本實用新型屬于無人機領(lǐng)域，具體地涉及一種基于無人機的巡查系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近幾年，多旋翼無人機廣泛運用于航拍，并且很受專業(yè)及業(yè)余級攝影師們的喜愛。隨著技術(shù)的進步，多旋翼無人機的應(yīng)用也開始慢慢滲透到了行業(yè)應(yīng)用，如農(nóng)業(yè)、電力石油、檢災(zāi)、林業(yè)、氣象、國土資源、警用、海洋水利、測繪、城市規(guī)劃等多個行業(yè)。目前，多旋翼無人機在民用市場中的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注，并且具備廣闊的市場運用前景。

多旋翼無人機優(yōu)點是非常容易實現(xiàn)精準控制和穩(wěn)定懸停等功能，因此，多旋翼無人機非常適合航拍和工地巡查等應(yīng)用場合，缺點是飛行效率低且續(xù)航時間短?，F(xiàn)有多旋翼無人機降落大多依靠GPS導(dǎo)航，起飛點和降落點大多在同一位置，充電方式大多靠人工方式來實現(xiàn)地面站充電適配器與無人機進行手動連接充電，使用很麻煩，另外巡查工地供電裝置也是問題，此外，地面站裝置大多是固定的，因此，現(xiàn)有多旋翼無人機和地面站構(gòu)建的系統(tǒng)，無法滿足長距離、大范圍的巡查需求，無法大范圍推廣應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于為解決上述問題而提供一種將無人機相應(yīng)控制系統(tǒng)和充電系統(tǒng)設(shè)置在車輛上，車輛可以跟隨無人機進行移動，解決了無人機飛行效率低且續(xù)航時間短的問題，可以實現(xiàn)長距離、大范圍的巡查需求，巡查效果好，使用方便，具有廣闊應(yīng)用前景的無人機的巡查系統(tǒng)。

為此，本實用新型公開了一種基于無人機的巡查系統(tǒng)，包括無人機和移動地面站，所述移動地面站包括車輛和設(shè)置在該車輛上的手持無人機遙控器、工控機、第一無線通信模塊、停機坪、位置定位裝置、視覺定位標定圖案和無線充電發(fā)射模塊，所述無人機包括無線充電接收模塊、無人機電源、飛行控制器、第二無線通信模塊、視覺定位模塊和拍攝模塊，所述停機坪設(shè)置在車輛上表面，所述視覺定位標定圖案設(shè)置在停機坪上，所述無線充電發(fā)射模塊設(shè)置在停機坪下面，所述工控機分別與第一無線通信模塊和位置定位裝置連接，所述無線充電接收模塊的輸出端與無人機電源的充電輸入端連接，所述無人機電源為飛行控制器供電，所述飛行控制器分別與第二無線通信模塊、視覺定位模塊和拍攝模塊連接，所述第一無線通信模塊和手持無人機遙控器分別與第二無線通信模塊建立無線通信鏈路，所述視覺定位模塊用于識別視覺定位標定圖案。

進一步的，還包括傳感器，所述傳感器設(shè)置在停機坪下面用于檢測無人機是否降落在停機坪上，所述無線充電發(fā)射模塊包括充電電源、電源管理裝置和無線充電發(fā)射器，所述充電電源通過電源管理裝置與無線充電發(fā)射器連接，所述傳感器輸出端與電源管理裝置的控制輸入端連接，所述無線充電發(fā)射器設(shè)置在停機坪下面。

更進一步的，所述傳感器為壓力傳感器。

進一步的，所述位置定位裝置設(shè)置在停機坪上。

進一步的，第一無線通信模塊包括圖像傳輸模塊、圖像傳輸天線、數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)傳輸天線，所述圖像傳輸模塊一端連接工控機，一端連接圖像傳輸天線，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊一端連接工控機，一端連接數(shù)據(jù)傳輸天線，所述數(shù)據(jù)傳輸天線和圖像傳輸天線分別與第二無線通信模塊建立無線通信鏈路。

