CN109218683A - 无人机监控***和电力场所监控*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机监控***和电力场所监控***，通过无线控制图传装置接收控制子站发送的任务指令，根据任务指令通过定位导航装置控制无人机飞行；通过3D模型装置对目标电力场所内的各个设备进行三维建模；通过通讯控制装置发送任务指令至无人机设备，接收无人机设备发送的图像数据，并将图像数据发送至数据处理器；通过数据处理器对图像数据进行分析处理，得到图像处理信息。通过使用无人机设备对目标电力场所内的设备进行实时监控，控制子站可以根据监控得到的图像数据对事故处理作出快速响应，提高工作效率，同时减少了目标电力场所内的人员走动，使目标电力场所的安全性得到了保障。

Description

无人机监控***和电力场所监控***

技术领域

本发明涉及监控***技术领域，尤其是涉及一种无人机监控***和电力场所监控***。

背景技术

当前电力场所的电力调度监控采用一个中心电力场所负责运维多个分布电力场所的巡维中心模式，多采用运行人员到现场对设备进行定期运维的方式，例如需要运行人员现场观察确认设备情况并进行汇报。随着需要进行运维的电力场所内设备的比例越来越大，运行人员的工作量越来越大，这样导致工作效率低下，且当有事故出现时，事故处理响应速度慢，同时电力场所内人员较为复杂导致电力场所内安全性也得不到保障。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无人机监控***和电力场所监控***，以提高监控目标电力场所内设备的工作效率、事故处理响应速度和目标电力场所的安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机监控***，无人机监控***包括控制子站和设置在无人机上的无人机设备，无人机设备与控制子站通信连接；无人机设备包括无线控制图传装置、分别与无线控制图传装置连接的定位导航装置和摄像装置；控制子站包括通讯控制装置、分别与通讯控制装置连接的站内3D模型装置和数据处理器；无线控制图传装置用于接收控制子站发送的任务指令，根据任务指令通过定位导航装置控制无人机飞行，控制摄像装置拍摄与任务指令对应的目标设备的图像数据，以及将图像数据发送至控制子站；3D模型装置用于对目标电力场所内的各个设备进行三维建模；通讯控制装置用于发送任务指令至无人机设备，接收无人机设备发送的图像数据，并将图像数据发送至数据处理器；数据处理器用于对图像数据进行分析处理，得到图像处理信息。

进一步地，上述摄像装置包括可见光摄像头和/或红外热成像摄像头。

进一步地，上述无线控制图传装置包括第一控制芯片以及与第一控制芯片连接的4G无线网卡和/或5G无线网卡。

进一步地，上述第一控制芯片的型号为MPU9250，数据处理器的芯片型号为MCU87C51。

进一步地，上述通讯控制装置包括GSM通信控制器；定位导航装置包括GPS导航装置和/或北斗导航装置。

进一步地，上述无人机设备还包括与无线控制图传装置连接的第一数据存储器；控制子站还包括与通讯控制装置连接的第二数据存储器。

进一步地，上述第一数据存储器包括闪存卡，第二数据存储器包括随机存取存储器。

第二方面，本发明实施例提供了一种电力场所监控***，该***包括上述第一方面所述的无人机监控***，还包括控制主站；控制主站与无人机监控***通信连接；无人机监控***用于发送图像数据和/或图像处理信息至控制主站。

进一步地，上述电力场所监控***还包括调度监控站；调度监控站与无人机监控***通信连接；无人机监控***用于发送图像数据和/或图像处理信息至调度监控站。

进一步地，上述电力场所监控***还包括调度监控站；调度监控站与控制主站通信连接。

本发明实施例提供了一种无人机监控***和电力场所监控***，该无人机监控***包括控制子站和设置在无人机上的无人机设备，无人机设备与控制子站通信连接；无人机设备包括无线控制图传装置、分别与无线控制图传装置连接的定位导航装置和摄像装置；控制子站包括通讯控制装置、分别与通讯控制装置连接的站内3D模型装置和数据处理器；通过无线控制图传装置接收控制子站发送的任务指令，根据任务指令通过定位导航装置控制无人机飞行，控制摄像装置拍摄与任务指令对应的站内设备的图像数据，以及将图像数据发送至控制子站；通过3D模型装置对目标电力场所内的各个设备进行三维建模；通过通讯控制装置发送任务指令至无人机设备，接收无人机设备发送的图像数据，并将图像数据发送至数据处理器；通过数据处理器对图像数据进行分析处理，得到图像处理信息。

