基于无人机的风电场智能巡检系统和无人机技术方案

本公开涉及一种基于无人机的风电场智能巡检系统和无人机。包括无人机、数据库、服务器、定位模块、姿势调整模块、采集模块、连接模块和处理器，采集模块用于采集风电场各个检测点位的图像数据；定位模块用于对无人机的位置进行定位，以配合采集模块对风电场图像数据进行采集；姿势调整模块用于对无人机的飞行姿势进行调整；连接模块用于对无人机进行位置引导，以引导无人机对风电场中的各个风电塔进行巡检；其中，连接模块设置在各个风电塔上，并对进入识别范围中的无人机进行配对和连接；本发明专利技术通过定位模块、姿势调整模块、采集模块、连接模块与服务器的连接，实现检测点位和巡检路线的调用，使得巡检的效率更高、精度更准确。精度更准确。精度更准确。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机的风电场智能巡检系统和无人机


[0001]本公开涉及无人机巡检设备领域，具体地，涉及一种基于无人机的风电场智能巡检系统和无人机。

技术介绍

[0002]随着我国风电技术的不断突破，风力发电越来越受到重视，风电场的规模也在逐渐扩大。如果机组故障停机将导致发电量减少，并产生高额的维修费用，因此需要对风电机组进行定期巡检。传统对风机叶片的检查多采用人工巡检的方式，如利用望远镜观察和工作人员高空检测，其具有以下缺点：(1)多数风电场分布广阔，地形复杂，从而对传统的人工巡检带来了较大的困难；(2)风电场巡检任务重，传统的人工检测效率低，时间成本高，停机损失大；(3)巡检人员高空作业，安全风险大。