進一步的，所述工控機還通過無線網(wǎng)絡(luò)與后臺服務(wù)器通信連接。

進一步的，所述位置定位裝置為差分GPS定位裝置。

進一步的，所述視覺定位標定圖案為位于停機坪表面的色彩圖案。

進一步的，所述手持無人機遙控器和工控機設(shè)置在車輛的駕駛室內(nèi)。

本實用新型的有益技術(shù)效果：

本實用新型將無人機相應(yīng)控制系統(tǒng)和充電系統(tǒng)設(shè)置在車輛上，車輛可以跟隨無人機進行移動，解決了無人機飛行效率低且續(xù)航時間短的問題，可以實現(xiàn)長距離、大范圍的巡查需求，巡查效果好，使用方便，可以廣泛應(yīng)用于巡查電力基建工地、高速路建設(shè)工地、鐵路建設(shè)工地等長距離工程工地施工建設(shè)各個階段的情況；通過設(shè)置傳感器和無線充電系統(tǒng)，實現(xiàn)無人機自動充電，使用方便；通過設(shè)置視覺定位標定圖案，可以實現(xiàn)無人機精準降落；通過將工控機與后臺服務(wù)器連接，可以不用去現(xiàn)場，只需要在后臺服務(wù)器信息處理中心系統(tǒng)上查看巡查視頻，就可以了解工地的建設(shè)進度情況。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)框架圖；

圖2為本實用新型實施例的移動地面站結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例的移動地面站另一視角結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。

如圖1至圖3所示，一種基于無人機的巡查系統(tǒng)，包括無人機17和移動地面站，本實施例中，無人機17為多旋翼無人機，所述移動地面站包括車輛12和設(shè)置在該車輛12上的手持無人機遙控器7、工控機6、第一無線通信模塊、 停機坪3、位置定位裝置4、視覺定位標定圖案1和無線充電發(fā)射模塊，所述無人機17包括無線充電接收模塊15、無人機電源16、飛行控制器18、第二無線通信模塊19、視覺定位模塊20和拍攝模塊21，本實施例中，工控機6優(yōu)選為工業(yè)平板電腦，位置定位裝置4為差分GPS定位裝置，定位精度高，當然，在其它實施例中也可以是北斗導(dǎo)航定位裝置等，為了使無人機17更精確尋找到停機坪3，位置定位裝置4設(shè)置在停機坪的中間，停機坪3設(shè)置在車輛12上表面，優(yōu)選的，設(shè)置在車輛12的頂部，方便無人機17降落，視覺定位標定圖案1設(shè)置在停機坪3上，本實施例中，視覺定位標定圖案1為噴繪在停機坪3表面的色彩圖案，通過色彩圖案進行視覺定位，可以指導(dǎo)無人機17精準降落在停機坪3上，當然，在其它實施例中，視覺定位標定圖案1也可以是由發(fā)光器件在發(fā)光時形成的光學(xué)標記來實現(xiàn)，無線充電發(fā)送模塊設(shè)置在停機坪3下面，工業(yè)平板電腦6分別與第一無線通信模塊和位置定位裝置4連接，無線充電接收模塊15(具體為感應(yīng)線圈)的輸出端與無人機電源16的充電輸入端連接，所述無人機電源16為飛行控制器18供電，所述飛行控制器18分別與第二無線通信模塊19、視覺定位模塊20和拍攝模塊21連接，拍攝模塊21為高清航拍相機，用于對需巡查的地方進行拍攝，并將拍攝的圖像傳輸給飛行控制器18，所述第一無線通信模塊和手持無人機遙控器7分別與第二無線通信模塊19建立無線通信鏈路，視覺定位模塊20用于識別視覺定位標定圖案1指導(dǎo)無人機17精準降落在停機坪3上，本實施例中，工業(yè)平板電腦6和手持無人機遙控器7設(shè)置在駕駛室內(nèi)，方便巡查人員坐在車內(nèi)進行操作。

進一步的，為了實現(xiàn)對無人機17進行自動充電，本實施例中，還包括傳感器14，優(yōu)選為壓力傳感器，當然在其它實施例中，也可是紅外傳感器等其它可以感應(yīng)無人機17是否降落在停機坪3上的傳感器，所述傳感器14設(shè)置在停機 坪3下面用于檢測無人機17是否降落在停機坪3上，所述無線充電發(fā)射模塊包括充電電源13、電源管理裝置5和無線充電發(fā)射器2(具體為發(fā)射線圈)，所述充電電源13通過電源管理裝置5與無線充電發(fā)射器2連接，所述傳感器3的輸出端與電源管理裝置5的控制輸入端連接，所述無線充電發(fā)射器2設(shè)置在停機坪3下面，當傳感器14檢測到無人機17降落在停機坪3上后，輸出傳感信號給電源管理裝置5使其導(dǎo)通，充電電源13通過無線充電發(fā)射器2和無線充電接收模塊15為無人機電源16充電，實現(xiàn)了無人機17的自動充電，使用方便。

