[发明专利]一种用于无人机输电线路巡检的集中监控系统

权利要求书

1.一种用于无人机输电线路巡检的集中监控系统，其特征是，包括集中监控子系统、移动子站和无人机飞行平台；集中监控子系统与移动子站之间以一对多的方式相连接，移动子站与无人机飞行平台以一对一的方式相连接；

所述集中监控子系统，用于接入移动子站和无人机飞行平台的状态信息和巡检数据，对无人机巡检任务进行规划和同步、对无人机巡检的移动子站和无人机飞行平台进行实时远程监控，对巡检数据进行缺陷诊断、统计、分析和展示，描述当前无人机的巡检的实时状态场景和电力环境；

所述移动子站，用于飞行任务的规划和下发，对巡检状态信息和巡检数据进行本地监控，对巡检图像数据进行预处理，以及对巡检结果数据进行缺陷预诊断；

所述无人机飞行平台包括用于作为线路检测终端的吊舱模块、对无人机飞行平台进行飞行控制的飞行控制模块、进行GPS定位的GPS模块和用于与移动子站进行通信的通信模块以及无人机机体和智能避障模块；

飞行控制模块、吊舱模块和GPS模块分别通过数传通信链路与移动子站进行通信；吊舱模块通过图传通信链路将检测图像信息发送到移动子站中，所述智能避障模块直接与飞行控制模块连接；

所述智能避障模块包括：机载相机、惯性测量单元和处理器单元，所述机载相机获取所述无人机的视觉感知信息和所述惯性测量单元获取无人机惯导数据并与处理器单元数据传输进行分析；

所述集中监控子系统包括：人机交互模块，用于获取并解析外部命令，将解析后的外部指令发送到相应数据处理模块处理，并将相应的处理结果展示出来；

巡检任务规划模块，用于对无人机巡检的输电线路进行任务划分，根据巡检设备的可靠性、人员的巡检记录、巡检地理环境、气象环境的影响因素，确定各巡检机组巡检的输电线路段、巡检所需设备以及巡检的机组人员，明确巡检的计划时间，并对规划出的巡检任务进行查询、新建、编辑、审核以及巡检任务通知和下发操作，完成巡检任务的规划；

巡检任务监控模块，用于监控无人机巡检现场的气象环境信息、无人机飞行状态信息、移动子站状态信息、GPS位置信息、吊舱控制信息实时状态信息和电力环境信息，并通过影音及图像方式描述当前无人机的巡检的实时状态场景和电力环境；巡检结果管理模块，用于无人机巡检结果数据的管理，其与通信模块和数据存储模块相连接，实现巡检结果数据的同步、浏览、播放、对比、分析和报表管理，完成对巡检结果数据的管理；

巡检缺陷诊断模块，用于对巡检的结果数据包括图像和视频信息进行筛选、预处理和缺陷诊断，在巡检的图像标识缺陷位置，用文字对缺陷进行说明，存储巡检缺陷到数据库中，对相应的巡检缺陷图像进行标识、修改、删除、查询和浏览操作，完成巡检结果的缺陷诊断；巡检报告管理模块，用于生成无人机巡检任务的巡检任务报告，描述相应巡检任务的输电线路、设备、人员、时间、飞行任务报告和飞行日志信息以及发现的缺陷信息，并对巡检报告进行浏览、编辑、删除和审核操作，完成对巡检报告的管理；缺陷消缺模块，用于对巡检报告中给出的巡检缺陷信息进行处理，通过巡检出的输电线路缺陷触发缺陷消缺流程，进行缺陷消缺任务的发布、分配、通知、消缺和消缺确认操作，完成无人机巡检所发现的巡检缺陷的消缺操作；

GIS模块，用于导入和导出输电线路信息，在GIS模块中展示输电线路信息，并提供输电线路的区间划分、选择和框选操作，并能够用于在GIS地图上浏览、编辑和删除相应的线路信息，还能够在GIS地图上展示无人机的飞行航路信息；

通信模块，用于读取移动子站实时状态信息，响应人机交互模块的远程指令，实现巡检任务信息到移动子站下发，实时获取移动子站和无人机飞行平台的巡检信息，完成集中监控子系统与移动子站之间信息的交互和通信；

输电线路管理模块，用于输电线路的杆塔GPS位置、杆塔型号、杆塔高度、起始杆塔编号、杆塔编号信息的导入、导出、查询、浏览、删除和编辑操作，完成对输电线路信息的管理；

