无人机检测装置及系统的制作方法

本实用新型涉及石化管线温度检测技术领域，具体而言，涉及一种无人机检测装置及系统。

背景技术：

随着我国经济的不断发展和提高，我国对石化能源的需求量越来越大，石化输油管线的铺设也越来越多。

石化输油管线需要对石化能源进行输送，故石化输油管线的内部往往处于高温状态。石化输油管线内部的温度若高于石化输油管线能够承受的温度，则石化输油管线内部的过温状态可能影响石化输油管线的使用寿命，甚至造成石化输油管线的损坏，进而造成严重经济损失。因此，对石化输油管线的温度检测是必不可少的。目前，绝大多数的检测技术为在石化输油管线安装多个传感器，以对石化输油管线各部分的温度进行检测。该方式虽然能够有效的检测到石化输油管线各处的温度，但固定安装的方式使得其仅能够对固定位置的温度进行检测。此外，由于目前的检测手段单一，目前仍不能实现对石化输油管线各种信息的全面检测。上述问题严重影响了对石化输油管线的检测在实际应用的适用性。

因此，如果有效的提高对石化输油管线检测的适用性是目前业界一大难题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种无人机检测装置及系统，以改善上述缺陷。

本实用新型实施例的实现方式如下：

第一方面，本实用新型实施例提供一种无人机检测装置，应用于无人机检测系统，所述无人机检测系统包括：终端设备，所述无人机检测装置包括：无人机本体、红外图像采集模块、有毒气体检测模块、高度采集模块、主控模块和通信模块；所述红外图像采集模块、所述有毒气体检测模块、所述高度采集模块、所述主控模块和所述通信模块均安装在所述无人机本体上，所述有毒气体检测模块、所述红外图像采集模块、所述高度采集模块和所述通信模块均与所述主控模块耦合，所述通信模块用于通过无线网络与所述终端设备耦合。所述红外图像采集模块，用于获取地面红外图像，并将所述地面红外图像发送至所述主控模块。所述高度采集模块，用于获取所述无人机本体所在位置的高度信息，并将所述高度信息发送至所述主控模块。所述有毒气体检测模块、用于获取所述无人机本体所在位置的有毒气体含量信息，并将所述有毒气体含量信息发送至所述主控模块。所述主控模块，用于将获取的所述地面红外图像、所述高度信息和所述有毒气体含量信息打包为检测信息，并将所述检测信息发送至所述通信模块。所述通信模块，用于将获取所述检测信息通过无线网络发送至所述终端设备，以使所述终端设备根据所述检测信息获取单位面积内的地面平均温度信息和单位长度内的管线平均温度信息。

进一步的，所述红外图像采集模块为多个，每个所述红外图像采集模块均安装在无人机本体上，每个所述红外图像采集模块均与所述主控模块耦合。

进一步的，每个所述红外图像采集模块均通过CAN总线与所述主控模块耦合。

进一步的，每个所述红外图像采集模块均为红外摄像头。

进一步的，所述无人机检测装置还包括：定位模块，所述定位模块安装在所述无人机本体上，所述定位模块与所述主控模块耦合。

进一步的，所述无人机检测装置还包括：含氧量检测模块，所述含氧量检测模块安装在所述无人机本体上，所述含氧量检测模块与所述主控模块耦合。

进一步的，所述无人机检测装置还包括：含氢量检测模块，所述含氢量检测模块安装在所述无人机本体上，所述含氢量检测模块与所述主控模块耦合。

进一步的，所述通信模块用于通过移动数据网络与所述终端设备耦合。

进一步的，所述无人机检测装置还包括：电源模块，所述电源模块安装在所述无人机本体上，所述电源模块分别与所述红外图像采集模块、所述高度采集模块、所述主控模块和所述通信模块耦合。

