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信成未来科技研发成功中控式无人机巡检系统

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发表于 2020-1-6 17:11:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
目前国内无人机巡检方案基本均采用“点对点”的巡检模式,即采用多旋翼无人机加地面飞手遥控的模式。硬件上一般由无人机加地面车载终端组成孤立的节点。巡检的时间规划及路径规划需临时决策,采集到的数据存储在封闭的本地设备之中。

上述解决方案经过实际落地运行一段时间后,一定程度上解决了巡检的一些需求。但是经过实际市场反馈上述方案仍然存在三大痛点:

(1)巡检的控制调度过程过于迟缓,对于突发状况反应速度太慢;
目前的无人机巡检方案大多是点对点模式,为每台无人机配置一个地面终端,每台无人机终端各自独立,由地面的飞手进行任务的调度与决策。这种方法最大问题在于独立的任务缺乏一个集中的决策指令与调度控制,导致常常在巡检中出现群龙无首的混乱局面。

(2)巡检的范围依旧受限,覆盖面积不够;
目前的无人机巡检方案大多是使用旋翼式无人机加地面无人机终端的组合模式。受通信体制的限制,地面通信网络(如4G、WiFi等)无法适用于无人机测控领域。用于无人机测控的信道模式有卫星通信模式和电台通信模式。市场上大多数无人机都采用电台通信模式,无人机通过无线电台与控制台连接,其缺点是通信距离受限,一般不超过30公里,不能满足中远距离无人机的测控。少部分无人机采用卫星通信模式,无人机携带卫星终端,通过卫星信道直接连接控制台,其缺点是需要无人机本身携带卫星终端,成本高昂。另外,大部分卫星终端体积大、重量大,需占用无人机的有限载荷量;极少数卫星终端虽然体积较小,但是其码速率低,不能满足图传需求。

(3)数据的利用效率十分低,没有可靠的数据分析结果支撑。
目前的无人机巡检方案采集到的数据一般都会存储在封闭的地面终端中。事后如果有进行巡检复盘或者录像回看的需求,由于数据没有进行统一的存储,过程往往十分繁琐。而且目前没有有效的数据分析方案。

为解决过去无人机巡检所存在上述问题,北京信成未来科技有限公司研发成功了国内首款适用于大范围巡检业务的中控式无人机巡检系统,可以完美解决以上提出的问题,极大程度提升巡检的工作质量和工作效率,最大程度节省巡检的成本。增强对系统整体的控制权,缩短发生突发情况时的响应时间,提供最大的安全保障。对采集到的数据进行系统的管理与分析,提供强力的数据保障基础。
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图 1 无人机巡检系统组成
      本系统拥有三大核心模块:
(1)指控云平台
(2)通信系统
(3)无人机系统

指控云平台解决了传统解决方案中点对点模式存在的问题。指控云平台可以同时接入多架无人机并对每一架无人机进行实时遥测、遥控和高清视频查看。可以在指控云平台遥测每一架无人机的状态并实时返回具体信息进行查看,预测危险情况的发生。可以在指控云平台同时监视每一台无人机的巡检画面并向无人机上注临时任务,临时任务结束后无人机可继续执行原任务。

控制中心可以通过指控云平台对无人机进行统一管理,无人机与控制中心之间采用了两种方式进行通信:1) 在无基础设施的场景可以使用中继卫星进行通信;2) 在地面基础设施良好的场景可以使用Mesh基站进行通信。上述两种通信方法均解决了目前传统模式下无人机测控范围过小的问题,同时使无人机在飞行过程中能够选择最合适的基站进行通信。
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图 2 利用卫星传输无人机信号
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图 3 利用公网传输无人机信号
为了解决传统方案中数据分散难以查看的短板,公司引入大数据云平台作为数据存储和分析的基础平台。无人机不仅飞行前可进行任务规划和飞行模拟,飞行中还可实现实时遥控、数传图传、跟踪定位等功能,并将每一次飞行的详细信息包括无人机的各项数据信息、飞行航迹、监控视频、日志等储存在平台中,以实现飞行后的遥测数据分析、飞行时间统计、故障率统计、航迹重演等功能。

为适应大范围巡检的需求,公司在无人机设计构型上采用复合翼构型无人机。此构型的无人机既具备多旋翼无人机垂直起降的优点,又同时具备了固定翼无人机的长续航,低噪音,可滑翔等优势,十分契合大范围无人机巡检所提出的需求。

公司提出的无人机大范围巡检方案解决了目前市面上通用的解决方案中存在的三大痛点。在能效提升和经济性之间取得了很好的平衡。可以有效减少在专业飞手上的投资。系统安全性相较于传统方法也得到了很大的提升。实现了真正的无人大范围巡检。并提供了可靠有效的数据管理和分析系统。

本方案尤其适用于固定区域上的大范围无人机巡检。例如油田巡检,森林巡检,环保巡检,河道巡检,安防巡逻,边防巡逻等业务场景。
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图 4 典型应用场景


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