[发明专利]一种无人机排水管道测绘巡线系统及其巡线方法

权利要求书

1.一种无人机排水管道测绘巡线系统，包括室内定位系统(1)、无人机(2)和检查井安装基站(7)，其特征在于：所述室内定位系统(1)的下方设置有管道(8)，所述管道(8)远离室内定位系统(1)的一侧设置有检查井安装基站(7)，所述室内定位系统(1)的左侧设置有无人机(2)，所述无人机(2)的一侧设置有摄像头(3)，且无人机(2)的另一侧设置有探测装置(6)，所述摄像头(3)靠近探测装置(6)的一侧设置有激光传感器(4)，所述激光传感器(4)远离摄像头(3)的一侧设置有超声波避障系统(5)。

2.根据权利要求1所述的一种无人机排水管道测绘巡线系统，其特征在于：所述无人机(2)的起飞重量为300-500g，所述无人机(2)的对角线距离为170-200mm。

3.根据权利要求1所述的一种无人机排水管道测绘巡线系统，其特征在于：所述摄像头(3)的有效像素1000-1200万，所述摄像头(3)的电子快门速度2/8000-1/8000秒。

4.根据权利要求1所述的一种无人机排水管道测绘巡线系统，其特征在于：所述无人机(2)悬停精度垂直方向±0.1-0.5m，所述无人机(2)悬停精度水平方向±0.3-1.5m。

5.根据权利要求1所述的一种无人机排水管道测绘巡线系统，其特征在于：所述超声波避障系统(5)的障碍物感知范围为0.2-0.5m。

6.根据权利要求1所述的一种无人机排水管道测绘巡线系统，其特征在于：所述无人机(2)与摄像头(3)、无人机(2)与激光传感器(4)、无人机(2)与超声波避障系统(5)以及无人机(2)与探测装置(6)之间均通过固定件可拆卸连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种无人机排水管道测绘巡线系统的巡线方法，其特征在于,主要包括以下步骤：

(1)寻找无人机：无人机(2)起飞重量300-500g，对角线距离170-200mm；

(2)设备配置：无人机(2)上分别安装摄像头(3)、激光传感器(4)、超声波避障系统(5)和探测装置(6)，并且在管道(8)的检查井中安装基站，摄像头(3)的有效像素1000-1200万，电子快门速度2/8000-1/8000秒，激光传感器(4)由激光器、激光检测器和测量电路组成，探测装置(6)由液压传感器和控制器等组成；

(3)无人机放置：把无人机(2)放到管道(8)中；

(4)超声波避障：在管道(8)内运行过程中，利用超声波投射技术判断障碍物的位置，障碍物感知范围为0.2-0.5m，自动飞行，可避开障碍物，遇到管道(8)淤积可以自动返航；

(5)管道信息测绘：利用无人机(2)上的摄像头(3)采集管道(8)破损和淤积图像，激光传感器(4)采用激光技术对管道(8)的尺寸进行测量，利用定位系统测定管道(8)的坐标，从而实现管道(8)信息的测绘；

(6)管道信息巡线：由于无人机(2)悬停精度垂直方向±0.1-0.5m，水平方向±0.3-1.5m，利用探测装置(6)和遗传优化算法自动搜索所有管道(8)，即探测出哪些管道(8)是相通的，自动得出管网的拓扑结构并生成三维管网；

(7)无线通讯：利用室内定位系统(1)，采用无线通讯技术进行定位，检查井安装基站(7)实现无线通讯，利用无人机卫星定位模块对无人机(2)定位，追踪路线，从而实现排水管道(8)测绘和巡线。

8.根据权利要求7所述的一种无人机排水管道测绘巡线系统的巡线方法，其特征在于,所述遗传优化算法用于指导无人机(2)搜索所有没有飞过的管道(8)。

9.根据权利要求7所述的一种无人机排水管道测绘巡线系统的巡线方法，其特征在于,所述无人机(2)的起飞重量300-500g，所述无人机(2)的对角线距离170-200mm；所述摄像头(3)的有效像素1000-1200万，所述摄像头(3)的电子快门速度2/8000-1/8000秒；所述无人机(2)悬停精度垂直方向±0.1-0.5m，所述无人机(2)悬停精度水平方向±0.3-1.5m；所述超声波避障系统(5)的障碍物感知范围为0.2-0.5m；所述无人机(2)与摄像头(3)、无人机(2)与激光传感器(4)、无人机(2)与超声波避障系统(5)以及无人机(2)与探测装置(6)之间均通过固定件可拆卸连接。