第二方面，本实用新型实施例提供一种无人机检测系统，所述无人机检测系统包括：终端设备和所述无人机检测装置，所述无人机检测装置通过无线网络与所述终端设备耦合。

本实用新型实施例的有益效果是：

通过主控模块将由红外图像采集模块获取的地面红外图像、由高度采集模块获取的高度信息和由有毒气体检测模块获取的有毒气体含量信息打包为检测信息，并将检测信息发送至通信模块。通信模块则能够将检测信息通过无线网络发送至终端设备，以使维护人员能够通过终端设备获知单位面积内的地面平均温度信息和单位长度内的管线平均温度信息，以及无人机本体所在位置的有毒气体含量信息。因此，通过无人机本体在空中自由飞行的机动性，主控模块的对信息的集成打包处理，以及通信模块和终端设备的无线通信，故维护人员能够通过终端设备简单高效的获取石化输油管线各位置的温度情况和有毒气体的含量情况，并使得对石化输油管线的检测位置可以实时调整，提高了对温度石化输油管线的温度检测和有毒气体检测在实际使用中的适用性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种无人机检测系统的结构框图；

图2示出了本实用新型实施例提供的一种无人机检测装置的第一结构框图；

图3示出了本实用新型实施例提供的一种无人机检测装置中无人机本体的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例提供的一种无人机检测装置的第二结构框图。

图标：10-无人机检测系统；11-终端设备；100-无人机检测装置；110-无人机本体；120-电源模块；130-定位模块；140-高度采集模块；150-含氧量检测模块；160-含氢量检测模块；170-有毒气体检测模块；180-红外图像采集模块；190-主控模块；210-通信模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“耦合”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型实施例提供了一种无人机检测系统10，该无人机检测系统10包括：终端设备11和无人机检测装置100。

无人机检测装置100可以为具备信号检测和处理能力的无人机。本实施例中，无人机检测装置100可通过操作人员的控制而在空中进行飞行，以通过飞行到不同的位置，而对该位置的石化输油管线的工作状态以及石化输油管线周围环境的各种信息均进行检测。无人机检测装置100能够通过移动数据网络而接收到终端设备11发送的信息获取指令。无人机检测装置100通过解析该信息获取指令，便能够将检测到地面红外图像、高度信息位置信息、氧气含量信息、氢气含量信息和各种有毒气体的含量信息打包为检测信息并通过移动数据网络发送至终端设备11。

终端设备11可以是个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。本实施例中，终端设备11可以为个人电脑。终端设备11能够通过移动数据网络与无人机检测装置100耦合，故终端设备11能够通过移动数据网络向无人机检测装置100发送信息获取指令。此外，终端设备11也能够相应的接收到无人机检测装置100根据信息获取指令而执回的检测信息。终端设备11通过自身的解析处理，则能够根据检测信息获取单位面积内的地面平均温度信息和单位长度内的管线平均温度信息，以及石化输油管线周围环境的各种信息。

具体的，终端设备11通过自身的解析能力能够将打包的检测信息解析为地面红外图像、高度信息位置信息、氧气含量信息、氢气含量信息和各种有毒气体的含量信息。终端设备11内还设定了无人机检测装置100的预设成像角度，无人机检测装置100的预设成像角度为无人机检测装置100获取图像的范围大小。例如，预设成像角度为30°时，无人机检测装置100获取红外图像的摄像头竖直向下投射一根参考线至地面，而无人机检测装置100还将另一根参考线以和竖直向下的参考线形成30°夹角投射至地面，另一个参考线旋转360°后在地面所圈上的面积则为无人机检测装置100获取图像的范围大小。可以理解到，终端设备11根据高度信息，以及预设成像角度则能够获取地面红外图像所对应的地面范围面积信息。

终端设备11通过解析地面红外图像，则能够通过地面红外图像中每个像素点RGB值所对应的温度而获取到地面红外图像中每个像素点所对应的温度值。由于地面管线的温度通常远高于地面本身的温度，终端设备11能够设定一个标准温度值，当像素点的温度值大于该标准温度值时，终端设备11则能够判断该像素点属于地面的管线，反正则属于地面本身，进而终端设备11能够判断分析出地面红外图像中属于地面本身的图像和属于地面管线的图像。终端设备11将每个属于地面本身图像的像素点的温度值对应到该地面红外图像的地面范围面积信息，并对多个像素点的温度值进行求平均，故终端设备11则能够获取到对应该地面范围面积信息的单位面积内的单个地面平均温度信息。终端设备11将每个属于地面管线图像的像素点的温度值对应到该地面红外图像的地面范围面积信息，并也对多个像素点的温度值进行求平均，故终端设备11则能够获取到对应该地面范围面积信息的单位长度内的单个管线平均温度信息。再者，终端设备11将根据获取至少两个的单个地面平均温度信息再次求平均，便获得了精度更高的地面平均温度信息。当然，终端设备11也将根据获取至少两个的单个管线平均温度信息再次求平均，便获得了精度更高的管线平均温度信息。终端设备11通过自身的显示能力，便能够将单位面积内的地面平均温度信息、单位长度内的管线平均温度信息、位置信息、氧气含量信息、氢气含量信息和各种有毒气体含量信息均进行显示。

