无人机巡检系统的制作方法

本申请涉及无人机巡检技术领域，特别是涉及一种无人机巡检系统。

背景技术：

随着社会的进步和我国经济建设的发展，人们的生活水平不断提高，对电能的需求量越来越大。因此，加强对电网中的输电线路以及变电站的有效巡检是当前面临的一个重要任务。

以输电线路为例，通常主要通过无人机对输电线路进行巡检。具体的无人机巡检方式为：通过专业的飞控人员手动操控无人机飞行至输电线路中的目标位置处，依靠回传视频并通过第一人称主视角(firstpersonview，fpv)方式调整无人机完成图像的采集。但是，该方式对操作人员技术要求较高，并且巡检效率较低，对于飞行操控人员来说心理压力巨大，一旦出现事故将引起整条输电线路停电抢修，对电网系统也会造成很大的损失。

技术实现要素：

基于此，本申请实施例提供一种无人机巡检系统，无需飞控人员控制就能够实现无人机自主执行巡检任务。

本申请实施例提供一种无人机巡检系统，包括：中心站、管理后台、第三方系统以及无人机；其中，所述中心站分别与所述管理后台、所述第三方系统以及所述无人机电连接；

所述中心站，用于从所述第三方系统中获取待巡检对象的基础数据，基于所述基础数据生成巡检任务，并向所述无人机下发所述巡检任务，以及控制所述无人机执行所述巡检任务；

所述管理后台，用于创建所述中心站的权限账户，并对访问所述中心站的目标账户进行身份验证，以及建立所述无人机与巡检设备之间的关联关系，并对所述巡检设备的台账进行管理；

所述第三方系统，用于存储电力系统中的所述待巡检对象的基础数据；

所述无人机，用于接收所述巡检任务，并基于所述中心站下发的飞行指令，执行所述巡检任务，以完成对所述待巡检对象的巡检。

在其中一个实施例中，可选地，所述管理后台，还用于基于角色的权限控制rbac策略为所述权限账号配置数据访问权限。

在其中一个实施例中，可选地，所述系统还包括：移动终端；其中，所述移动终端分别与所述中心站以及所述无人机电连接；

所述移动终端，用于接收并展示所述中心站发送的所述巡检任务，并获取用户针对所述巡检任务的反馈信息，将所述反馈信息发送给所述中心站，以使所述中心站基于所述反馈信息针对所述巡检任务执行对应的操作。

在其中一个实施例中，可选地，所述移动终端，还用于在获取的所述反馈信息为所述巡检任务正确时，将所述巡检任务下发给所述无人机，并控制所述无人机执行所述巡检任务。

在其中一个实施例中，可选地，所述移动终端，还用于在所述无人机执行所述巡检任务的过程中，接收用户的查询指令，并基于所述查询指令获取所述无人机的飞行状态数据，并向所述用户展示所述飞行状态数据；其中，所述飞行状态数据包括所述无人机的剩余电量。

在其中一个实施例中，可选地，所述移动终端通过蓝牙与所述无人机的遥控器进行信息交互。

在其中一个实施例中，可选地，所述中心站与所述移动终端之间的通信接口遵循rest协议规范。

在其中一个实施例中，可选地，所述系统还包括：机巢；其中，所述机巢包括：第一lora无线通信模块；

相应地，所述无人机包括：第二lora无线通信模块；

所述无人机和所述机巢通过所述第一lora无线通信模块和所述第二lora无线通信模块相互交互位置信息。

在其中一个实施例中，可选地，所述无人机还包括：dtu模块；

所述无人机通过所述dtu模块与所述中心站进行信息交互。

在其中一个实施例中，可选地，所述系统还包括：通信网关；

所述中心站通过所述通信网关分别与所述无人机以及所述机巢进行信息交互。

本申请实施例提供的无人机巡检系统，包括中心站、管理后台、第三方系统以及无人机；中心站用于从第三方系统中获取待巡检对象的基础数据，基于所述基础数据生成巡检任务，并向无人机下发所述巡检任务，以及控制无人机执行巡检任务；管理后台用于创建中心站的权限账户，并对访问中心站的目标账户进行身份验证，以及建立无人机与巡检设备之间的关联关系，并对巡检设备的台账进行管理；第三方系统用于存储电力系统中的待巡检对象的基础数据；无人机用于接收巡检任务，并基于中心站下发的飞行指令，执行所述巡检任务，以完成对待巡检对象的巡检。也就是说，无人机巡检系统能够通过中心站自动生成无人机巡检所需的巡检任务，并将巡检任务下发给无人机，使得无人机在中心站的控制下，能够基于所接收到的巡检任务对待巡检对象进行自主巡检，无需飞行控制人员基于飞行经验对无人机进行操控，减少了人为的参与，提高了无人机的巡检效率以及巡检的安全性。同时，通过管理后台对访问中心站的账户进行验证管理，使得中心站的访问更加安全，从而进一步提高了无人机的巡检的安全性；并且，通过管理后台对无人机所挂载的巡检设备进行管理，保证了无人机巡检过程中所使用的巡检设备是正常的，使得无人机能够正常执行巡检任务，从而进一步提高了无人机的巡检效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的无人机巡检系统的一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的无人机巡检系统的另一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的无人机巡检系统的又一种结构示意图；

