CN109911123B - 一种航海浮标检测维护*** - Google Patents

Abstract

一种航海浮标检测维护***，涉及航标***技术领域，为解决现有航标维护采用无人机逐一获取图像的方式，核实准确性差、效率低、能源消耗大的问题。本***包括控制总台、无人机和航标；所述航标搭载定位装置，所述定位装置用于向无人机发送航标位置信号；所述无人机上设有航标位置核实装置和图像获取装置，所述航标位置核实装置用于核实航标坐标有无偏移，所述图像获取装置用于获取航标图像；所述控制总台与无人机、无人机与无人机、无人机与航标之间通信连接。采用本发明，维护效率高，因采用位置坐标进行维护，准确性高，而且不需要将所有的航标进行图像获取后发送给控制总台，缓解了传输和存储压力。本发明可广泛应用于航标维护领域。

Description

一种航海浮标检测维护***

技术领域

本发明涉及航标***技术领域，具体为一种航海浮标检测维护***。

背景技术

航标维护工作主要包括监测航标有无偏移、漂失，航标故障监测维修、换电源及其他故障监测维护等。传统的实现方式是定期派船出巡，这样做的缺点是耗时长，效率低下，人力物力消耗巨大，并且由于海况的复杂性，使得巡查人员在巡视过程中具有一定的风险性。

当前无人机技术正快速发展，并广泛应用于军用民用领域。采用无人机定期对航标进行检测并完成部分维护功能，不仅可以及时对航标的异常情况进行检测和报告，及时做出应急反应，为下一步的应急措施争取时间，而且可以减少派船只除外巡视的频率，极大地节省人力物力，并降低实船巡视的危险性。工作人员不再需要频繁暴露于野外风吹日晒恶劣的环境中，在室内就可以轻松地完成航标的巡检维护任务，大大的降低了工作强度和潜在的危险。有效的针对应用于航标检测维护的无人机进行管理，不仅能提高无人机巡检的效率，也能减小无人机事故的发生率。

目前无人机在航标检测领域已有使用，现有的无人机航标检测***通过预设航线，使无人机到达航标位置，然后通过无人机搭载的图像获取装置对航标进行逐一的图像获取，然后发送给控制台判断航标是否偏移。采用图像核对航标有无偏移、漂失，因其没有固定不动的参照物，核实准确性较低，而且图像还需要进行传输，因此，对航标逐一的进行图像获取来判断航标有无偏移、漂失，核实效率低、能源消耗大。

发明内容

本发明的目的是：解决现有航标维护采用无人机逐一获取图像的方式，核实准确性差、效率低、能源消耗大的问题。

本发明采用如下技术方案实现：一种航海浮标检测维护***，包括控制总台、无人机和航标；

所述航标搭载GPS定位装置，所述GPS定位装置用于向无人机发送航标位置信号；

所述无人机上设有航标位置核实装置和图像获取装置，所述航标位置核实装置用于核实航标坐标有无偏移，所述图像获取装置用于获取航标图像；

所述控制总台与无人机、无人机与无人机、无人机与航标之间通信连接。

本发明具有如下有益效果：采用本发明，维护效率高，因采用位置坐标进行维护，准确性高，而且不需要将所有的航标进行图像获取后发送给控制总台，缓解了传输和存储压力，同时极大的降低了所有设备的能源消耗。由于无人机的能耗也得到极大的降低，能够辅助增加无人机的续航里程，从而使得单机能够完成更多航海浮标检测维护，减少无人机无效往返行程，进一步提高维护效率。

附图说明

图1是本发明的维护***结构示意图。

图2是本发明的检测功能流程图。

图3是本发明的故障取回模块流程图。

图4是本发明的具体实施方式五的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1和图2具体说明本实施方式。本实施方式一种航海浮标检测维护***，包括控制总台100、无人机200和航标300；

所述航标300搭载GPS定位装置，所述GPS定位装置用于向无人机200发送航标300位置信号；

所述无人机200上设有航标300位置核实装置和图像获取装置，所述航标300位置核实装置通过将自身存储的航标300位置信息和GPS定位装置发送的位置信息进行比对,判断航标300有无偏移，所述图像获取装置用于获取航标300图像；

