在無人機本體上，鐵片的另一端懸置于電場線圈上方。當給電場線圈通電時，由于電生磁原理使得電場線圈有磁性，從而吸合鐵片，電磁鎖鎖緊。當電場線圈斷電時，電場線圈失去磁性，鐵片彈開，電磁鎖打開。
工作時，控制中心預(yù)先向數(shù)據(jù)處理器輸入至少2個位置坐標（本實施例中設(shè)置20個位置坐標），其中各個位置坐標之間的間距不超過100米。起飛后，數(shù)據(jù)存儲裝置實時將取像裝置采集的影像經(jīng)通信裝置發(fā)送給控制中心，數(shù)據(jù)處理器控制無人機沿各個位置坐標之間的連線方向前行，從而實現(xiàn)按預(yù)設(shè)的路徑飛行，飛行過程中，定位裝置的GPS傳感器實時檢測無人機的位置，并將位置數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器分析比對接受到的位置是否與預(yù)設(shè)的位置坐標相同或接近，從而判斷無人機是否按預(yù)設(shè)的路徑飛行，如果不是則判定無人機處于失控狀態(tài)，此時數(shù)據(jù)處理器發(fā)出高電平使繼電器斷電，致使電場線圈斷電，電磁鎖打開，彈出藏于彈出裝置中的數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置。被彈出數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置綁有降落傘，在下降過程中，降落傘在風力作用下?lián)伍_，從而大大延長數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置的下降時間，數(shù)據(jù)存儲裝置利用這段時間將影像數(shù)據(jù)經(jīng)通信裝置發(fā)送給控制中心，同時發(fā)送的還有無人機彈出時的飛行位置。
控制中心通過通信裝置接收無人機采集到的水利工程區(qū)域的二維傾斜攝影影像，并傳輸給處理裝置，處理裝置根據(jù)影像構(gòu)建水利工程區(qū)域三維模型，并且根據(jù)該影像采集條件標記三維模型類別，把該標記有三維模型類別的水利工程區(qū)域三維模型存儲在存儲裝置中，其中存儲裝置為可擦寫存儲器?？刂浦行膶Ξ斍矮@取的工程區(qū)域三維模型數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的同類別水利工程區(qū)域三維模型數(shù)據(jù)進行比較，根據(jù)比較的偏差量來確定水利工程區(qū)域的當前狀態(tài)?？刂浦行耐ㄟ^地理信息系統(tǒng)空間分析技術(shù)比較這些三維模型的偏差量，具體地，把這些三維模型的顯示圖層分層疊置, 采用多邊形疊置分析等幾何分析方法檢測其邊緣信息的偏差量。若當前獲取的工程區(qū)域三維模型數(shù)據(jù)與模型數(shù)據(jù)庫內(nèi)同類別水利工程區(qū)域三維模型數(shù)據(jù)的整體偏差量超出安全值或者部分數(shù)據(jù)的偏差量達到異常值，就說明水利工程區(qū)域內(nèi)有異常情況。若識別到水利工程區(qū)域內(nèi)有異常情況，控制中心就把該異常情況告知監(jiān)測人員。監(jiān)測人員對水利工程區(qū)域的異常情況及其原因進行確認，然后采取對應(yīng)的處理措施。當控制中心接收到無人機發(fā)出的彈出信號時，根據(jù)無人機彈出時的飛行位置，重新發(fā)射新的無人機前往墜機地點繼續(xù)監(jiān)測。
本發(fā)明的一種無人機自動化巡檢系統(tǒng)，無人機按控制中心預(yù)設(shè)的路徑飛行，使用搭載在無人機上得取像裝置采集沿途信息，并將采集數(shù)據(jù)以無線傳輸方式發(fā)送到控制中心，控制中心接受數(shù)據(jù)后進行分析處理。在無人機巡檢水利工程區(qū)域的過程中，實時檢測無人機的自身位置，當無人機不按預(yù)設(shè)的路徑飛行時彈出裝置彈出數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置，數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置上綁有降落傘，從而使數(shù)據(jù)存儲裝置和通信裝置在降落過程中將采集到的數(shù)據(jù)可以傳送給控制中心。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明確保數(shù)據(jù)安全輸送，提高數(shù)據(jù)傳輸率。
最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。