基于無人機的天然氣管線巡檢系統技術方案

本發明專利技術提供了一種基于無人機的天然氣管線巡檢系統，包括無人機本體、飛行控制子系統、數據采集子系統和地面監控子系統，所述數據采集子系統的高清運動相機和氣體檢測儀連接于無人機本體下方，所述飛行控制子系統和其他數據采集子系統設備設置于無人機本體內，所述飛行控制子系統和地面監控子系統通過第一數傳電臺和第二數傳電臺進行無線連接，所述數據采集子系統和地面監控子系統通過第一圖傳電臺、第二圖傳電臺間的無線連接和第一無線通信模塊、第二無線通信模塊間的無線連接進行通信。本發明專利技術的有益效果：通過無人機進行巡檢，以圖像信息和氣體信息的實時捕捉來作為巡檢結果，提高了天然氣管線巡檢工作效率，同時減少工作困難、降低事故風險。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于無人機巡檢
，尤其是涉及一種基于無人機的天然氣管線巡檢系統。
技術介紹
天然氣管線通常鋪設在環境比較惡劣的地方，例如荒漠、沼澤等，惡劣的環境給管線的巡檢工作帶來諸多困難。傳統的巡檢方法是利用地理信息系統加手持終端通過人工進行巡檢，由于天然氣管線分布范圍廣，致使巡檢工作量大、巡檢數據零散，再加上管線一般情況下工作狀態良好，巡檢人員極容易發生漏檢的情況，降低了工作效率。此外，惡劣的環境還容易發生意外事故，存在風險。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術旨在提出一種基于無人機的天然氣管線巡檢系統，以解決上述問題的不足之處，提高巡檢效率、降低風險。為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：基于無人機的天然氣管線巡檢系統，包括無人機本體、飛行控制子系統、數據采集子系統和地面監控子系統，所述飛行控制子系統包括第一微處理器和與第一微處理器連接的第一數傳電臺、GPS模塊、IMU模塊、電機驅動電路、氣壓高度計；所述數據采集子系統包括第二微處理器和與第二微處理器連接的第一圖傳電臺、第一無線通信模塊、高清運動相機、氣體檢測儀；所述地面監控子系統包括地面監控計算機和與地面監控計算機連接的第二圖傳電臺、第二數傳電臺、第二無線通信模塊、顯示器；所述飛行控制子系統和所述數據采集子系統的第二微處理器、第一圖傳電臺、第一無線通信模塊均設置于無人機本體內部，所述數據采集子系統的高清運動相機和氣體檢測儀機械連接于無人機本體的下方，所述第一數傳電臺和第二數傳電臺進行無線連接，所述第一圖傳電臺和第二圖傳電臺進行無線連接，所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊進行無線連接。進一步的，所述氣體檢測儀采用激光遙測氣體檢測儀。相對于現有技術，本專利技術所述的基于無人機的天然氣管線巡檢系統具有以下優勢：本專利技術所述的基于無人機的天然氣管線巡檢系統通過無人機進行巡檢，并且以圖像信息和氣體信息的實時捕捉來作為巡檢結果，提高了天然氣管線巡檢工作效率，同時也減少了工作困難、降低了事故風險。附圖說明構成本專利技術的一部分的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1為本專利技術實施例的系統結構示意圖；圖2為本專利技術實施例的工作流程圖。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本專利技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本專利技術。如圖1所示，基于無人機的天然氣管線巡檢系統，包括無人機本體、飛行控制子系統、數據采集子系統和地面監控子系統，所述飛行控制子系統包括第一微處理器和與第一微處理器連接的第一數傳電臺、GPS模塊、IMU模塊、電機驅動電路、氣壓高度計；所述數據采集子系統包括第二微處理器和與第二微處理器連接的第一圖傳電臺、第一無線通信模塊、高清運動相機、氣體檢測儀；所述地面監控子系統包括地面監控計算機和與地面監控計算機連接的第二圖傳電臺、第二數傳電臺、第二無線通信模塊、顯示器；所述飛行控制子系統和所述數據采集子系統的第二微處理器、第一圖傳電臺、第一無線通信模塊均設置于無人機本體內部，所述數據采集子系統的高清運動相機和氣體檢測儀機械連接于無人機本體的下方，所述第一數傳電臺和第二數傳電臺進行無線連接，所述第一圖傳電臺和第二圖傳電臺進行無線連接，所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊進行無線連接。