所述控制总台100与无人机200、无人机200与无人机200、无人机200与航标300之间进行通信。

传统航标300维护***，直接通过无人机200上的图像采集装置获取航标300图像信息，因其没有固定不动的参照物，并且由于无人机200拍摄图像时的位置和角度的影响，核实准确性较低，传统航标300维护***，对所有的航标300都进行图像采集，然后将所有的图像信息发送给控制总台100进行判定，其中包括位置信息无误的，这些导致做了无用功，维护效率低，而且采集所有的航标300图像，并且再将这些图像信息发送给控制总台100，这消耗了大部分能源，并且大量的图像传输依赖于良好的网络，网络较差时，传统的无人机200维护方式效率更低。

本装置采用GPS定位装置定位的方式，核实航标300位置是否正确，准确性高，GPS定位装置为一直开启状态，无人机200达到航标300大概区域，接收到航标300的定位信息，航标300位置核实装置通过将自身存储的航标300位置信息和GPS定位装置发送的位置信息进行比对,判断航标300有无偏移，航标300位置未偏移，不做处理，航标300位置偏移，开启图像采集装置采集图像信息并发送给控制总台100进一步确认航标300状态，若无人机200到达航标300大概区域时，无法接收到GPS定位装置发送的位置坐标，则开启图像获取装置进行图像采集并发送给控制总台100，图像采集时，以获取的图像的中心点对准航标300未偏移的坐标进行图像采集。

本装置避免了航标300位置正确时还采集航标300的图像信息，提高了维护效率。本装置不需要对所有的图像信息进行采集并且不需要将所有图像信息发送给控制总台100，节约了能源。通过GPS定位的方式判定航标300位置是否偏移，提高了准确性。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一的进一步改进，本实施方式与具体实施方式一的区别为所述航标300还搭载激活装置，所述激活装置根据无人机200的信号控制GPS定位装置的开启或关闭。

没有无人机200巡视时GPS定位装置处于低功率休眠状态；当无人机200巡视时，无人机200按照大致坐标向航标300发射信号，此时航标300上激活装置接收到信号后开启GPS定位装置开始工作，向无人机200发送位置坐标，这种方式进一步节约了能源，

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一的进一步改进，本实施方式与具体实施方式一的区别为所述无人机200上还设有控制器，所述控制器用于将无人机200飞行状态周期性的发送给控制总台100。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一的进一步改进，本实施方式与具体实施方式一的区别为所述***还包括故障取回模块，所述故障取回模块用于取回故障航标300功能模块搭载台2。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式四的进一步改进，本实施方式与具体实施方式四的区别为所述故障取回模块包括设置在无人机200上的夹持装置和设置在航标300功能模块搭载台2上的凸起3及分离按钮5；

所述夹持装置包括，箱体1、滑块10和释放按钮6，所述箱体1上加工有卡扣槽4，所述卡扣槽4的开口端设有滑块10，所述滑块10长度方向的一端与箱体1内侧壁之间设有弹簧9；

所述释放按钮6一端置于箱体1外侧，另一端通过杠杆联动装置与箱体1内侧的滑块10连接；

所述分离按钮5用于分离航标300底座和航标300功能模块搭载台2。

无人机200上携带对应的功能模块取回装置，其结构及工作原理如图3和图4所示。箱体1设置在无人机200上，而凸起3及分离按钮5设置在航标300功能模块搭载台2上，搭载台上安装有航标300的各个功能装置，当需要将航标300功能模块搭载台2取回时，凸起3对准卡扣槽4向槽内运动，滑块10带动弹簧9向里滑动。当凸起3进入到卡扣槽4内部后，滑块10在弹簧9作用下被释放，将航标300功能模块搭载台2固定在取回装置上，当凸起3进入卡扣槽4后，箱体1挤压分离按钮5，分离按钮5被触发，航标300底座释放航标300功能模块搭载台2，完成故障模块取回。

模块取回装置上设有释放按钮，模块取回后，由控制总台100触动释放按钮或由工作人员手动按压释放按钮将航标300功能模块搭载台2卸下，航标300功能模块搭载台2和航标300底座之间可采用现有的连接方式，电控释放，或者机械释放，能达到释放效果即可。

