无人机油气管道巡检系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无人机油气管道巡检系统，该系统包括：安装在无人机内的数据采集装置(11)和设置在地面监控中心的数据处理系统(12)；其中，数据采集装置(11)包括：控制处理单元(1)、电源模块(2)、可见光摄像头(3)、激光测距仪(4)、高度计(5)、数据存储模块(6)、GIS信息模块(7)、GPS导航模块(8)、机载数传电台(9)和机载图传电台(10)；数据处理系统(12)包括：监控模块(13)、数传电台(14)、图像处理模块(15)、图传电台(16)、数传显示器(17)、图像存储和显示模块(18)和图传显示器(19)。与现有技术相比，本实用新型可有效提高无人机油气管道巡检所采集数据的处理效率和缺陷识别的准确度，减轻人工筛查的负担，具有广阔的应用前景。
【专利说明】
无人机油气管道巡检系统
技术领域
[0001]本实用新型属于自动检测与控制领域，涉及一种油气管道设备检测系统，具体为一种无人机油气管道巡检系统。
【背景技术】
[0002]石油作为国家战略储备，在国家安全上体现着重要的作用。随着各种油气田的发现与建设，陆上油气管道总里程于2015年突破了 12万公里。
[0003]油气管道链长面广，容易受到腐蚀、自然灾害以及第三方影响。一方面这些管道往往会经过人烟稀少的荒野和崎岖险峻的山区，在这些地区进行人工巡查工作非常危险，这些管线跨越的区域非常大，靠人力和地面车辆进行巡查效率很低，很难快速发现各种故障隐患和安全威胁。另一方面油气管道会穿越人口密集区，常发生管道被占压、安全距离不足等现象，一旦发生事故危害性极大。
[0004]据统计国内的油气管道平均每10公里就有2.5处隐患，为了保证能源传输的安全，杜绝安全隐患的存在，必须对它们进行定期的、高效的巡查。
[0005]目前，基于无人机航拍图像的油气管道设备状态检测技术尚处于起步阶段。图像处理技术在油气管道巡检中的应用时间尚短，研究成果较少，目前主要集中在图像采集的稳定性和提高图像拍摄的效果上，涉及油气管道设备图像的识别方面的研究很少。
【实用新型内容】
[0006](一)要解决的技术问题
[0007]本实用新型要解决的技术问题是:如何有效地提高无人油气管道巡检图像数据的处理效率和缺陷识别的准确度。
[0008](二)技术方案
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无人机油气管道巡检系统，该系统包括:安装在无人机内的数据采集装置和设置在地面监控中心的数据处理系统;其中，数据采集装置包括:控制处理单元、电源模块、可见光摄像头、激光测距仪、高度计、数据存储模块、GIS信息模块、GPS导航模块、机载数传电台和机载图传电台;数据处理系统包括:监控模块、数传电台、图像处理模块、图传电台、数传显示器、图像存储和显示模块和图传显示器。
[0010]其中，所述无人机采用天津中翔腾航科技有限公司研制的X系列多旋翼无人机。
[0011]其中，所述控制处理单元，用于控制所述可见光摄像头、所述激光测距仪、所述高度计、所述数据存储模块、所述GIS信息模块和所述GPS导航模块的工作。
[0012]其中，所述电源模块，采用12V或者24V的蓄电池，用于提供系统运行所需的电源。
[0013]其中，所述可见光摄像头，用于采集油气管道设备的图像数据。
[0014]其中，所述激光测距仪，用于测量无人机与油气管道设备的距离。
[0015]其中，所述高度计，用于测量无人机的飞行高度。
[0016]其中，所述控制处理单元，还用于接收机载数传电台传输的监控模块的控制指令，向可见光摄像头、激光测距仪和高度计发送控制指令，对可见光摄像头进行姿态调整和校正，调整无人机与油气管道设备的距离以及无人机的飞行高度。
[0017]其中，所述数据存储模块，用于存储所述可见光摄像头、所述激光测距仪、所述高度计、所述GIS信息模块和所述GPS导航模块的数据。
[0018]其中，所述GIS信息模块，用于采集油气管道设备的地理位置、行政区域和地形状况信息。
[0019]其中，所述GPS导航模块，用于接收和解析无人机的GPS信息。
[0020]其中，所述机载数传电台，用于传输所述激光测距仪、所述高度计、所述GIS信息模块和所述GPS导航模块的数据，接收经数传电台传输的监控模块的控制指令。