请参阅图2和图3，本实用新型实施例提供了一种无人机检测装置100，该无人机检测装置100包括：无人机本体110、电源模块120、定位模块130、高度采集模块140、含氧量检测模块150、含氢量检测模块160、有毒气体检测模块170、红外图像采集模块180、主控模块190和通信模块210。

电源模块120用于将存储的电能输出至各耦合的模块，以保证各个模块的正常工作。

定位模块130用于通过GPS进行实时定位，以获取无人机检测装置100当前的位置信息，并将位置信息发送至主控模块190。

高度采集模块140用于通过数字气压的方式获取无人机检测装置100距地面的高度信息，并将高度信息发送至主控模块190。

含氧量检测模块150用于通过含氧量传感器获取无人机检测装置100位置的空气中的氧气含量信息，并将氧气含量信息发送至主控模块190。

含氢量检测模块160用于通过含氢量传感器获取无人机检测装置100位置的空气中的氢气含量信息，并将氢气含量信息发送至主控模块190。

有毒气体检测模块170用于通过多合一的有毒气体检测仪获取无人机检测装置100位置的空气中的各种有毒气体含量信息，并将各种有毒气体的含量信息均发送至主控模块190。

红外图像采集模块180用于通过红外的摄像头获取地面红外图像，并将地面红外图像发送至主控模块190。

主控模块190用于根据由通信模块210获取信息获取指令，将获取的地面红外图像、高度信息位置信息、氧气含量信息、氢气含量信息和各种有毒气体的含量信息打包为检测信息，并将检测信息发送至通信模块210。

通信模块210用于通过无线网络将由终端设备11获取的信息获取指令发送至主控模块190，并将由主控模块190获取检测信息通过无线网络发送至终端设备11。

请参阅图3，无人机本体110可以为具备操作人员遥控能力的无人机，其可以具有四个旋翼。操作人员通过操作该无人机本体110的遥控手柄则能够向无人机本体110发送操控指令。无人机本体110通过接收并解析该操控指令，则能够对应的调节四个旋翼的旋转角度和选择速度，进而调节无人机本体110在空中的位置和高度。此外，无人机本体110的下方具有一定的空间，电源模块120、定位模块130、高度采集模块140、含氧量检测模块150、含氢量检测模块160、有毒气体检测模块170、红外图像采集模块180、主控模块190和通信模块210均可安装在无人机本体110的下方。需要说明的是，本实施例中的无人机本体110可以为市面上常见的型号的四旋翼遥控无人机，对无人机本体110的具体型号，本实施例不做限定。

请参阅图2，电源模块120包括：锂电池和降压电路。具体的，锂电池为多节，多节锂电池中每节锂电池的正极和其余锂电池的正极耦合，而每节锂电池的负极和其余锂电池的负极耦合形成并联结构。降压电路可以为三端稳压芯片，例如，LM8715型、LM7915型或LM7805型。降压电路的输入端能够与多节锂电池的正极耦合，从而将多节锂电池输出的电能进行降压。降压电路通过输出端分别与定位模块130、高度采集模块140、含氧量检测模块150、含氢量检测模块160、有毒气体检测模块170、红外图像采集模块180、主控模块190和通信模块210的耦合，降压电路再将降压至适配各模块的所需电压的电能输出至各模块，以保证各模块的正常工作。