通过使用无人机设备对目标电力场所内的设备进行实时监控，控制子站可以根据监控得到的图像数据对事故处理作出快速响应，提高工作效率，同时减少了目标电力场所内的人员走动，使目标电力场所的安全性得到了保障。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的一种无人机监控***的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种无人机监控***的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种无人机拍摄的情景示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电力场所监控***的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种电力场所监控***的结构示意图。

图标：

10-无人机设备；11-无线控制图传装置；110-无线网卡；111-第一控制芯片；12-摄像装置；13-定位导航装置；14-第一数据存储器；20-控制子站；21-通讯控制装置；22-3D模型装置；23-数据处理器；24-第二数据存储器；30-无人机监控***；31-控制主站；32-调度监控站。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着科技的发展，电力场所无人值守化和电力调度监控并遥控远方现场设备成为未来发展趋势，对于传统方式查看电力场所设备情况是运行人员定期巡视现场设备并进行汇报，但是需要进行运维的电力场所内设备的比例越来越大，运行人员的工作量越来越大且工作效率低，且当有事故出现时，事故处理响应速度慢，进入电力场所内巡视人员较为复杂，无法掌握是否为非法人员，电力场所内的安全性得不到保障，所以传统方式已经越来越不能满足电力行业的发展需要。

当前开始大规模采用智能巡检机器人对目标电力场所内设备进行检查，但是巡检的速度过慢，与目标电力场所内设备的大数量不相匹配，当有事故发生时不能及时响应；而且智能巡检机器人个头矮小，对路面要求较高，需要平整硬化的路面，并且可靠性较低，无法解决运行人员定期巡视目标电力场所内设备的问题。

基于此，本发明实施例提供的一种无人机监控***和电力场所监控***，可以提高监控目标电力场所设备的工作效率、事故处理响应速度和运行人员的安全性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种无人机监控***进行详细介绍。

实施例一

本发明实施例提供的一种无人机监控***，图1为本发明实施例提供的一种无人机监控***的结构示意图。如图1所示，该无人机监控***30包括控制子站20和设置在无人机上的无人机设备10，该无人机设备10与控制子站20通信连接；该无人机设备10包括无线控制图传装置11、分别与无线控制图传装置11连接的定位导航装置13和摄像装置12；该控制子站20包括通讯控制装置21、分别与通讯控制装置21连接的3D模型装置22和数据处理器23。

本发明的电力场所可以是变电站，还可以是包括基站和一些需要设备监控的场所；无人机设备10设置在飞行的无人机飞行器上，无人机设备10可对飞行器进行控制，无人机飞行灵活可随时对需要的设备不同方位进行监控，且无人机在飞行时不需要特殊的道路、控制灵活，解决了巡检机器人检查设备对路面要求高的技术问题；由于无线图像传输具有安装方便、灵活性较强和性价比高等优点，只需要建立被监控点和监控中心之间的连接，所以无人机设备10与控制子站20可通过无线传输技术进行图像数据传输。

上述无线控制图传装置11用于接收控制子站20发送的任务指令，根据任务指令通过定位导航装置13控制无人机飞行，控制摄像装置12拍摄与任务指令对应的站内设备的图像数据，以及将图像数据发送至控制子站20；上述3D模型装置22用于对目标电力场所内的各个设备进行三维建模；通讯控制装置21用于发送任务指令至无人机设备10，接收无人机设备10发送的图像数据，并将图像数据发送至数据处理器23；数据处理器23用于对图像数据进行分析处理，得到图像处理信息。

