一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统
专利汇可以提供一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种支持自动充电的循轨多旋翼 铁 路自动巡检系统，包括 太阳能 自动充电平台（19）、 云 端监控器（7）和具有循轨功能的多旋翼（1）。所述循轨多旋翼设置有 电压 检测模 块 （15）、数据通讯模块（14）、GPS模块（13）、 图像采集 处理器（12）和飞行 控制器 （11）。所述太阳能自动充电平台包括向日太阳能充电器（26）、备用充电器（25）、通讯模块（24）、检测充电模块（23）、定标升降平台（22）和开合保护箱（21）。所述云端监控器包括检测模块（9）和控 制模 块（8）。本 发明 解决了多旋翼续航能 力 差的问题，实现了多旋翼的自动化和遥控操作，使多旋翼在铁路上的应用更加的广泛和日常化。，下面是一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统专利的具体信息内容。
1.一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统，其特征在于，所述系统包括太阳能自动充电平台、云端监控器和具有循轨功能的多旋翼；所述系统通过预先在云端监控器上做出检测段的路径规划，利用GPS标注出检测段和该段内的监测点，在工作区域内，循轨多旋翼沿着铁轨定高循轨飞行，到达目标检测点时可自动检测或切换成人工模式，自动检测模式下循轨多旋翼自动拍摄现场画面及收集相关数据；人工模式下技术人员通过云端监控器控制循轨多旋翼进行目标区域的全方位高精度数据采集，完成该点作业后继续循轨飞行到下一个检测点进行检测，在循轨多旋翼的工作区段内有多个太阳能自动充电平台，循轨多旋翼在电量不足或需要迫降的情况下，向云端监控器发送降落请求，云端监控器通知前方最近的太阳能充电平台准备接收循轨多旋翼并回复循轨多旋翼允许在前方最近的太阳能充电平台降落，循轨多旋翼到达该充电平台上方后，引导降落进入太阳能充电平台，充电结束后可继续完成检测作业或待机。
2.根据权利要求1所述的一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统，其特征在于，所述循轨多旋翼设置有电压检测模块、数据通讯模块、GPS模块、图像采集处理器和飞行控制器；
所述循轨多旋翼上，电压检测模块用于检测航模锂电池的电量，并在电量低于阈值时向数据通信模块发生充电请求；数据通信模块与飞行控制器、电压检测模块和图像采集处理器连接，一方面用于云端监控器对飞行控制器的控制，另一方面用于循轨多旋翼向云端监控器上报飞行器自身状态信息，上传采集实时画面和检测信息；图像采集处理器由两个工业摄像头和ARM处理芯片构成，用于采集和处理图像信息，将飞行器底部摄像头拍摄的图像信息解算成控制信号并送入飞行控制器，将云台上的摄像头拍摄的航拍画面传输给通讯模块；飞行控制器用于控制循轨多旋翼的飞行状态。
3.根据权利要求1所述的一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统，其特征在于，所述太阳能自动充电平台包括向日太阳能充电器、备用充电器、通讯模块、检测充电模块、定标升降平台和开合保护箱；
所述太阳能充电器是由太阳能板和向日机械臂构成，用于储存电量给多旋翼充电；备用充电器直接连接220V交流电的稳压模块，用于太阳能充电器储存能量不足时给循轨多旋翼充电；通讯模块接收云端监控器的指令；检测充电模块检测停靠的循轨多旋翼电量并决定是否进行电量补给；定标升降台由中心对称指示图像和升降平台组成，用于循轨多旋翼的指示降落或升起；开合保护箱是由开合盖和保护箱组成，给循轨多旋翼提供一个安全的充电环境。
4.根据权利要求1所述的一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统，其特征在于，所述云端监控器包括检测模块和控制模块；所述云端监控器的控制模块是用于控制循轨多旋翼的不同工作状态，并且可以人工操控循轨多旋翼的飞行；监测模块用于显示循轨多旋翼的飞行状态信息、电量显示和展示所拍摄的图像或视频画面。
5.根据权利要求2所述的一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统，其特征在于，所述循轨多旋翼的循轨定高飞行是由循轨部分和定高部分配合完成，其中循轨部分的步骤由铁轨的图像采集和处理、飞行器循轨定高飞行两步完成；多旋翼底部的工业摄像头拍摄铁轨的图像数据通过图像采集处理器利用基于先验的经纬互补算法处理后，把铁轨的图像数据处理成控制信号，再将控制信号传输到飞行控制器，控制循轨多旋翼的姿态飞行，让循轨多旋翼循轨飞行；在低空时，利用超声波完成定高，在高空时，利用气压计和加速度计通过数据融合完成定高；在整个飞行过程中，数据通讯模块把循轨多旋翼状态信息和拍摄的图像信息传输给云端监控器的监测模块。