具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五的进一步改进，本实施方式与具体实施方式五的区别为所述杠杆联动装置包括驱动杆7和转动杆8，所述驱动杆7一端与释放按钮6固定连接，另一端与转动杆8转动连接，所述转动杆8远离驱动杆7的一端与滑块10转动连接，所述转动杆8的中部通过转轴与箱体1转动连接，如图4所示。

具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式一的进一步改进，本实施方式与具体实施方式一的区别为所述控制总台100与无人机200、无人机200与无人机200、无人机200与航标300之间采用3G/4G网络、mesh网络或UHF无线射频通信。

具体实施方式八：下面结合图1和图2具体说明本实施方式。本实施方式一种航海浮标检测维护方法，包括以下步骤：

步骤一、无人机200按预设航线飞行，到达航标300的大概位置区域；

步骤二、无人机200接收航标300上GPS定位装置发送的定位信号，无人机200无法接收到位置信号执行步骤三，无人机200接收到位置信号执行步骤四；

步骤三、启动无人机200上的图像获取装置，以获取的图像的中心点对准航标300未偏移时的坐标进行图像获取，并将图像信息发送给控制总台100，控制总台100根据图像信息判断航标300是否丢失；

步骤四、开启航标300位置核实装置，通过将航标300位置核实装置自身存储的航标300位置信息和GPS定位装置发送的位置信息进行比对,判断航标300是否偏移，航标300未偏移，不做处理，航标300偏移，无人机200发送信号给控制总台100。

无人机200按预设航线出发,当到达待核实位置的航标300大概位置区域时,无人机200接收航标300上一直开启的GPS定位装置发送的信号,如果无人机200可以接收到位置坐标信号，启动航标300位置核实装置，通过将航标300位置核实装置自身存储的航标300位置信息和GPS定位装置发送的位置信息进行比对,确认航标300有无偏移及偏移量大小。确认结果航标300位置正常，不做处理；航标300位置有异常，启动无人机200与控制总台100之间的通信机制，将航标300异常位置信息发送给控制总台100,由控制总台100决定下一步措施。

如果无人机200无法接收到位置坐标，启动无人机200图像获取装置，以获取的图像的中心点对准航标300未偏移时的坐标进行图像获取，并将图像信息发送给控制总台100,由控制总台100对航标300的实际情况进行确认。

具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式八的进一步改进，本实施方式与具体实施方式八的区别为所述步骤一还包括一下步骤：

步骤一一、无人机200发送激活信号；

步骤一二、航标300上的激活装置接收到无人机200发送的激活信号，开启处于休眠状态的GPS定位装置；

步骤一三、GPS定位装置向无人机200发送位置信号。

具体实施方式八中的GPS定位装置处于一直开启的状态,浪费能源,而本实施方式,在没有无人机200巡视时GPS定位装置处于低功率休眠状态；当无人机200巡视时，无人机200按照航标300大致坐标发射信号，此时航标300上激活装置收到信号开启GPS定位装置开始工作，向无人机200发送位置坐标,当信号消失后,航标300上的激活装置收不到无人机200发送的信号,关闭GPS定位装置。如此，在没有无人机200进行维护时，不开启GPS定位装置，节约航标300能源，使航标300工作时长增加。

具体实施方式十：本实施方式是对具体实施方式八的进一步改进，本实施方式与具体实施方式八的区别为所述步骤三还包括以下步骤：

步骤三一、控制总台100收到无人机200发送的信号，若判定为丢失，无人机200不做处理，若判定为未丢失则执行步骤三二，

步骤三二、无人机200启动故障取回模块，将该航标300功能模块搭载台2取回。

判定条件由技术人员预先设置，控制总台100根据技术人员预设的参数和无人机200传回的图像参数进行对比，若判定为丢失，不发送指令给无人机200，若判定为未丢失则发送取回指令给无人机200。如图3所示。

当无人机200接收到控制总台100的指令，取回航标300功能模块搭载台2时，无人机200或控制总台100根据图像获取装置获取的图像信息，并结合无人机200获取图像时的位置和角度等信息，然后再根据获取的图像的中心点为航标300未偏移的坐标，计算出获取到的图像中航标300偏移位置的坐标，然后无人机200根据该偏移坐标将航标300功能模块搭载台2取回。