首先，用3D模型装置22把目标电力场所内各个设备或者结构按照实际位置和比例构造立体模型，各个设备或者结构具有和构造模型相对应的坐标，例如，当需要对目标电力场所内特定的设备进行监控时，上述任务指令包括无人机的台数和每台无人机对应去监控的位置、监控设备的坐标和拍摄图像的类型，作为优选，上述摄像装置12包括可见光摄像头和/或红外热成像摄像头，通过可见光摄像头可以拍摄目标电力场所内设备的可见光照片，通过红外热成像摄像头可以对目标电力场所内设备进行红外测温。上述无线控制图传装置11接收到通讯控制装置21发送的任务指令，根据该任务指令通过定位导航装置13飞行到任务指令中设备的坐标，对该设备拍摄的图像数据包括视频图像、可见光照片和目标电力场所设备红外信息，将该图像数据发送至数据处理器23进行处理得到图像处理信息。

通过视频监控，可实时监控目标电力场所内电能质量***状态，监控油表温度，可实时检测油表温度状态；监控蓄电池电压表，可实时监控蓄电池状态；数据处理器23内部预设报警阈值，当数据处理器23分析图像数据中触发了预设阈值时，例如，图像数据显示目标电力场所内设备的油表温度状态超过了最高预设温度值时，数据处理器23将该报警信息发送至通讯控制装置21，报警信息会显示是出现报警信息设备的坐标和报警原因，这时控制子站内的报警装置会发出警铃，运行人员看到消息会立刻对该设备进行处理。

或者，也可通过任务指令指示无人机在目标电力场所内进行巡视，该巡视不针对任何设备，对特定的区域进行巡视。无人机实时拍摄特定区域的图像，当有非法人员进入目标电力场所时，控制子站接收到无人机拍摄的图像照片，根据该照片可及时防止非法人员进入目标电力场所对目标电力场所造成破坏，这样目标电力场所的安全性可以得到保障。

本发明实施例中，该无人机监控***包括控制子站和设置在无人机上的无人机设备，无人机设备与控制子站通信连接；通过无线控制图传装置接收控制子站发送的任务指令，根据任务指令通过定位导航装置控制无人机飞行，控制摄像装置拍摄与任务指令对应的站内设备的图像数据，以及将图像数据发送至控制子站；通过3D模型装置对目标电力场所内的各个设备进行三维建模；通过通讯控制装置发送任务指令至无人机设备，接收无人机设备发送的图像数据，并将图像数据发送至数据处理器；通过数据处理器对图像数据进行分析处理，得到图像处理信息。

通过使用无人机设备对目标电力场所的设备进行实时监控，控制子站可以根据监控得到的图像数据对事故处理作出快速响应，提高工作效率，同时减少了目标电力场所内的人员走动，使目标电力场所的安全性得到了保障。

实施例二

本发明实施例提供的另一种无人机监控***，该实施例是在实施例一的基础上实现的，针对不同情况做具体说明。

上述无线控制图传装置11包括第一控制芯片111以及与第一控制芯片111连接的无线网卡110，该无线网卡110包括4G无线网卡和/或5G无线网卡；第一控制芯片111的型号为MPU9250，数据处理器23的芯片型号为MCU87C51；通讯控制装置21包括GSM通信控制器；定位导航装置13包括GPS导航装置和/或北斗导航装置；无人机设备10还包括与无线控制图传装置11连接的第一数据存储器14；控制子站20还包括与通讯控制装置210连接的第二数据存储器24；第一数据存储器14包括闪存卡，第二数据存储器24包括随机存取存储器。