進一步的，本實施例中，第一無線通信模塊包括圖像傳輸模塊11、圖像傳輸天線9、數(shù)據(jù)傳輸模塊10和數(shù)據(jù)傳輸天線8，所述圖像傳輸模塊11一端連接工業(yè)平板電腦6，一端連接圖像傳輸天線9，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊10一端連接工業(yè)平板電腦6，一端連接數(shù)據(jù)傳輸天線8，所述數(shù)據(jù)傳輸天線8和圖像傳輸天線9分別與第二無線通信模塊19建立無線通信鏈路，工業(yè)平板電腦6與無人機17的圖像信息是通過圖像傳輸模塊11和圖像傳輸天線9進行傳輸?shù)?，工業(yè)平板電腦6與無人機17的數(shù)據(jù)信息如GPS位置信息、制定的航線等通過數(shù)據(jù)傳輸模塊10和數(shù)據(jù)傳輸天線8進行傳輸，將圖像傳輸和數(shù)據(jù)傳輸采用不同的工作頻段，可以避免其互相干擾，圖像傳輸天線9和數(shù)據(jù)傳輸天線8優(yōu)選設(shè)置在車輛12頂部，使通信效果更好，本實施例中，圖像傳輸模塊11為5.8G無線通信模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊10為915M無線通信模塊。

進一步的，為了方便查看人員不用去現(xiàn)場，就可以了解工地的建設(shè)進度情況。本實施中，工業(yè)平板電腦6還通過無線網(wǎng)絡(luò)與后臺服務(wù)器22通信連接，查看人員只需要在后臺服務(wù)器22信息處理中心系統(tǒng)上查看巡查視頻，就可以了解工地的建設(shè)進度情況。

工作過程：

起飛前工作：針對無人機17，首先，開啟無人機17電源；其次，對其傳感器進行校準；最后，校準完成后，根據(jù)工業(yè)平板電腦6安裝的配置軟件確認各個電機和螺旋槳運轉(zhuǎn)正常。針對移動地面站，首先，工業(yè)平板電腦6下載或更新巡查地方的最新地圖。其次，根據(jù)實際巡查路線的作業(yè)流程手動或自動設(shè)置航線。最后，根據(jù)工業(yè)平板電腦6安裝的配置軟件將設(shè)定航線通過數(shù)據(jù)傳輸模塊10和數(shù)據(jù)傳輸天線8初始化到無人機17的飛行控制器18中。

起飛：首先，通過手持無人機遙控器7對無人機17進行解鎖；其次，在工業(yè)平板電腦6中打開無人機17飛行控制APP應(yīng)用軟件，在APP應(yīng)用軟件界面點擊一鍵起飛，并通過手持無人機遙控器7控制航拍相機21進行視頻拍攝，此時，無人機17會根據(jù)設(shè)定的航線進行飛行，同時將空中拍攝的視頻通過圖像傳輸模塊11和圖像傳輸天線9實時傳輸給移動地面站，移動地面站接收到視頻會在工業(yè)平板電腦6對無人機17的航拍視頻實時存儲和顯示。移動地面站可以根據(jù)設(shè)置是否將航拍視頻轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器后臺22。無人機17根據(jù)設(shè)定路線巡視時，隨時獲取位置定位裝置4提供的移動地面站的GPS位置信息，當無人機17根據(jù)指定航線完成工地巡查任務(wù)后或電池電量達到預(yù)警降落閥值時，飛行控制器18根據(jù)無人機17的位置信息以及移動地面站的GPS位置信息規(guī)劃降落航線。無人機17根據(jù)降落規(guī)劃航線進行飛行降落。

降落：無人機17到達移動地面站上方一定距離時，開啟視覺定位模塊20，無人機17根據(jù)視覺定位模塊20識別移動地面站標定圖案1指導(dǎo)其精準降落。無人機17降落停機坪3后，自動上鎖。

降落后充電：移動地面站的壓力傳感器14檢測到無人機17降落在停機坪3上，電源管理裝置5導(dǎo)通，充電電源13通過無線充電發(fā)射器2和無線充電接收模塊15對無人機17進行無線充電。

充電結(jié)束后，無人機17就可以按照上述過程繼續(xù)進行拍攝巡查，如此循環(huán)，即可以實現(xiàn)長距離、大范圍巡查。

盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范圍。