[發明專利]一種固定翼無人機多模態信號中繼組網協同巡檢方法

在審

• 申請號: 202110672657.2
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113342042A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 陰酉龍;劉華;劉君;嚴波;操松元;許家文;劉小雙;雷家杰;黃瑤群;檀浩;鄭子杰;譚敏哲;李多雄;饒輝
• 申請（專利權）人: 安徽送變電工程有限公司;安徽優航遙感信息技術有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;B64C39/02;B64F1/00;H04B7/185
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

本發明公開了一種固定翼無人機多模態信號中繼組網協同巡檢方法，包括固定翼無人機、固定翼無人機機場，還設有中控室、若干個中繼基站，中控室控制固定翼無人機工作，若干個中繼基站相互之間建立自組網，固定翼無人機、固定翼無人機機場以及中繼基站之間通過無線通信模塊實時保持通信。本發明通過鐵塔搭載的中繼基站，實現固定翼無人機中繼作業電力巡檢，解決了現存電力巡檢過程中，由于電網范圍廣、地理位置間存在障礙物導致等信息傳遞失敗等問題，增加了無線信號的傳輸距離，滿足固定翼無人機巡檢過程可視化，便于運維人員及時發現線路隱患以及通過中繼作業拓寬巡檢范圍，大大提高了固定翼無人機的作業效率。

技術領域：

本發明涉及電力巡檢研究領域，特別涉及一種固定翼無人機多模態信號中繼組網協同巡檢方法。

背景技術：

隨著輸電網規模持續穩定增長，輸電線路運檢隊伍長期總量缺員和結構性缺員并存的嚴峻局面，傳統的人工巡檢方式存在巡視范圍不全面、質量不高、效率低，以及特殊地形和氣象條件下巡視困難等問題，無法滿足電網高可靠性的要求。隨著無人機的逐漸進入大眾的視野，廣泛應用于電力巡檢，無人機巡檢作業規模也將隨著持續增長，對機巡業務發展提出新的挑戰。但是由于輸電線路地形錯綜復雜分布廣泛，在無人機電力巡檢過程中，電網跨越的范圍廣闊且地形復雜，而無人機信號傳輸距離有限，且射頻通道間經常會有障礙物阻礙數據傳輸，會使數據傳輸無法正常工作，無人機電力巡檢過程中，對巡檢無人機增加了許多難度。

按照無人機的飛行原理和結構可以大致分為多旋翼無人機和固定翼無人機兩大類，其中固定翼無人機在無人機領域種占有很大的比重。垂直起降固定翼無人機起降范圍小，對場地要求低，滯空時間長，巡視范圍廣。對于大范圍的輸電線路通道及其周圍環境可進行不間斷、高精度的巡視，對于山火密集通道具有多旋翼無人機無可比擬的優點，同時對外破壞檢測和應急飛行也具有很強有力的技術優勢。而在地理位置間有障礙物的情況下固定翼無人機作業的巡檢范圍經常不能滿足無人機電力巡檢的需求。

發明內容：

為了彌補現有技術問題，本發明的目的是提供一種固定翼無人機多模態信號中繼組網協同巡檢方法，通過鐵塔搭載的中繼基站，實現固定翼無人機中繼作業電力巡檢，解決了現存電力巡檢過程中，由于電網范圍廣、地理位置間存在障礙物導致等信息傳遞失敗等問題，增加了無線信號的傳輸距離，滿足固定翼無人機巡檢過程可視化，便于運維人員及時發現線路隱患以及通過中繼作業拓寬巡檢范圍，大大提高了固定翼無人機的作業效率。

本發明的技術方案如下：

一種固定翼無人機多模態信號中繼組網協同巡檢方法，包括固定翼無人機、固定翼無人機機場，其特征在于，還設有中控室、若干個中繼基站，所述中控室控制固定翼無人機工作，所述若干個中繼基站相互之間建立自組網，并通過算法實現中繼網路，所述的固定翼無人機巡航與固定翼無人機機場以及中繼基站之間通過無線通信模塊和算法實時保持通信，

所述算法如下：假設S_k是來自k^th源的信號，而k^th源和r^th中繼之間的通道是h_r,k，那么由y_r中繼節點接收的信號r^th給出如下：

其中r＝1,2,...,R和v_r在r^th中繼基站為加性高斯白噪聲，則R中繼接收的信號可以附加到一個向量中，如：

其中y＝[y₁,y₂,...,y_R]^T，h_k＝[h_1,k,h_2,k,...,h_R,k]^T和v＝[v₁,v₂,...v_R]^T，將接收到的信號乘以一組復雜的權重，并轉換為：