附图标记说明：

101：中心站；102：管理后台；103：第三方系统；

104：无人机；105：机巢；106：通信网关；

107：移动终端；1041：第二lora无线通信模块；

1051：第一lora无线通信模块。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为本申请实施例提供的无人机巡检系统的一种结构示意图。如图1所示，该无人机巡检系统可以包括：中心站101、管理后台102、第三方系统103以及无人机104；其中，中心站101分别与管理后台102、第三方系统103以及无人机104电连接。

具体的，中心站101用于从第三方系统103中获取待巡检对象的基础数据，基于基础数据生成巡检任务，并向无人机下发巡检任务，以及控制无人机执行巡检任务；管理后台102用于创建中心站101的权限账户，并对访问中心站101的目标账户进行身份验证，以及建立无人机104与巡检设备之间的关联关系，并对巡检设备的台账进行管理；第三方系统103用于存储电力系统中的待巡检对象的基础数据；无人机104用于接收巡检任务，并基于中心站101下发的飞行指令，执行巡检任务，以完成对待巡检对象的巡检。

可选地，待巡检对象可以为电力系统中的输电线路或者变电站等。待巡检对象的基础数据可以为输电线路属性信息、输电杆塔属性信息以及变电站属性信息等，输电杆塔属性信息可以包括输电杆塔基础中心坐标、高程、输电杆塔塔型参数以及输电杆塔明细表等。在实际应用中，可以将待巡检对象的基础数据预先存储至第三方系统103中，即第三方系统103用于存储电力系统中的待巡检对象的基础数据，将第三方系统103与中心站101独立设置，实现了逻辑功能的解耦，便于对待巡检对象的基础数据的维护。

当需要对待巡检对象进行巡检时，中心站101可以向第三方系统103发送数据请求，以请求待巡检对象的基础数据。在获取到待巡检对象的基础数据之后，中心站101可以基于该基础数据生成针对待巡检对象的巡检任务。具体的，以输电线路的巡检为例，中心站101可以基于输电杆塔的空间位置参数化模型以及输电线路周边的空间三维地图，生成输电线路的巡检任务。示例性的，通过中心站101的web端所展示的高精度激光点云上，选择需要采集的杆塔部位，填入需要采集的部件名称、图像数目、相序以及采集位置等。接着，航线自动生成，通过部件点生成航点，并连接成航线，按照按顺序生成或者按最短路径生成的规则生成飞行航线；在生成航线以后，进一步进行航点编辑，主要是根据航线安全性检测和航点间隔检测的结果，在中心站101的web端查看每个航点的采集角度和采集位置，对不符合要求的航点进行修改。基于上述生成的航线和各航点的航点信息生成巡检任务文件，巡检任务文件采用统一格式，数据结构包含航点(采集点)的经纬度、海拔、无人机航向以及相机角度等信息。

为了提高中心站101的访问安全性，无人机巡检系统可以通过管理后台102来创建中心站101的权限账户。其中，该权限账户是指具有中心站101访问权限的账户。在创建权限账户之后，管理后台102还可以为相应的权限账户绑定对应的巡检任务以及无人机等，这样，当巡检人员使用该权限账户登录中心站101时，中心站101便可以展示该权限账户所绑定的巡检任务以及所使用的无人机的信息，进一步地，巡检人员可以对所展示的巡检任务进行核查，确保本次巡检任务的准确性。可选地，管理后台102可以基于角色的权限控制(rolebaseaccesscontrol，rbac)策略为权限账号配置数据访问权限。该策略将系统的功能权限和数据权限授权给角色，以及将角色分配给用户(这里是指具有权限账户的巡检人员)，从而保证用户具有操作系统功能的权限以及访问指定范围内数据的权限。