通过定位导航装置13可实时定位无人机飞行的位置，并根据任务指令对无人机的飞行路线进行规划和导航，使得无人机快速安全的在目标电力场所内飞行并到达任务指令指定的坐标位置工作。上述无线控制图传装置11有很多凹槽可包括多个无线网卡，并不局限于4G无线网卡和/或5G无线网卡，还可以是其他可通讯的器件，该无线控制图传装置11还可以接收控制子站20中通讯控制装置21发送的遥控指令信息，例如，结束无人机的任务并飞回，实现了无人机远程飞行控制。无人机与控制子站之间的工作流程如下：无线控制图传装置11接收通讯控制装置21发送的任务指令；定位导航装置13根据任务指令对无人机进行路线规划，使得无人机飞到达指定设备对应的坐标；摄像装置12根据任务指令对设备进行图像数据采集，将采集到的图像数据存储在第一数据存储器14；通过无线网卡将信息传输到第二数据存储器24；通过数据处理器23对信息进行分析对比得到对比信息。

以电力场所为变电站为例进行说明每个变电站配置一定数量的无人机，并预留一定数量的备用，例如，对于500kV的变电站使用6台无人机，其中，4台用于工作2台用于备用；对于220kV的变电站使用4台无人机，其中，3台用于工作1台用于备用；对于110kV的变电站使用3台无人机，其中，2台用于工作1台用于备用。

例如，某个变电站为电压500kV，其无人机的数量为6台，此时4台无人机用于工作，图3为本发明实施例提供的一种无人机拍摄的情景示意图。如图3所示，4台无人机在接收通讯控制装置21发送的任务指令，该任务指令包括监控目标为设备1并包括设备1的坐标信息、无人机1、无人机2、无人机3和无人机4分别监控设备1左、上、右和下的位置，4台无人机接收到任务指令之后，通过定位导航装置13分别到达指定位置，4台无人机分别对目标设备1进行拍摄得到目标图像，再按照上述步骤做进一步处理。

由于每台无人机都配有电源，当无人机电量低于预设阈值时或者无人机按照任务指令完成任务时，无线控制图传装置11会发出报警信息并控制无人机飞至无人机停机坪自主充电，无人机的电源充满后待命，以备下次做任务。

通过对不同电压值的变电站设置不同数量的无人机，使得无人机充分得到利用，对于备用无人机，可以在工作的无人机出现故障时，继而接替故障无人机，使得无人机连续监控变电站。无人机对设备进行全方位监控不至于遗漏设备的死角，使得监控更全面。

实施例三

本发明实施例提供了一种电力场所监控***，图4为本发明实施例提供的一种电力场所监控***的结构示意图。如图4所示，该电力场所监控***包括上述实施例一或实施例二的无人机监控***30，还包括控制主站31；该控制主站31与无人机监控***30通信连接；无人机监控***30用于发送图像数据和/或图像处理信息至控制主站31；图5为本发明实施例提供的另一种电力场所监控***的结构示意图。如图5所示，该电力场所监控***还包括调度监控站32；该调度监控站32与无人机监控***30通信连接；无人机监控***30用于发送图像数据和/或图像处理信息至调度监控站32；调度监控站32与控制主站31通信连接。

控制子站20位于各电力场所，为无人机设备10的第一控制站；控制主站31位于各中心站，可控制和访问其管辖范围内的控制子站20也可控制其无人机设备10；调度监控站32位于各地级市级调度控制中心，可直接访问控制子站20，也可通过控制主站31访问控制子站20，这样可以增加信息传递的可靠性。其中，控制子站20、控制主站31和调度监控站32之间可以通过光纤进行通信。

该电力场所监控***有定期巡检、特殊巡检和操作监控三种工作模式。在定期巡检模式下，可通过控制子站20设定巡视设备范围和巡视周期，控制无人机进行巡视。当发生事故或需要重点查看某设备时，可通过控制子站20实时控制无人机到特定设备、位置进行特殊巡视。在操作监控模式下，当调度控制站32进行远方设备操作时，4台无人机飞至相应设备两侧及上下，对操作过程中设备动作情况进行全方位视频拍摄，并实时传送到调度监控站32，使运行人员随时掌握现场实际情况。