定位模块130可以为GPS(Global Positioning System)芯片，例如，SiRFstar III(GSW 3.0/3.1)型。定位模块130能够通过追踪卫星的信道，而获取无人机检测装置100当前的位置信息。定位模块130通过输出的I/O端口与主控模块190的耦合，定位模块130则能够将获取的位置信息持续的发送至主控模块190。

高度采集模块140可为：数字气压计，例如，CHT-SYT-2000型。无人机检测装置100在空中时，其空中的气压相对于小于地面的气压。随着高度的上升，空气的气压则相应的减小。可以理解到，高度采集模块140能够获取无人机检测装置100当前高度的气压值，该气压值则能够对应到无人机检测装置100当前的高度，即该气压值即为无人机检测装置100当前高度的高度信息。高度采集模块140通过输出端口与主控模块190的耦合，高度采集模块140则能够将获取的位置信息持续的发送至主控模块190。

含氧量检测模块150可以为电化学含氧量检测传感器，例如，MESA系列。具体的，含氧量检测模块150能够具备氧气的反应电极。空气中的氧气和含氧量检测模块150的反应电极接触后，便能够产生电化学反应，从而产生反应电流，而该反应电流和空气中的氧气浓度成正比。可以理解到，该反应电流则能够对应到含氧量检测模块150所检测到空气中的氧气浓度，即反应电流为氧气含量信息。含氧量检测模块150通过输出端口与主控模块190的耦合，含氧量检测模块150则能够将获取的氧气含量信息持续的发送至主控模块190。

含氢量检测模块160可以为电化学含氢量检测传感器，例如，IGM100-H2型。具体的，含氢量检测模块160能够具备氢气的反应电极。空气中的氢气和含含氢量检测模块160的反应电极接触后，便能够产生电化学反应，从而产生反应电流，而该反应电流和空气中的氢气浓度成正比。可以理解到，该反应电流则能够对应到含氢量检测模块160所检测到空气中的氢气浓度，即反应电流为氢气含量信息。含氢量检测模块160通过输出端口与主控模块190的耦合，含氢量检测模块160则能够将获取的氢气含量信息持续的发送至主控模块190。

有毒气体检测模块170可以为多合一的有毒气体检测传感器，例如，JS-AC600/700系列。有毒气体检测模块170可对各有毒气体，例如：苯类、烯类、醇类、烃类、醚类、酮类和一氧化碳等均进行检测。具体的，有毒气体检测模块170的传感探头能够与各有毒气体之间产生催化燃烧反应或电化学反应，以使各有毒气体通过催化燃烧反应或电化学反应均能够产生大小对应反应强度的反应电流。可以理解到，各反应电流则能够对应到有毒气体检测模块170所检测到空气中的各有毒气体的浓度，即各反应电流为各有毒气体的含量信息。有毒气体检测模块170通过输出端口与主控模块190的耦合，则能够将各有毒气体的含量信息均输出至主控模块190。此外，有毒气体检测模块170还具备报警功能。当一种或多种有毒气体产生的反应电流大于预设电流值时，有毒气体检测模块170便能够自动的进行声光报警，其中，报警声音的强度可以约为70分贝。

请参阅图4，红外图像采集模块180可以为红外摄像头，其型号可以为：FXH-S09型微型红外摄像头。本实施例中，红外图像采集模块180对地面红外图像的采集可能会受到天气、地面房屋、树木等的影响，进而可能存在误差。为提高无人机检测装置100对温度检测的准确性。红外图像采集模块180可以至少两个，且每个红外图像采集模块180均安装在无人机本体110上。每个红外图像采集模块180能够朝向地面，以获取地面的地面红外图像，其中，地面红外图像为红外图像采集模块180获取的单帧图像。每个红外图像采集模块180均通过自身内部具备信号处理能力的芯片，能够将获取的地面红外图像均转换为数字信号。每个红外图像采集模块180的数据输出端口均通过控制器局域网络总线(Controller Area Network，CAN)与主控模块190的耦合，故即每个红外图像采集模块180均能够将数字信号的地面红外图像输出至CAN总线，以通过CAN总线输出至主控模块190。

主控模块190可以为集成电路芯片，其具有信号处理能力。其中，主控模块190可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。本实施例中，主控模块190可以为微处理器，例如：STM32系列的单片机。