进一步，可选地，当巡检人员采用目标账户登录中心站101时，管理后台102还可以对访问中心站101的目标账户进行身份验证。若验证通过，则允许目标账户访问中心站101；若验证不通过，则拒绝目标账户访问中心站101，并输出无访问权限的提示信息。同时，管理后台102还可以对执行巡检任务的无人机104与挂载在无人机104上的巡检设备建立关联关系，并对巡检设备的台账进行管理。其中，巡检设备是指巡检所需的设备，其可以包括图像采集设备以及图传设备等。通过管理后台101对无人机104所挂载的巡检设备进行管理，保证了无人机104巡检过程中所使用的巡检设备是正常的，使得无人机能够正常执行巡检任务，从而进一步提高了无人机的巡检效率。

可选地，中心站101可以同时监管多架无人机104执行巡检任务。在中心站101生成巡检任务后，中心站101便可以将该巡检任务下发给相应的无人机104，同时向该无人机104下发飞行指令。无人机104接收中心站101下发的巡检任务和飞行指令，并基于该飞行指令执行巡检任务，从而完成对待巡检对象的巡检。

可选地，无人机104可以包括数据传输模块(dataterminalunit，dtu)，无人机104可以通过dtu模块与中心站101进行信息交互。例如，在无人机104执行巡检任务过程中，无人机104可以将所采集的待巡检对象的图像通过dtu模块传输给中心站101，也可以将无人机104的状态参数通过dtu模块传输给中心站101。

本申请实施例提供的无人机巡检系统，包括中心站、管理后台、第三方系统以及无人机；中心站用于从第三方系统中获取待巡检对象的基础数据，基于所述基础数据生成巡检任务，并向无人机下发所述巡检任务，以及控制无人机执行巡检任务；管理后台用于创建中心站的权限账户，并对访问中心站的目标账户进行身份验证，以及建立无人机与巡检设备之间的关联关系，并对巡检设备的台账进行管理；第三方系统用于存储电力系统中的待巡检对象的基础数据；无人机用于接收巡检任务，并基于中心站下发的飞行指令，执行所述巡检任务，以完成对待巡检对象的巡检。也就是说，无人机巡检系统能够通过中心站自动生成无人机巡检所需的巡检任务，并将巡检任务下发给无人机，使得无人机在中心站的控制下，能够基于所接收到的巡检任务对待巡检对象进行自主巡检，无需飞行控制人员基于飞行经验对无人机进行操控，减少了人为的参与，提高了无人机的巡检效率以及巡检的安全性。同时，通过管理后台对访问中心站的账户进行验证管理，使得中心站的访问更加安全，从而进一步提高了无人机的巡检的安全性；并且，通过管理后台对无人机所挂载的巡检设备进行管理，保证了无人机巡检过程中所使用的巡检设备是正常的，使得无人机能够正常执行巡检任务，从而进一步提高了无人机的巡检效率。

在一个实施例中，如图2所示，无人机巡检系统还可以包括机巢105，该机巢105可以包括第一lora无线通信模块1051，相应地，无人机104可以包括第二lora无线通信模块1041；无人机104和机巢105通过第一lora无线通信模块1051和第二lora无线通信模块1041相互交互位置信息。

其中，机巢105可以为无人机104提供回收、维护以及更换动力电池组的功能。在执行巡检任务过程中，无人机104通过第二lora无线通信模块1041向周围的多个机巢105发送无人机104的位置信息，当接收到无人机104的位置信息后，各机巢105可以通过第一lora无线通信模块1051向无人机104发送自身的位置信息，无人机104比较各机巢105的位置信息，基于比较结果并结合巡检任务来确定目标机巢105，其中，目标机巢105是指无人机104需要降落到的机巢。同时，无人机104在执行巡检任务时，还不断接收机巢105通过第一lora无线通信模块1051发送的机巢105的位置信息，无人机104通过对比自身发送的位置信息以及接收到的位置信息，确定无人机104与机巢105的相对位置，从而规划无人机104返回机巢105的飞行路线，无人机104在接近机巢105的时候通过不断对比，拟合两个位置信息从而做到毫米级精准降落。

当然，机巢105还可以向中心站101上报自身的经纬度信息以及传感器状态信息，以使中心站101基于机巢的经纬度信息控制无人机104的降落。

可选地，无人机巡检系统还可以包括通信网关106，中心站101可以通过通信网关106分别与无人机104以及机巢105进行信息交互。

其中，中心站101和通信网关106之间通过缓存库建立联系。中心站101可以将下发的飞行指令以及巡检任务等写入到缓存库，无人机104以及挂载在无人机104上的配套巡检设备在传递数据时，通过通信网关106从缓存库中读取相应的数据。同时，通信网关106将接收的无人机104的数据或机巢105的数据实时写入缓存库以及对应的消息队列中，然后由中心站101从缓存库中读取无人机104或机巢105上报的数据。该通信网关106仅用于通信，不涉及相关业务的逻辑处理，遵循单一职责，对无人机104、中心站101以及机巢105的通信和业务处理有很强的解耦功能。