具体实施方式十一：本实施方式是对具体实施方式一的进一步改进，本实施方式与具体实施方式一的区别为所述航标300还包括照明装置。

具体实施方式十二：本实施方式是对具体实施方式一的进一步改进，本实施方式与具体实施方式一的区别为所述航标300还包括音响装置。

需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不能以此限定权利保护范围。凡根据本发明权利要求书和说明书所做的仅仅是局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种航海浮标检测维护***，包括控制总台、无人机和航标；

所述航标搭载GPS定位装置，所述GPS定位装置用于向无人机发送航标位置信号；

所述无人机上设有航标位置核实装置和图像获取装置，所述航标位置核实装置通过将自身存储的航标位置信息和GPS定位装置发送的位置信息进行比对,判断航标有无偏移，所述图像获取装置用于获取航标图像；

所述控制总台与无人机、无人机与无人机、无人机与航标之间进行通信；

所述***还包括故障取回模块，所述故障取回模块用于取回故障航标功能模块搭载台(2)；

其特征在于：所述故障取回模块包括设置在无人机上的夹持装置和设置在航标功能模块搭载台(2)上的凸起(3)及分离按钮(5)；

所述夹持装置包括，箱体(1)、滑块(10)和释放按钮(6)，所述箱体(1)上加工有卡扣槽(4)，所述卡扣槽(4)的开口端设有滑块(10)，所述滑块(10)长度方向的一端与箱体(1)内侧壁之间设有弹簧(9)；

所述释放按钮(6)一端置于箱体(1)外侧，另一端通过杠杆联动装置与箱体(1)内侧的滑块(10)连接；

所述分离按钮(5)用于分离航标底座和航标功能模块搭载台(2)。

2.根据权利要求1所述的一种航海浮标检测维护***，其特征在于：所述航标还搭载激活装置，所述激活装置根据无人机的信号控制GPS定位装置的开启或关闭。

3.根据权利要求1所述的一种航海浮标检测维护***，其特征在于：所述无人机上还设有控制器，所述控制器用于将无人机飞行状态周期性的发送给控制总台。

4.根据权利要求1所述的一种航海浮标检测维护***，其特征在于：所述杠杆联动装置包括驱动杆(7)和转动杆(8)，所述驱动杆(7)一端与释放按钮(6)固定连接，另一端与转动杆(8)转动连接，所述转动杆(8)远离驱动杆(7)的一端与滑块(10)转动连接，所述转动杆(8)的中部通过转轴与箱体(1)转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种航海浮标检测维护***，其特征在于：所述控制总台与无人机、无人机与无人机、无人机与航标之间采用3G/4G网络、mesh网络或UHF无线射频通信。

6.一种航海浮标检测维护方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、无人机按预设航线飞行，到达航标的大概位置区域；

步骤二、无人机接收航标上GPS定位装置发送的定位信号，无人机无法接收到位置信号执行步骤三，无人机接收到位置信号执行步骤四；

步骤三、启动无人机上的图像获取装置，以获取的图像的中心点对准航标未偏移时的坐标进行图像获取，并将图像信息发送给控制总台，控制总台根据图像信息判断航标是否丢失；

步骤四、开启航标位置核实装置，通过将航标位置核实装置自身存储的航标位置信息和GPS定位装置发送的位置信息进行比对,判断航标是否偏移，航标未偏移，不做处理，航标偏移，无人机发送信号给控制总台。

7.根据权利要求6所述的一种航海浮标检测维护方法，其特征在于所述步骤一还包括以下步骤：

步骤一一、无人机发送激活信号；

步骤一二、航标上的激活装置接收到无人机发送的激活信号，开启处于休眠状态的GPS定位装置；

步骤一三、GPS定位装置向无人机发送位置信号。

8.根据权利要求6所述的一种航海浮标检测维护方法，其特征在于所述步骤三还包括以下步骤：

步骤三一、控制总台收到无人机发送的信号，若判定为丢失，无人机不做处理，若判定为未丢失则执行步骤三二，

步骤三二、无人机启动故障取回模块，将航标功能模块搭载台(2)取回。

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