[0021]其中，所述机载图传电台，用于回传视频和图像数据。
[0022]其中，所述数传电台，用于接收机载数传电台传输的数据，传输监控模块的控制指令。
[0023]其中，所述图传电台，用于接收机载图传电台回传的视频和图像数据。
[0024]其中，所述图像处理模块，用于读取数传电台和图传电台的数据，对图像数据进行清晰度检查和可用性检查，筛选出包含有缺陷设备的图像。
[0025]其中，所述图像处理模块，还用于确定图像拍摄的GPS信息，与GIS信息相关联，完成图像属性信息的匹配。
[0026]其中，所述监控模块，用于向无人机发送控制指令，遥测并记录无人机的飞行数据。
[0027]其中，所述数传显示器，用于显示无人机的飞行数据。
[0028]其中，所述图传显示器，用于显示无人机回传的视频和图像数据。
[0029]其中，所述图像存储和显示模块，用于存储和显示图像处理模块处理完成的视频和图像数据。
[0030](三)有益效果
[0031]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:本实用新型通过对巡检图像的快速识别可有效实现油气管道设备的定位和设备缺陷的识别;通过对可见光摄像头实时姿态调整和校正，以及激光测距仪和高度计的调整，可有效提高图像的拍摄效果；同时，可对巡检图像进行筛选，减轻人工筛查的负担，具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0032]图1是本实用新型实施例的无人机油气管道巡检系统的总体结构图。
【具体实施方式】
[0033]本实用新型提出的无人机油气管道巡检系统，结合附图和实施例详细说明如下。
[0034]如图1所示，本实用新型无人机油气管道巡检系统包括:安装在无人机内的数据采集装置11和设置在地面监控中心的数据处理系统12;其中，数据采集装置11包括:控制处理单元1、电源模块2、可见光摄像头3、激光测距仪4、高度计5、数据存储模块6、GIS信息模块7、GPS导航模块8、机载数传电台9和机载图传电台10;数据处理系统12包括:监控模块13、数传电台14、图像处理模块15、图传电台16、数传显示器17、图像存储和显示模块18和图传显示器19。
[0035]本实用新型所涉及的无人机采用天津中翔腾航科技有限公司研制的X系列多旋翼无人机。
[0036]控制处理单元I，用于控制可见光摄像头3、激光测距仪4、高度计5、数据存储模块
6、GIS信息模块7和GPS导航模块8的工作。电源模块2，采用12V或者24V的蓄电池，用于提供系统运行所需的电源。可见光摄像头3，用于采集油气管道设备的图像数据。激光测距仪4，用于测量无人机与油气管道设备的距离。高度计5，用于测量无人机的飞行高度。控制处理单元I，还用于接收机载数传电台9传输的监控模块13的控制指令，向可见光摄像头3、激光测距仪4和高度计5发送控制指令，对可见光摄像头3进行姿态调整和校正，调整无人机与油气管道设备的距离以及无人机的飞行高度。
[0037]数据存储模块6，用于存储可见光摄像头3、激光测距仪4、高度计5、GIS信息模块7和GPS导航模块8的数据。GIS信息模块7，用于采集油气管道设备的地理位置、行政区域和地形状况信息APS导航模块8，用于接收和解析无人机的GPS信息。机载数传电台9，用于传输激光测距仪4、高度计5、GIS信息模块7和GPS导航模块8的数据，接收经数传电台14传输的监控模块13的控制指令。机载图传电台10，用于回传视频和图像数据。数传电台14，用于接收机载数传电台9传输的数据，传输监控模块13的控制指令。图传电台16，用于接收机载图传电台10回传的视频和图像数据。图像处理模块15，用于读取数传电台14和图传电台16的数据，对图像数据进行清晰度检查和可用性检查，筛选出包含有缺陷设备的图像。图像处理模块15，还用于确定图像拍摄的GPS信息，与GIS信息相关联，完成图像属性信息的匹配。
[0038]监控模块13，用于向无人机发送控制指令，遥测并记录无人机的飞行数据。数传显示器17，用于显示无人机的飞行数据。图传显示器19，用于显示无人机回传的视频和图像数据。图像存储和显示模块18，用于存储和显示图像处理模块15处理完成的视频和图像数据。
[0039]本实用新型的无人机油气管道巡检系统的工作过程如下:
