027]其中，可见光红外一体化光电吊舱6包括两轴运动自增稳云台601、高清可见光摄像机602和红外热像仪603，可见光红外一体化光电吊舱6在地面遥控装置3操作下实现两轴运动自增稳云台601转动、俯仰和相机切换，以及高清可见光摄像机602的变焦和手动拍照操作。
[0028]基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统的工作原理如下:机载巡检任务系统1挂在多旋翼飞行器平台2下方，飞行器内置数传和图传电台，采用3G/4G和微波两种通信模式。飞行器在地面遥控装置3操控下开展自主航线飞行或手动遥控飞行;机载巡检任务系统1可根据地面遥控装置3的上传命令进行动作;机载巡检任务系统1采集数据利用飞行器内置数传和图传电台下传至地面遥控装置3实时显示，并可通过3G/4G无线通信方式传输至后方监控站4。
[0029]在地面，地面遥控装置3通过3G/4G通信和微波通信两种方式与飞行器进行联通，上传飞行遥控命令和机载巡检任务系统动作命令，接收和实时显示下传飞行状态信息和机载巡检任务系统1采集数据。地面遥控装置3通过3G/4G通信与后方监控站4服务器互联互通，传输机载巡检任务系统实时采集数据。地面遥控装置3内置显示模块实现飞行航线规划功能，指导飞行器自主飞行；显示实时飞行轨迹、飞行高度和GPS定位;切换显示飞行摄像机拍摄的实时视频，辅助开展第一视角飞行;实时显示飞行状态信息和机载巡检任务系统采集下传数据。
[0030]作业过程中，多旋翼无人机在地面遥控装置3的操控下从空中飞至油气管道位置并沿管线飞行，飞行器可按照规划的航线自主飞行，手动遥控以及第一视角飞行模式可作为补充和辅助手段，并有助于精确的设定位置。在地面，操作云台转向和俯仰，使吊舱相机镜头对准管道。对于管道上的压力表等重点关注部位，悬停飞行器和降低高度，遥控可见光相机调整焦距，手动拍摄细节清晰的照片。对于可能存在泄漏的管道区域，相机切换成红外热像仪，通过分析红外图像上的温度异常精确判断泄漏位置。机载巡检任务系统1中的环境参数测量模块同时采集环境温度、湿度和风速。机载巡检任务系统1的采集数据下传至地面遥控装置3并实时显示，同时可通过3G/4G通信回传至后方监控站4。
[0031 ]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0032]以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的【具体实施方式】。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1.基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统，包括多旋翼飞行器平台(2)、机载巡检任务系统(1)、地面遥控装置(3)和后方监控站(4)，其特征在于: 所述多旋翼飞行器平台(2)由锂聚合物电池提供动力，机身采用一体化设计；内置动力模块(201 )、飞控模块(202)、GPS定位模块(203)、机载通信模块(204)、数据处理单元(205);机头方向内置飞行引导摄像机，辅助地面遥控装置(3)开展第一视角飞行； 所述机载巡检任务系统(1)位于多旋翼飞行器平台(2)的下方，所述机载巡检任务系统(1)包括环境参数测量模块(5)和可见光红外一体化光电吊舱(6);所述机载巡检任务系统(1)通过数据线与多旋翼飞行器平台(2)机身内置的机载通信模块(204)和数据处理单元(205)联通;所述机载巡检任务系统(1)采集数据通过多旋翼飞行器平台(2)内置的机载通信模块(204)下传至地面遥控装置(3)，并同时存储在任务系统内置的数据存储模块中； 所述地面遥控装置(3)包括飞行遥控模块(301)、任务系统操控模块(302)、显示模块(303)和地面通信模块(304)，地面遥控装置(3)通过3G/4G通信与后方监控站(4)服务器互联互通，所述后方监控站(4)通过3G/4G通信传输机载巡检任务系统的采集数据。2.根据权利要求1所述的基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统，其特征在于，所述机载通信模块(204)和地面通信模块(304)使用3G/4G通信和微波通信两种方式进行联通。3.根据权利要求1所述的基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统，其特征在于，所述环境参数测量模块(5)包括温度传感器(501)、湿度传感器(502)和风速传感器(503)ο4.根据权利要求1所述的基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统，其特征在于，所述可见光红外一体化光电吊舱(6)包括两轴运动自增稳云台(601 )、高清可见光摄像机(602)和红外热像仪(603)，可见光红外一体化光电吊舱(6)在地面遥控装置(3)操作下实现两轴运动自增稳云台(601)的转动、俯仰和相机切换，以及高清可见光摄像机(602)的变焦和手动拍照操作。
【专利摘要】本发明公开了一种基于规划航线飞行的多旋翼无人机的油气管线巡检系统。包括多旋翼飞行器平台、机载巡检任务系统、地面遥控装置和后方监控站；所述机载巡检任务系统位于多旋翼飞行器平台的下方，所述机载巡检任务系统包括环境参数测量模块和可见光红外一体化光电吊舱。本发明通过多旋翼无人机进行长输管线的监测和维护，具有成本低廉、方便运输、操作简便以及维护简单的特点；另外多旋翼无人机还具有定点悬停、精确定位以及管线细节拍照的功能。利用多旋翼无人机开展油气管线巡检工作可以省去大量的人力成本，并且巡线速度快，信息反馈及时，可以及早发现问题及早修复，从而在面临管道事故时将损失降到最低。
【IPC分类】G05D1/08, G05D1/10
【公开号】CN105468015
【申请号】CN201610037018
【发明人】武金模, 吴征威, 王琨, 钱益武, 杨锐, 关劲夫
【申请人】清华大学合肥公共安全研究院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月20日