巡检人员管理模块，用于对巡检机组人员和巡检任务管理人员通过身份证信息进行人员基本信息的查询、维护、注册和删除管理，通过身份证读卡器实现人员信息的自动查询和展示，并对巡检机组人员的巡检记录信息进行查询、浏览、编辑和删除操作，完成巡检人员信息的管理；

巡检设备管理模块，用于对巡检的设备信息进行管理，实现设备信息的导入、导出、查询、浏览、注册、维护和删除操作，以及对巡检设备状态信息的维护，包括空闲、巡检使用、维护或者保养状态，实现对巡检设备的有效管理和使用；

数据存储模块，用于通过数据库和文件方式完成系统数据的存储，通过数据存储模块完成集中管理子系统系统基本数据、巡检过程数据、巡检结果数据以及巡检的监控数据进行存储，其中巡检的视屏数据通过文件存储，存储的文件路径存储到数据库；

所述移动子站包括：人机交互模块，用于获取并解析外部命令，将解析后的外部指令发送到相应数据处理模块处理，并将相应的处理结果展示出来，实现系统数据的输入和输出，完成人与系统的交互；巡检任务同步模块，用于同步集中监控子系统中的巡检任务信息到本地，对同步到本地的巡检任务进行查询、状态维护和当前巡检任务设定操作，完成巡检任务信息的同步和管理；

吊舱控制模块，用于实现对无人机飞行平台上吊舱的监测和控制，实时读取包括吊舱角度、电池电量、电池电压、电池电流、拍摄时间和拍摄GPS值吊舱信息，还能够根据外部指令，下发控制指令，控制吊舱的角度，执行拍摄和停止拍摄动作，完成对无人机飞行平台上的吊舱监控；

GIS模块，用于对巡检任务的输电线路信息进行导入、导出和展示功能，并提供GIS地图的框选、GPS位置定位操作，提供GIS地图上的GPS位置点的标定操作功能；

飞控模块，用于对无人机飞行平台的状态信息进行监测和控制，实时读取无人机飞行平台的GPS信息、速度、高度、转速、总距、缸温、电池电压、电池电流和电池电量信息，并根据外部指令，下发命令到无人机飞行平台，对无人机飞行平台进行控制；

飞行任务规划模块，用于根据无人机巡检的输电线路信息、地理环境信息、气象环境信息，在GIS地图上规划出无人机巡检的起降点、悬停点、航迹点，以及相应的飞行的高度、飞行速度、线距，生成相应的飞行航路，并对无人机飞行任务信息进行查询、浏览和删除、导入和导出操作，完成飞行任务的管理和规划；

缺陷预诊断模块，用于对图像进行编辑和拼接处理，将具有潜在缺陷可能性的图片筛选出来，在图像信息中标识缺陷信息和缺陷位置信息，并对相应的缺陷信息进行标识、修改、删除、查询和浏览操作，完成巡检结果的缺陷诊断和管理；

图像预处理模块，用于对巡检的图像信息进行预处理和管理，对相应的缺陷信息进行浏览、编辑、筛选和预处理操作，将拍摄图项中的拍摄清晰度不够、拍摄角度不正以及选景不准的图片筛选掉，对图进行去噪处理，调整图像的清晰度和对比度处理，实现图像信息的预处理；

气象监测模块，对无人机巡检现场的气象信息进行实时监测，通过匹配接口与飞行任务监控模块相连接，将监测气象信息发送到集中监控子系统；

飞行任务监控模块，用于对飞行状态信息、巡检现场气象信息、GPS位置信息进行监控，在人机交互模块中展示出来；还能够将相应的飞行任务监控信息通过通信模块发送到集中监控子系统；数据存储模块，用于系统数据的存储，通过数据完成集中管理子系统系统基本数据、巡检过程数据、巡检结果数据以及巡检的监控数据进行存储，其中巡检的视屏数据通过文件存储，存储的文件路径存储到数据库；所述GPS模块，用于移动子站的GPS定位，其与飞行任务监控模块通过串口相连接，将移动子站的GPS信息发送到集中监控子系统；

通信模块，用于实现与集中监控子系统之间的数据的交互，从集中监控子系统中同步巡检任务信息，并将巡检数据和巡检监控数据上送到集中监控子系统；还能够通过数传模块和图传模块，读取无人机飞行平台的无人机状态信息和巡检的视频信息。