[0040]控制处理单元I采集和处理可见光摄像头3、激光测距仪4、高度计5、GIS信息模块7和GPS导航模块8的数据，存储在数据存储模块6中，经机载数传电台9和机载图传电台10发送至地面监控中心的数据处理系统11;图像处理模块15读取数传电台14和图传电台16的数据，对图像数据进行清晰度检查和可用性检查，筛选出包含有缺陷设备的图像，确定图像拍摄的GPS信息，与GIS信息相关联，完成图像属性信息的匹配，并存储在图像存储和显示模块18中。
[0041]监控模块13遥测并记录无人机的飞行数据，根据图像处理模块15的处理结果，向可见光摄像头3、激光测距仪4和高度计5发送相应的控制指令，对可见光摄像头3进行姿态调整和校正，调整无人机与油气管道设备的距离以及无人机的飞行高度，重新进行图像采集。
[0042]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.一种无人机油气管道巡检系统，其特征在于，该系统包括: 安装在无人机内的数据采集装置(11)和设置在地面监控中心的数据处理系统(12);其中，数据采集装置(11)包括:控制处理单元(I)、电源模块(2)、可见光摄像头(3)、激光测距仪(4)、高度计(5)、数据存储模块(6)、GIS信息模块(7)、GPS导航模块(8)、机载数传电台(9)和机载图传电台(10); 数据处理系统(12)包括:监控模块(13)、数传电台(14)、图像处理模块(15)、图传电台(16)、数传显示器(17)、图像存储和显示模块(18)和图传显示器(19)。2.如权利要求1所述的无人机油气管道巡检系统，其特征在于，所述无人机采用天津中翔腾航科技有限公司研制的X系列多旋翼无人机。3.如权利要求1所述的无人机油气管道巡检系统，其特征在于，所述控制处理单元(I)，用于控制所述可见光摄像头(3)、所述激光测距仪(4)、所述高度计(5)、所述数据存储模块(6)、所述GIS信息模块(7)和所述GPS导航模块(8)的工作； 所述电源模块(2)，采用12V或者24V的蓄电池，用于提供系统运行所需的电源； 所述可见光摄像头(3)，用于采集油气管道设备的图像数据； 所述激光测距仪(4)，用于测量无人机与油气管道设备的距离； 所述高度计(5)，用于测量无人机的飞行高度； 所述控制处理单元(I)，还用于接收机载数传电台(9)传输的监控模块(13)的控制指令，向可见光摄像头(3)、激光测距仪(4)和高度计(5)发送控制指令，对可见光摄像头(3)进行姿态调整和校正，调整无人机与油气管道设备的距离以及无人机的飞行高度； 所述数据存储模块(6)，用于存储所述可见光摄像头(3)、所述激光测距仪(4)、所述高度计(5)、所述GIS信息模块(7)和所述GPS导航模块(8)的数据； 所述GIS信息模块(7)，用于采集油气管道设备的地理位置、行政区域和地形状况信息； 所述GPS导航模块(8)，用于接收和解析无人机的GPS信息； 所述机载数传电台(9)，用于传输所述激光测距仪(4)、所述高度计(5)、所述GIS信息模块(7)和所述GPS导航模块(8)的数据，接收经数传电台(14)传输的监控模块(13)的控制指令； 所述机载图传电台(10)，用于回传视频和图像数据。4.如权利要求1所述的无人机油气管道巡检系统，其特征在于，所述数传电台(14)，用于接收机载数传电台(9)传输的数据，传输监控模块(13)的控制指令； 所述图传电台(16)，用于接收机载图传电台(10)回传的视频和图像数据； 所述图像处理模块(15)，用于读取数传电台(14)和图传电台(16)的数据，对图像数据进行清晰度检查和可用性检查，筛选出包含有缺陷设备的图像； 所述图像处理模块(15)，还用于确定图像拍摄的GPS信息，与GIS信息相关联，完成图像属性信息的匹配； 所述监控模块(13)，用于向无人机发送控制指令，遥测并记录无人机的飞行数据； 所述数传显示器(17)，用于显示无人机的飞行数据； 所述图传显示器(19)，用于显示无人机回传的视频和图像数据； 所述图像存储和显示模块(18)，用于存储和显示图像处理模块(15)处理完成的视频和图像数据。
【文档编号】G05D1/10GK205584374SQ201620281708
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】台海江
【申请人】天津中翔腾航科技股份有限公司