在本实施例中，无人机巡检系统还包括机巢，机巢与无人机之间通过对应的lora无线通信模块相互交互位置信息，实现了无人机的精准降落。同时，无人机巡检系统还包括通信网关，中心站通过通信网关分别与无人机以及机巢进行信息交互，实现了中心站、无人机以及机巢之间的通信和业务处理的解耦功能。

在一个实施例中，如图3所示，无人机巡检系统还可以包括移动终端107；其中，移动终端107分别与中心站101以及无人机104电连接；移动终端107用于接收并展示中心站101发送的巡检任务，并获取用户针对巡检任务的反馈信息，将反馈信息发送给中心站101，以使中心站101基于反馈信息针对巡检任务执行对应的操作。

其中，中心站101与移动终端107之间的通信接口遵循表述性状态转移(rest)协议规范。中心站101可以采用restful应用程序接口(applicationprograminterface，api)格式提供统一的api接口供移动终端107调用，所有的业务逻辑可以集中在中心站101中，方便集中管理。中心站101遵循rest接口规范设计了一套开放的api接口，以便移动终端107上的前端应用调用。api接口设计中除了遵循rest接口设计规范之外，还提供了不同的鉴权方式，以保证系统资源的安全。同时，当巡检人员使用目标账户在移动终端107上的前端应用登录中心站101时，管理后台102还可以对该目标账户进行身份验证。

在中心站101生成巡检任务后，中心站101可以将巡检任务发送给对应的移动终端107。移动终端107接收并展示中心站107发送的巡检任务，巡检人员对所展示的巡检任务进行核查，并反馈核查结果，移动终端107将获取到的针对所述巡检任务的反馈信息发送给中心站101。若反馈信息为所述巡检任务不正确，则中心站101对该巡检任务进行修改，以生成新的巡检任务，并再次将新的巡检任务发送给移动终端107进行准确性核查。若反馈信息为所述巡检任务正确，则中心站101可以将该巡检任务下发给无人机104，以控制无人机104执行该巡检任务。

在实际应用中，为了便于巡检人员的操作，中心站101可以通过移动终端107向无人机104下发巡检任务，这样，巡检人员无需携带笔记本电脑，只需要携带上移动终端就可以实现对无人机104的巡检控制。可选地，移动终端107在获取到的巡检人员针对所述巡检任务的反馈信息为所述巡检任务正确时，移动终端107可以直接将该巡检任务下发给无人机104，并控制无人机104执行该巡检任务。

可选地，移动终端107可以通过蓝牙与无人机104的遥控器进行信息交互。其中，该遥控器的接收机为遥控数传二合一接收机，即该遥控器的接收机既可以接收遥控命令，也可以进行数据传输。当无人机104遇到紧急情况时，巡检人员可以通过该遥控器控制无人机104的飞行以及降落，进一步提高无人机104巡检的安全性。

进一步地，可选地，移动终端107还用于在无人机104执行巡检任务的过程中，接收用户的查询指令，并基于查询指令获取无人机104的飞行状态数据，并向用户展示无人机104的飞行状态数据。

其中，无人机104在执行巡检任务过程中，通过通信网关106实时向中心站101上报自身的飞行状态数据。该飞行状态数据可以包括无人机104的剩余电量、飞行轨迹以及飞行高度等。在无人机104执行巡检任务的过程中，用户(这里的用户是指巡检人员)可以对无人机104的飞行状态进行监管。在移动终端107获取到用户的查询指令后，移动终端107基于该查询指令向中心站101发送数据获取请求，以请求无人机104的飞行状态数据，中心站101通过与移动终端107之间的api接口向移动终端107反馈无人机104的飞行状态数据，移动终端107将接收到的飞行状态数据进行展示。当用户基于所展示的飞行状态数据认为无人机104存在飞行故障时，可以借助无人机104的遥控器进一步操控无人机104，从而提高了自主巡检的安全性。

在本实施例中，无人机巡检系统还包括移动终端，通过移动终端对中心站生成的巡检任务进行核查，以及通过移动终端向无人机下发巡检任务以及巡检指令，并通过移动终端控制无人机的巡检，该方式提高了无人机自主巡检的安全性。同时，巡检人员无需携带笔记本电脑，只需要携带上移动终端就可以实现对无人机的巡检控制，从而提高了巡检的便利性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。