[发明专利]一种无人值守常态化区域监测无人机系统及监测方法

说明书

本发明涉及一种无人值守常态化区域监测无人机系统及监测方法，其包括无人机无人值守前端设备、无人机远程控制中心、通讯网络、国际互联网、远程数据分析服务器、固定客户端和移动客户端；无人机无人值守前端设备经通讯网络或国际互联网与无人机远程控制中心连接，无人机远程控制中心用于对无人机及无人值守前端设备进行远程控制；无人机无人值守前端设备获取的图像和数据通过通讯网络或国际互联网传输至远程数据分析服务器，处理后的结果经通讯网络或国际互联网分别传输至固定客户端和移动客户端。本发明具备自主归巢、贮存充电和出巢复飞功能，实现无人机系统的无人值守、远程控制，降低无人机系统的运营成本。

技术领域

本发明涉及一种无人值守常态化区域监测无人机系统及监测方法，属于无人机技术领域。

背景技术

目前，电动无人机特别是多旋翼电动无人机，受电池能量密度限制，续航时间较短，需要频繁更换电池或充电，无法远距离和长时间工作。无人机在起飞、降落、飞行过程中需要专业操纵手进行操作控制，提高了无人机系统使用的人工成本。无人机系统除无人机以外，还包括地面站、地面数据链天线、储运箱和运输车等地面支持设备，使得无人机系统在运输、贮存、维护，以及使用展开过程中，人员劳动强度较高。综合上述因素影响，现有无人机系统无法实现常态化值班，使用效率较低、运营成本较高。

为解决现有无人机系统，尤其是电动多旋翼无人机系统，在实际使用过程中存在的上述问题，如何设计一种自主返回、自动充电、自动贮存和自主起飞的无人机系统，在常态化区域监测应用场景中，实现无人机系统的无人值守运营，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种无人值守常态化区域监测无人机系统及监测方法，其具备自主归巢、贮存充电和出巢复飞功能，实现无人机系统的无人值守、远程控制，降低无人机系统的运营成本。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种无人值守常态化区域监测无人机系统，其特征在于：它包括无人机无人值守前端设备、无人机远程控制中心、通讯网络、国际互联网、远程数据分析服务器、固定客户端和移动客户端；所述无人机无人值守前端设备经所述通讯网络或所述国际互联网与所述无人机远程控制中心连接，所述无人机远程控制中心用于对无人机及无人值守前端设备进行远程控制；所述无人机无人值守前端设备获取的图像和数据通过所述通讯网络或所述国际互联网传输至所述远程数据分析服务器，处理后的结果经所述通讯网络或所述国际互联网分别传输至所述固定客户端和移动客户端。

进一步，所述无人值守前端设备包括带有悬臂杆的管状高塔、无人机、悬挂式充电贮存装置、差分定位基准站、地面数据链天线和当地气象监测仪；所述管状高塔的悬臂杆末端悬挂设置有所述悬挂式充电贮存装置，用于所述无人机的户外贮存与充电；在所述管状高塔的悬臂杆上部还设置有所述差分定位基准站和当地气象监测仪，所述差分定位基准站用于所述无人机在任务飞行过程中，以及返航归巢时的导航定位；所述当地气象监测仪用于实时测量当地气象参数，并将该气象参数传输至所述无人机远程控制中心；所述地面数据链天线安装在所述管状高塔的顶部，用于所述无人机的远距离图像和数据传输。

进一步，所述无人值守前端设备还包括监控摄像头、前端控制单元和供电单元；所述监控摄像头安装在所述管状高塔的悬臂杆下部，用于监视所述无人机捕获释放过程，当地天气及现场实况，并将监视图像实时传输至所述无人机远程控制中心；所述前端控制单元和供电单元均设置在所述管状高塔上，所述前端控制单元根据接收到的所述远程控制中心任务指令控制所述无人机和悬挂式充电贮存装置动作，并将采集到的信息反馈至所述远程控制中心；所述供电单元用于为所述悬挂式充电贮存装置、差分定位基准站、当地气象监测仪、监控摄像头和前端控制单元供电。

进一步，所述无人机包括捕获适配结构、无人机本体和任务载荷；所述捕获适配结构由捕获杆和适配球头构成，所述捕获杆底部设置在所述无人机本体顶部，所述捕获杆的顶部设置有所述适配球头，所述适配球头的顶部中心设置有用于为所述无人机充电的充电接口；所述任务载荷设置在所述无人机本体底部。