一种云边端协同的海上无人机自动作业系统技术方案

本公开提供了一种云边端协同的海上无人机自动作业系统，涉及无人机技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种云边端协同的海上无人机自动作业系统


[0001]本公开涉及无人机
，尤其涉及一种云边端协同的海上无人机自动作业方法及装置
。

技术介绍

[0002]相关技术中，随着双碳战略的实施，新能源产业不断壮大繁荣
。
作为清洁能源的重要方向，海上风力发电进入了发展的巅峰期，海上风电场规模不断增大且逐渐走向深远海
。
而海上天气环境恶劣，受应力及风
、
浪
、
流载荷等作用的影响，风电场设备极易引发故障，同时，海上通信信号不畅
、
人员作业离岸距离越来越远等现状给海上作业人员的生命安全带来威胁
。
这对完善海上风电场运维作业
、
提高海上救援能力提出了更高的要求
。
[0003]传统的人工运维方式，风机停机时间长，发电损失严重且人工成本和船舶燃动费高昂；运维效率低
、
劳动强度大且运维人员的作业安全难以保证，无论从经济效益还是安全角度出发，在短暂的海上作业窗口期内完成大规模的运维任务具备一定的挑战
。
[0004]目前已出现的海上无人机巡检方案，是由船载移动机场释放无人机进行巡检任务，需要考虑船舶出海作业时间，且需要配备能熟练操控无人机的运维人员，给无人机海上巡检带来一定限制
。
[0005]目前的水上救援机器人大多从岸基控制投放或待附近船舶接收到告警信息后由人员控制投放，需要一定的反应时间且无法第一时间查看到救援画面
。
>
技术实现思路