6.根据权利要求2所述的一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统，其特征在于，所述循轨多旋翼在到达检测位置时，循轨多旋翼可以在根据检测点的检测难度选择自动巡检或人工检测，人工检测是云端监控器控制模块通过数据通讯模块控制飞行控制器的姿态飞行和图像采集实现的。
7.根据权利要求2所述的一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统，其特征在于，所述循轨多旋翼的定标起降是由定标图像采集和处理、飞行器起降分两个步骤完成，多旋翼底部的摄像头采集定标指示图案并把图像数据通过图像采集处理器利用自行研发的逐级引导图像算法处理后，把定标图像处理为控制信号，再将控制信号传输到飞行控制器，控制循轨多旋翼的起降，从而达到循轨多旋翼精准定位降落。
8.根据权利要求4所述的一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统，其特征在于，所述云端监控器根据巡检区域规划检测区段和检测点，检测时间，为循轨多旋翼做好检测前的路径规划，实现循轨多旋翼的自动巡检；云端监控器实时监控循轨多旋翼的状态和巡检信息；循轨多旋翼可以在自动巡检和人工操作间任意切换。
一种支持自动充电的循轨多旋翼铁路自动巡检系统
技术领域
背景技术
发明内容
图5为本发明太阳能自动充电平台结构示意图；图6为本发明的检测区域图；
图中，1为循轨多旋翼；2为桥跨结构；3为桥梁支架和桥体结合部；4为桥面；5为桥梁支架；6为桥墩；7为云端控制器；8为控制模块；9为检测模块；10为检测点；11为飞行控制器；12为图像采集模块；13为GPS模块；14为数据通讯模块；15为电压检测模块；16为第一工业摄像头；17为第二工业摄像头；18为铁轨；19为太阳能自动充电平台；20为向日机械臂；21为开合保护箱；22为定标升降平台；23为检测充电模块；24为通讯模块；25为备用充电器；26为向日太阳能充电器；27为定标指示图案；28为太阳能板。
具体实施方式
15和图像采集处理器12连接，一方面用于云端监控器7对飞行控制器11的控制，另一方面用于循轨多旋翼1向云端监控器7上报飞行器自身状态信息，上传采集实时画面和检测信号；
图像采集处理模块12由第一工业摄像头16第二工业摄像头17和处理芯片构成，用于采集和处理图像信息并把图像和信息传输给数据通讯模块14；飞行控制器11是用于控制循轨多旋翼的飞行状态。向日太阳能充电器26是由太阳能板28和向日机械臂20构成，用于储存能量给循轨多旋翼1充电；备用充电器25是直接连接220V交流电的稳压模块，用于太阳能板28储存能量不足时给循轨多旋翼1充电；通讯模块24接收云端监控器7的指令；检测充电模块23检测循轨多旋翼1电量并决定是否进行电量补给；定标升降台22由中心对称指示图像27和升降平台组成，用于循轨多旋翼1的指示降落；开合保护箱21是给循轨多旋翼1提供一个安全的充电环境。云端监控器7的控制模块8是用于人工操控循轨多旋翼1的飞行姿态；检测模块9是显示循轨多旋翼1的飞行状态和展示所拍摄的图像或视频画面。
15检测电源电量，电量足就继续检测任务，电量不足发送信号给数据通讯模块14给云端监控器7，云端监控器7给太阳能充电平台19的通讯模块，向日机械臂20把太阳能板28侧收，开合保护箱21的开合盖打开，定标升降平台22升起，循轨多旋翼1的工业第一摄像头16拍摄定标指示图案27传输到图像采集和处理器12中通过算法处理，把定标指示图像27处理为控制信号，再来控制循轨多旋翼的精准降落，循轨多旋翼1停稳后，定标升降平台22降下，检测充电模块23对循轨多旋翼1进行电量检测，并对其进行充电，开合保护箱21的开合盖闭合，循轨多旋翼1在内部充电，等充电完成后，电压检测模块15检测循轨多旋翼1电量已满，开合保护箱21的开合保护盖打开，定标升降平台22升起，通讯模,24向云端监控器7发送信号，云端监控器7控制多旋翼1起飞，飞离后，定标升降平台22降下，开合保护箱21的开合盖闭合，机械臂20把太阳能板28支起。循轨多旋翼1开始下一个巡检过程，太阳能充电平台20进行太阳能采集。在有特殊情况或恶劣天气下，循轨多旋翼1也会降落在太阳能充电平台20。循轨多旋翼检测区域如图6所示。
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