[發明專利]一種庫區高邊坡無人機自動監控系統及方法

在審

• 申請號: 201710429500.0
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107087146A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 楊陽;范光亞;何勇軍;徐海峰;李宏恩;李卓;李錚;尹志灝;朱沁夏
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04W4/00;G08C17/02;G01D21/02;H02J7/35;H02J50/00;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種庫區高邊坡無人機自動監控系統，其特征在于：包括監測系統、太陽能集電裝置、無人機、無人機移動站、巡檢車、監控分析中心；所述的監測系統布置在高邊坡上，采集高邊坡監測數據，在有移動網絡覆蓋的高邊坡區域，通過移動網絡與監控分析中心進行數據傳輸；在無移動網絡覆蓋的高邊坡區域，通過藍牙和無人機進行近距離數據傳輸，當無人機飛入移動網絡覆蓋區域，無人機通過移動網絡連接監控分析中心實現數據傳輸；所述的無人機移動站布置在巡檢車上，配置有燃油發電機，用于對無人機的維護、充電；監測系統可通過太陽能集電裝置或無人機獲取電能。

2.根據權利要求1所述的一種庫區高邊坡無人機自動監控系統，其特征在于，所述的無人機包括無人機的機體、圖片采集設備、移動網絡模塊、藍牙模塊、無人機電池、微距電能發射模塊；所述的圖片采集設備能夠采集庫區高邊坡的圖像數據，用于監控分析中心的監控分析。

3.根據權利要求2所述的一種庫區高邊坡無人機自動監控系統，其特征在于，所述的監測系統包括若干變形、滲流、應力應變監測裝置、采集傳輸裝置、受電裝置、坡面停機坪；若干變形、滲流、應力應變監測裝置布置在高邊坡的重點部位，通過電纜近距離連接采集傳輸裝置；太陽能集電裝置布置于無遮擋部位，與采集傳輸裝置連接，用于將太陽能轉化為電能，給采集傳輸裝置供電；受電裝置固定在坡面停機坪上，與采集傳輸裝置連接。

4.根據權利要求3所述的一種庫區高邊坡無人機自動監控系統，其特征在于，所述的采集傳輸裝置包括采集裝置、移動網絡模塊、藍牙模塊、鋰電池；采集傳輸裝置通過移動網絡模塊向監控分析中心傳輸數據；采集傳輸裝置能通過藍牙模塊與無人機近距離交換數據。

5.根據權利要求4所述的一種庫區高邊坡無人機自動監控系統，其特征在于，所述的受電裝置包含微距電能接收模塊，無人機停落在坡面停機坪上時，無人機的微距電能發射模塊將電能傳輸到受電裝置中，給采集傳輸裝置的鋰電池充電。

6.根據權利要求5所述的一種庫區高邊坡無人機自動監控系統，其特征在于，所述的采集傳輸裝置具有休眠功能，可以設置在固定時刻進行數據采集；所述的采集傳輸裝置具有防水、保溫、避雷電功能，用于防止雨水和低氣溫天氣導致的設備失效；所述采集傳輸裝置的鋰電池為鋰離子電池或鋰聚合物電池，能通過太陽能集電裝置存儲電能，也能通過受電裝置從無人機上獲取電能，實現設備充電；坡面停機坪上部包含塑料材質保護蓋，用于保護受電裝置；坡面停機坪下部為混凝土墩，采集傳輸裝置與坡面停機坪的直線距離小于5m。

7.如權利要求6所述的一種庫區高邊坡無人機自動監控系統的監控方法，其特征在于，包括以下流程：

流程1，系統布置：在某座水庫上游河流流域兩岸，選擇需要進行監控的多個高邊坡，將若干變形、滲流、應力應變監測裝置布置在高邊坡的重點部位；太陽能集電裝置布置在坡頂無樹木遮擋部位；在高邊坡上選擇無樹木遮擋部位且距離太陽能集電裝置5m以上距離布置坡面停機坪，坡面停機坪深入高邊坡表面以下0.5~1.0m，采集傳輸裝置布置在坡面停機坪附近，與坡面停機坪的直線距離小于5m，受電裝置布置在坡面停機坪頂部保護蓋內；各監測裝置、太陽能集電裝置、受電裝置通過電纜與采集傳輸裝置連接；監控分析中心布置于水庫下游平原區域；

流程2，巡查、數據采集及供電：巡檢車裝有無人機移動站及若干臺無人機，從水庫出發，沿巡檢車路徑向上游行駛，當行駛到某處高邊坡附近時，放飛一臺無人機飛入高邊坡區域，控制無人機的圖片采集設備進行拍照，將所述無人機停落在坡面停機坪，給采集傳輸裝置的鋰電池充電，當所述高邊坡區域無移動網絡覆蓋，無人機獲取采集傳輸裝置儲存的歷史監測數據；當所述高邊坡區域有移動網絡覆蓋，采集傳輸裝置自動通過移動網絡實時將監測數據傳輸給監控分析中心；由于山區環境復雜，朝向、降雨、樹木遮擋都會造成所述太陽能集電裝置受光照不足，當太陽能集電裝置電量小于20%時，無人機降落到坡面停機坪通過無人機的微距電能發射模塊將電能傳輸到受電裝置中，實現給采集傳輸裝置的鋰電池充電；

流程3，設備維護：在進行流程2的同時，其他備用無人機放置在無人機移動站上進行充電、檢修；當流程2完畢后，收回流程2中使用的無人機進行設備維護，巡檢車進入下一個高邊坡，選擇備用無人機中的一臺重復流程2的工作，按照以上流程逐次完成區域內所有高邊坡的監控。