本发明实施例中，无人机监控***包括控制子站和设置在无人机上的无人机设备，无人机设备与控制子站通信连接；通过无线控制图传装置接收控制子站发送的任务指令，根据任务指令通过定位导航装置控制无人机飞行，控制摄像装置拍摄与任务指令对应的站内设备的图像数据，以及将图像数据发送至控制子站；通过3D模型装置对目标电力场所内的各个设备进行三维建模；通过通讯控制装置发送任务指令至无人机设备，接收无人机设备发送的图像数据，并将图像数据发送至数据处理器；通过数据处理器对图像数据进行分析处理，得到图像处理信息。

通过使用无人机设备对目标电力场所的设备进行实时监控，控制子站可以根据监控得到的图像数据对事故处理作出快速响应，提高工作效率，同时减少了目标电力场所内的人员走动，使目标电力场所的安全性得到了保障。

本发明实施例提供的电力场所监控***，与上述实施例提供的无人机监控***具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电力场所监控***的具体工作过程，可以参考前述无人机监控***实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的无人机监控***和电力场所监控***，可以通过其它的方式实现。以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无人机监控***，其特征在于，所述无人机监控***包括控制子站和设置在无人机上的无人机设备，所述无人机设备与所述控制子站通信连接；

所述无人机设备包括无线控制图传装置、分别与所述无线控制图传装置连接的定位导航装置和摄像装置；所述控制子站包括通讯控制装置、分别与所述通讯控制装置连接的3D模型装置和数据处理器；

所述无线控制图传装置用于接收所述控制子站发送的任务指令，根据所述任务指令通过所述定位导航装置控制所述无人机飞行，控制所述摄像装置拍摄与所述任务指令对应的目标设备的图像数据，以及将所述图像数据发送至所述控制子站；

所述3D模型装置用于对目标电力场所内各个设备进行三维建模；所述通讯控制装置用于发送所述任务指令至所述无人机设备，接收所述无人机设备发送的图像数据，并将所述图像数据发送至所述数据处理器；所述数据处理器用于对所述图像数据进行分析处理，得到图像处理信息。

2.根据权利要求1所述的无人机监控***，其特征在于，所述摄像装置包括可见光摄像头和/或红外热成像摄像头。

3.根据权利要求1所述的无人机监控***，其特征在于，所述无线控制图传装置包括第一控制芯片以及与所述第一控制芯片连接的4G无线网卡和/或5G无线网卡。

4.根据权利要求3所述的无人机监控***，其特征在于，所述第一控制芯片的型号为MPU9250，所述数据处理器的芯片型号为MCU87C51。

5.根据权利要求1所述的无人机监控***，其特征在于，所述通讯控制装置包括GSM通信控制器；所述定位导航装置包括GPS导航装置和/或北斗导航装置。

6.根据权利要求1所述的无人机监控***，其特征在于，所述无人机设备还包括与所述无线控制图传装置连接的第一数据存储器；所述控制子站还包括与所述通讯控制装置连接的第二数据存储器。

7.根据权利要求6所述的无人机监控***，其特征在于，所述第一数据存储器包括闪存卡，所述第二数据存储器包括随机存取存储器。

8.一种电力场所监控***，其特征在于，所述电力场所监控***包括如权利要求1-7中任一项所述的无人机监控***，还包括控制主站；所述控制主站与所述无人机监控***通信连接；

所述无人机监控***用于发送所述图像数据和/或所述图像处理信息至所述控制主站。

9.根据权利要求8所述的电力场所监控***，其特征在于，还包括调度监控站；所述调度监控站与所述无人机监控***通信连接；

所述无人机监控***用于发送所述图像数据和/或所述图像处理信息至所述调度监控站。

10.根据权利要求9所述的电力场所监控***，其特征在于，还包括调度监控站；所述调度监控站与所述控制主站通信连接。