主控模块190与高度采集模块140耦合，例如，主控模块190的PD9引脚与高度采集模块140耦合，主控模块190能够获得高度采集模块140持续发送的高度信息。为减小主控模块190的运算负荷，主控模块190能够根据预设程序，每个5秒获取一次高度采集模块140发送的高度信息。

主控模块190与每个红外图像采集模块180均通过CAN总线耦合，例如，主控模块190的PC10/UART4-TX引脚和PC11/UART4-RX引脚均与CAN总线耦合。主控模块190能够获得每个红外图像采集模块180持续发送的地面红外图像。为减小主控模块190的运算负荷，主控模块190能够根据预设程序，每个5秒获取一次每个红外图像采集模块180发送的地面红外图像。

另外，主控模块190根据自身编程所定义的I/O端口分别与定位模块130、含氧量检测模块150、含氢量检测模块160和有毒气体检测模块170的耦合。主控模块190能够获取到各模块分别发送的位置信息、氧气含量信息、氢气含量信息和各种有毒气体的含量信息。也为减小主控模块190的运算负荷，主控模块190能够根据预设程序，每个5秒获取一次各模块分别发送的位置信息、氧气含量信息、氢气含量信息和各种有毒气体的含量信息。

需要说明的是，主控模块190内部的闪存能将每次获取高度信息、地面红外图像、位置信息、氧气含量信息、氢气含量信息和各种有毒气体含量信息均进行存储，并将上一次获取存储的高度信息、地面红外图像、位置信息、氧气含量信息、氢气含量信息和各种有毒气体含量信息均进行删除。

主控模块190与通信模块210耦合，例如，主控模块190的USART1接口与通信模块210耦合，主控模块190则能够获取到通信模块210发送的信息获取指令。主控模块190通过解析该信息获取指令，则能够将当前存储的单位面积内的高度信息、地面红外图像、位置信息、氧气含量信息、氢气含量信息和各种有毒气体含量信息打包为检测信息，并将检测信息均发送至通信模块210。

通信模块210为具有信号处理能力的集成电路芯片，本实施例中，通信模块210可以为GPRS-YJ200型。通信模块210通过RS-232通信总线与主控模块190耦合。具体的，通信模块210的RS-232串口通过RS-232通信总线以和主控模块190的USART1接口耦合。通信模块210能够以既定的通信协议与终端设备11通过移动数据网络耦合。故通信模块210能够接收到终端设备11发送的信息获取指令。通信模块210能够将该信息获取指令解码转换，以将解码后的信息获取指令输出至主控模块190。当通信模块210接收到主控模块190发送的检测信息时，通信模块210能够将检测信息进行编码转换。并再将编码转换后的检测信息通过移动数据网络发送至匹配的终端设备11。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种无人机检测装置及系统，无人机检测装置应用于无人机检测系统，无人机检测系统包括：终端设备，无人机检测装置包括：无人机本体、红外图像采集模块、有毒气体检测模块、高度采集模块、主控模块和通信模块；红外图像采集模块、有毒气体检测模块、高度采集模块、主控模块和通信模块均安装在无人机本体上，有毒气体检测模块、红外图像采集模块、高度采集模块和通信模块均与主控模块耦合，通信模块用于通过无线网络与终端设备耦合。

通过主控模块将由红外图像采集模块获取的地面红外图像、由高度采集模块获取的高度信息和由有毒气体检测模块获取的有毒气体含量信息打包为检测信息，并将检测信息发送至通信模块。通信模块则能够将检测信息通过无线网络发送至终端设备，以使维护人员能够通过终端设备获知单位面积内的地面平均温度信息和单位长度内的管线平均温度信息，以及无人机本体所在位置的有毒气体含量信息。因此，通过无人机本体在空中自由飞行的机动性，主控模块的对信息的集成打包处理，以及通信模块和终端设备的无线通信，故维护人员能够通过终端设备简单高效的获取石化输油管线各位置的温度情况和有毒气体的含量情况，并使得对石化输油管线的检测位置可以实时调整，提高了对温度石化输油管线的温度检测和有毒气体检测在实际使用中的适用性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。