[0006]本公开提供一种云边端协同的海上无人机自动作业方法
、
装置及系统，以解决海上风电场运维作业
、
水上救援的困难
。
本公开的技术方案如下：
[0007]根据本公开实施例的第一方面，提供一种云边端协同的海上无人机自动作业系统，包括：无人机
、
无人机机场和云管理平台，其中，所述无人机机场包括：无人机升降平台，充电模块，通信模块，控制模块，数据处理模块，载荷管理模块；
[0008]所述无人机升降平台用于承托无人机的起飞和降落；
[0009]所述充电模块用于为所述无人机充电；
[0010]所述通信模块用于进行无线信号的传输，接收所述云管理平台的作业指令并传至控制模块或将处理模块生成的数据传到所述云管理平台；
[0011]所述控制模块根据所述作业指令发送控制信号至所述无人机机场中的各个模块，以控制系统运行；
[0012]所述数据处理模块用于对无人机发送的数据进行处理；
[0013]所述载荷管理模块用于对所述无人机携带的装备进行安装或拆卸
。
[0014]所述无人机升降平台还包括机场舱门，所述机场舱门的开闭状态由所述控制模块控制
。
[0015]所述无人机与所述充电模块相连接时开始充电，所述充电模块与外部供电系统相
连接，所述外部供电系统用于为所述充电模块供电
。
[0016]可选的，所述外部供电系统的供电方式包括以下至少一种：加设光伏板以进行光伏供电，加设波浪能发电设备以进行波浪能供电，利用风机自发电供电
。
[0017]可选的，所述无人机升降平台设置于自主搭建的漂浮式平台上或部署于海上升压站平台，或部署于靠近作业任务的漂浮式风电机组基础上，视项目预算及作业便捷性选择
。
可选的，所述漂浮式平台相互连接
。
[0018]可选的，所述载荷管理模块中的装备包括以下至少一项：
[0019]高清摄像机；
[0020]红外传感器；
[0021]视觉传感器；
[0022]清洗装置；
[0023]喷漆装置；
[0024]救援装置
。
[0025]可选的，所述作业指令用于指示以下任意一项作业模式：
[0026]日常巡检模式；
[0027]检修维护模式；
[0028]应急救援模式
。
[0029]无作业任务时，无人机停放在无人机机场内
。
[0030]可选的，在所述日常巡检模式下，所述控制模块根据所述作业指令确定目标风电机组的位置，并规划所述无人机的巡检路径，同时控制所述载荷管理模块为所述无人机安装高清摄像机
、
红外传感器
、
视觉传感器，然后控制机场舱门开启，控制所述无人机起飞并按所述巡检路径航行，所述无人机实时回传数据，数据可通过无人机机场进行通信中继并在信道传输紧张时进行边缘处理，再传回云管理平台，在巡检任务执行完毕后返回所述无人机机场并通过所述充电模块充电
。
[0031]可选的，在所述检修维护模式下，所述控制模块根据所述作业指令确定目标风电机组的位置，并规划无人机的检修路径，同时控制所述载荷管理模块为所述无人机安装高清摄像机
、
清洗装置和喷漆装置，然后控制机场舱门开启，控制所述无人机起飞并按所述检修路径航行，所述无人机自动识别缺陷并回传数据，数据可通过无人机机场进行通信中继并在信道传输紧张时进行边缘处理，再传回云管理平台，在检修任务执行完毕后所述无人机返回所述无人机机场并通过所述充电模块充电
。
[0032]可选的，在所述应急救援模式下，所述控制模块根据所述作业指令确定救援目标的位置，并规划无人机的救援路径，同时控制所述载荷管理模块为所述无人机安装高清摄像机和救援装置，然后控制机场舱门开启，无控制所述无人机起飞并按所述救援路径航行，在所述救援目标的位置投放所述救援装置，所述无人机回传救援画面，数据可通过无人机机场进行通信中继并在信道传输紧张时进行边缘处理，再传回云管理平台，所述救援任务执行完毕后所述无人机返回所述无人机机场并通过所述充电模块充电
。
[0033]本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0034]无人机自动作业系统直接部署于海上风电场，不受船舶出海窗口期限制，节省运维费用及作业时间，大大缩短海上救援时间
。
[0035]云管理平台和无人机机场协同，可以实现海量数据的自动化快速采集
、
处理
、
分析；能够提供巡检
、
维修
、
救援一体化的智能作业方式，功能更加丰富，运维及救援更加高效
。
[0036]基于无线通信和人工智能技术，无人机将具备实时超高清图传
、
远程低时延控制等重要能力，同时，云管理平台具备智能化系统，结合人工智能技术，可实现海上风电多方位多模式精细化运维，辅助海上风电场运维人员高效管理
。
[0037]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开
。
附图说明
[0038]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种云边端协同的海上无人机自动作业系统，其特征在于，包括：无人机
、
无人机机场和云管理平台，其中，所述无人机机场包括：无人机升降平台，充电模块，通信模块，控制模块，数据处理模块，载荷管理模块；所述无人机升降平台用于承托无人机的起飞和降落；所述充电模块用于为所述无人机充电；所述通信模块用于进行无线信号的传输，接收所述云管理平台的作业指令并传至所述控制模块或将所述处理模块生成的数据传到所述云管理平台；所述控制模块根据所述作业指令发送控制信号至所述无人机机场中的各个模块，以控制系统运行；所述数据处理模块用于对所述无人机发送的数据进行处理；所述载荷管理模块用于对所述无人机携带的装备进行安装或拆卸；所述无人机升降平台还包括机场舱门，所述机场舱门的开闭状态由所述控制模块控制；所述无人机与所述充电模块相连接时开始充电，所述充电模块与外部供电系统相连接，所述外部供电系统用于为所述充电模块供电
。2.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无人机升降平台部署于自主搭建的漂浮式平台上，或，部署于海上升压站平台，或，部署于靠近作业任务的漂浮式风电机组基础上
。3.
根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述漂浮式平台通过系泊缆相互连接
。4.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述充电模块与外部供电系统连接，所述外部供电系统的供电方式包括以下至少一种：加设光伏板以进行光伏供电，加设波浪能发电设备以进行波浪能供电，利用风机自发电供电
。5.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述载荷管理模块中的装备包括以下至少一项：高清摄像机；红外传感器；视觉传感器；清洗装置；喷漆装置；救援装置
。6.
根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述作业指令用于指示以下任意一项作业模式：...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚中原，张铭，张波，牛晨晖，张宇，陈正华，孙捷，施俊佼，李冬，张冲，曲益夆，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司华能国际电力江苏能源开发有限公司华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司，
类型：发明
国别省市：