所述氣體檢測儀采用激光遙測氣體檢測儀，采集氣體信息。本實施例工作過程如下：在第一微處理器和地面監控計算機的內部均預存儲有天然氣管線的經緯度信息，用來與接收到的無人機GPS信息進行對比。如圖2基于無人機的天然氣管線巡檢系統工作流程圖所示，首先根據天然氣管線的經緯度信息對無人機進行路徑規劃，包括飛行軌跡、飛行高度、航向和航速；然后檢測機載通信設備與所述地面監控子系統之間的數據傳輸系統，一切正常后執行巡檢任務；無人機飛行過程中，所述高清運動相機實時采集天然氣管線周邊環境的圖像信息，并通過所述第一圖傳電臺發送至地面監控子系統，所述氣體檢測儀實時采集管線附近氣體信息，并通過所述第一無線通信模塊發送至地面監控子系統，所述IMU模塊實時采集無人機的姿態信息，所述GPS模塊實時采集無人機的經緯度信息，所述氣壓高度計實時采集無人機的飛行高度，所述IMU模塊、GPS模塊和氣壓高度計采集的信息經所述第一微處理器處理后由第一數傳電臺實時傳輸至所述地面監控子系統；所述地面監控子系統實時接收氣體信息、圖像信息和飛行狀態信息，并在顯示器中進行顯示，在發生任一以下情況時，地面操控人員通過所述地面監控計算機和第二數傳電臺向所述飛行控制子系統發送控制指令，以便實時調整無人機的飛行狀態；發現管線周邊環境異常時，如標志樁有缺損、井場標記有缺損、單井硬件設施有缺損、管線周邊環境有污染、管線周邊建筑物存在潛在危險等，地面操控人員發送控制指令使無人機懸停，重點拍攝異常圖像，圖像上疊加日期、時間和經緯度信息；所述地面監控計算機將接收到的無人機GPS信息與預存儲的管線經緯度信息進行對比，如果發現兩組數據存在較大差異時，地面操控人員發送控制指令至第一微處理器，所述第一微處理器向電機驅動電路發送相應的PWM控制信號，調整無人機的飛行狀態；所述氣體檢測儀采集到管線周邊氣體信息異常，有可能天然氣泄漏，也有可能管線周邊存在氣體污染，地面操控人員發送控制指令使無人機懸停，重點采集氣體信息，并拍攝相應管線圖像，圖像上疊加日期、時間和經緯度信息；之后無人機繼續執行巡檢任務，完成任務后，無人機返航。以上所述僅為本專利技術的較佳實施例而已，并不用以限制本專利技術，凡在本專利技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于無人機的天然氣管線巡檢系統，其特征在于：包括無人機本體、飛行控制子系統、數據采集子系統和地面監控子系統，所述飛行控制子系統包括第一微處理器和與第一微處理器連接的第一數傳電臺、GPS模塊、IMU模塊、電機驅動電路、氣壓高度計；所述數據采集子系統包括第二微處理器和與第二微處理器連接的第一圖傳電臺、第一無線通信模塊、高清運動相機、氣體檢測儀；所述地面監控子系統包括地面監控計算機和與地面監控計算機連接的第二圖傳電臺、第二數傳電臺、第二無線通信模塊、顯示器；所述飛行控制子系統和所述數據采集子系統的第二微處理器、第一圖傳電臺、第一無線通信模塊均設置于無人機本體內部，所述數據采集子系統的高清運動相機和氣體檢測儀機械連接于無人機本體的下方，所述第一數傳電臺和第二數傳電臺進行無線連接，所述第一圖傳電臺和第二圖傳電臺進行無線連接，所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊進行無線連接。

【技術特征摘要】
1.基于無人機的天然氣管線巡檢系統，其特征在于：包括無人機本體、飛行控制子系統、數據采集子系統和地面監控子系統，所述飛行控制子系統包括第一微處理器和與第一微處理器連接的第一數傳電臺、GPS模塊、IMU模塊、電機驅動電路、氣壓高度計；所述數據采集子系統包括第二微處理器和與第二微處理器連接的第一圖傳電臺、第一無線通信模塊、高清運動相機、氣體檢測儀；所述地面監控子系統包括地面監控計算機和與地面監控計算機連接的第二圖傳電臺、第二數傳電臺、第二無線...

【專利技術屬性】
技術研發人員：臺海江，
申請(專利權)人：天津中翔騰航科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：天津;12