技术实现思路

[0003]本公开的目的是提供一种设备，该设备旨在解决上述人工对风电机组进行巡检的技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本公开提供一种基于无人机的风电场智能巡检系统，包括无人机、数据库和服务器，所述系统还包括定位模块、姿势调整模块、采集模块、连接模块和处理器，所述定位模块、所述姿势调整模块和所述采集模块均设置在所述无人机上；所述处理器分别与所述定位模块、所述姿势调整模块、所述采集模块、所述连接模块、所述服务器和所述数据库控制连接；所述服务器分别与所述定位模块、所述姿势调整模块、所述采集模块、所述连接模块连接；
[0005]其中，所述采集模块用于采集各个检测点位的图像数据，所述检测点位为风电场中的各个风电塔；
[0006]所述定位模块用于对所述无人机的位置进行定位，以配合所述采集模块对所述图像数据进行采集；
[0007]所述姿势调整模块用于对所述无人机的飞行姿势进行调整；
[0008]所述连接模块设置在各个所述风电塔上，用于对进入识别范围中的无人机进行配对和连接，并所述无人机进行位置引导，以使所述无人机对所述检测点位进行巡检；所述连接模块包括连接单元和引导单元，所述连接单元用于与所述无人机进行连接，以生成所述无人机的巡检路径；所述引导单元用于根据所述巡检路径，引导所述无人机到达所述检测点位；
[0009]其中，所述连接单元包括识别构件、身份验证终端和配对器，所述识别构件用于对进入识别范围中的无人机进行识别；所述身份验证终端用于对进入识别范围中的所述无人机进行身份核验，得到核验结果；所述配对器用于根据所述核验结果，向所述无人机发送配对码，以使所述无人机与所述配对器建立绑定关系；
[0010]通过如下关系式，计算所述配对码：
[0011][0012]其中，Check
m
(v)为无人机m的配对码中第v个字符对应的值；λ为随机数，取值与无人机m和身份验证终端的连接次数有关；R
j
为执行任务权重；n为执行任务项目总数；j为当前执行任务项目的序号；D为无人机m飞行权限的等级；F
m
(u)为无人机m前一次的配对码中第u个字符对应的值；r(z)为无人机m的识别码ID中第z位字符对应的值。
[0013]可选地，所述无人机包括微控制器，所述姿势调整模块与所述微控制器连接；所述姿势调整模块包括调整单元和检测单元；所述调整单元用于对所述无人机进行姿势调整；所述检测单元用于对所述风电场的风力进行检测；
[0014]其中，所述检测单元包括检测腔、风向检测构件和风力测量构件，所述风向检测构件和所述风力测量构件设置于所述检测腔中；所述风向检测构件用于对所述检测点位的风向进行检测；所述风力测量构件用于对所述检测点位的风力进行检测；
[0015]所述风向检测构件包括测风标、连接杆、感应盘和位置感应件，所述感应盘与所述检测腔的上顶壁铰接，并且所述连接杆与所述感应盘同轴设置；所述感应盘上设有若干个方向标记件，各个所述方向标记件沿所述感应盘的端面分布；所述测风标与所述连接杆嵌套；所述位置感应件设置在所述测风标上，并对所述感应盘上的各个方向标记件进行位置测定。
[0016]可选地，所述引导单元包括感应雷达、引导杆、抬升构件和转动构件；所述感应雷达用于对所述无人机的位置进行感应，且所述抬升构件设置在所述引导杆的一端端部，所述引导杆的另一端与所述转动构件铰接；所述抬升构件用于对所述引导杆的俯仰高度进行调节，以实现对不同所述检测点位的引导；
[0017]其中，所述抬升构件包括抬升杆、高度检测件和抬升驱动机构，所述抬升杆的一端与所述引导杆的杆壁铰接，另一端与所述转动构件铰接，所述抬升驱动机构与所述抬升杆驱动连接，以调整所述抬升杆的伸出长度；所述高度检测件设置在所述抬升杆上，用于检测所述抬升杆的抬升高度。
[0018]可选地，所述定位模块包括定位单元和交互单元，所述定位单元用于对所述无人机的位置进行定位；所述交互单元基于所述定位单元的位置，对所述无人机的定位数据和所述风电场的位置数据进行交互，以实现对所述检测点位的定位；
[0019]其中，所述定位单元包括定位探头和传输器，所述定位探头用于对所述无人机的当前位置进行定位；所述传输器用于将所述定位探头的定位数据发送至所述交互单元中进行交互或对比。
[0020]可选地，所述采集模块包括采集单元和存储单元，所述采集单元用于对所述检测点位进行图像数据的采集，得到采集数据；所述存储单元用于存储所述采集数据；
[0021]其中，所述采集单元包括采集探头和转向构件，所述采集探头用于采集图像数据；所述采集探头设置在所述转向构件上；所述转向构件用于对所述采集探头的采集角度检测调整。
[0022]可选地，所述转向构件包括转向杆、固定座、转向检测件和转向驱动机构，所述固定座的上端面与所述无人机的机身的下端面可拆卸连接；所述转向杆的一端与所述转向驱动机构驱动连接形成转动部，所述转动部与所述固定座连接；所述转向杆的另一端与所述采集探头的外壁连接；所述转向检测件设置在所述转向杆上，并对所述转向杆的转动角度进行检测。
[0023]可选地，所述定位模块确定所述无人机的位置数据后，所述无人机向所述交互单元发出交互请求指令；所述交互单元响应所述交互请求指令，以确定所述检测点位的物理位置；其中，所述物理位置通过所述定位探头的GPS定位数据和所述引导单元的感应雷达共同确定。
[0024]可选地，所述风力测量构件包括测风板、通风孔、转速检测件、一组立杆，所述通风孔供风通行，以检测实际环境的风力；所述立杆对称设置在所述测风板的两侧，所述立杆的一端与所述测风板的端面连接且同轴设置，所述立杆的另一端与所述转速检测件连接形成检测部；所述检测部设置在所述通风孔中，以检测经过所述通风孔的风力大小。
[0025]此外，为实现上述目的，本公开还提供一种无人机，应用于本公开提供的上述基于无人机的风电场智能巡检系统，包括：所述无人机包括机身、落地架、电池腔、以及若干个飞行单元；所述电池腔设置在所述机身的下端面；其中，所述机身的下端面设有所述落地架，所述落地架与所述电池腔同向设置；
[0026]各个所述飞行单元设置在所述机身的周侧，用于提供飞行的升力。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的风电场智能巡检系统，包括无人机、数据库和服务器，其特征在于，所述系统还包括定位模块、姿势调整模块、采集模块、连接模块和处理器，所述定位模块、所述姿势调整模块和所述采集模块均设置在所述无人机上；所述处理器分别与所述定位模块、所述姿势调整模块、所述采集模块、所述连接模块、所述服务器和所述数据库控制连接；所述服务器分别与所述定位模块、所述姿势调整模块、所述采集模块、所述连接模块连接；其中，所述采集模块用于采集各个检测点位的图像数据，所述检测点位为风电场中的各个风电塔；所述定位模块用于对所述无人机的位置进行定位，以配合所述采集模块对所述图像数据进行采集；所述姿势调整模块用于对所述无人机的飞行姿势进行调整；所述连接模块设置在各个所述风电塔上，用于对进入识别范围中的无人机进行配对和连接，并所述无人机进行位置引导，以使所述无人机对所述检测点位进行巡检；所述连接模块包括连接单元和引导单元，所述连接单元用于与所述无人机进行连接，以生成所述无人机的巡检路径；所述引导单元用于根据所述巡检路径，引导所述无人机到达所述检测点位；其中，所述连接单元包括识别构件、身份验证终端和配对器，所述识别构件用于对进入识别范围中的无人机进行识别；所述身份验证终端用于对进入识别范围中的所述无人机进行身份核验，得到核验结果；所述配对器用于根据所述核验结果，向所述无人机发送配对码，以使所述无人机与所述配对器建立绑定关系；通过如下关系式，计算所述配对码：其中，Check
m
(v)为无人机m的配对码中第v个字符对应的值；λ为随机数，取值与无人机m和身份验证终端的连接次数有关；R
j
为执行任务权重；n为执行任务项目总数；j为当前执行任务项目的序号；D为无人机m飞行权限的等级；F
m
(u)为无人机m前一次的配对码中第u个字符对应的值；r(z)为无人机m的识别码ID中第z位字符对应的值。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的风电场智能巡检系统，其特征在于，所述无人机包括微控制器，所述姿势调整模块与所述微控制器连接；所述姿势调整模块包括调整单元和检测单元；所述调整单元用于对所述无人机进行姿势调整；所述检测单元用于对所述风电场的风力进行检测；其中，所述检测单元包括检测腔、风向检测构件和风力测量构件，所述风向检测构件和所述风力测量构件设置于所述检测腔中；所述风向检测构件用于对所述检测点位的风向进行检测；所述风力测量构件用于对所述检测点位的风力进行检测；所述风向检测构件包括测风标、连接杆、感应盘和位置感应件，所述感应盘与所述检测腔的上顶壁铰接，并且所述连接杆与所述感应盘同轴设置；所述感应盘上设有若干个方向标记件，各个所述方向标记件沿所述感应盘的端面分布；所述测风标与所述连接杆嵌套；所
述位置感应件设置在所述测风标上，并对所述感应盘上的各个方向标记件进行位置测定。3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的风电场智能巡检系统，其特征在于，所述引导单元包括感应雷达、引导杆、抬升构件和转动构件；所述感应雷达用于对所述无人机的位置进行感应，且所述抬升构件设置在所述引导杆的一端端部，所述引导杆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小奇，王广群，李大钧，史明亮，祁伟，刘长磊，
申请(专利权)人：众芯汉创北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：