[发明专利]一种基于自动机巢的离岸常驻式海上风电无人机全自主巡检系统

说明书

本发明提供了一种基于自动机巢的离岸常驻式海上风电无人机全自主巡检系统，系统包括前端数据采集系统及后端数据管理及处理系统。所述前端数据采集系统包括前端无人机—自动机巢硬件平台及前端集控平台；所述前端无人机—自动机巢硬件平台与现有海上风电场风机良好结合，在接收前端集控平台所下达的指令后，可以实现海上风电机组外观的无人机自动起降、自动充换电、自动飞行以及自动巡检等功能。相较于现有海上风电人员出海的巡检方式，该系统真正实现了海上风电机组外观巡检的全自主化，降低了运维人员出海频次，提高了运维效率。

技术领域

本发明涉及海上结构物巡检领域，具体涉及一种基于自动机巢的离岸常驻式海上风电无人机全自主巡检系统。

背景技术

目前，海上风电机组外观巡检主要方式依旧是传统的人工巡检，依靠运维人员乘运维船到现场，通过使用高倍望远镜观察或者利用“蜘蛛人”高空绕行下降目测等手段进行机组外观巡检工作。这种人工巡检方式耗费人力严重，效率低下，且人员安全风险高。近年来，随着风电机组外观的无人机巡检逐步投入应用，无人机的应用大大降低了风电机组外观巡检的成本及安全风险，提高了巡检工作效率。

然而，当前阶段，海上风电无人机巡检的技术依旧不够成熟，存在较多缺陷：一是现有无人机巡检模式依旧依靠运维人员乘船到海上风电场进行现场放飞无人机，人员出海频次高，成本高，安全风险大，运维效率低；二是当前无人机巡检作业依靠人工操控飞行，可能存在人员操作失误、巡检路径规划不合理、无人机续航不足、数据采集半径小导致炸机等问题；三是数据回传受海上通讯网络限制，时效性及稳定性较差；四是缺陷识别受人工专业素质影响，准确性也需要进一步提高，且人工成本较高。

因此海上风电机组外观巡检迫切需要一种更加安全、高效的作业模式，以实现海上风电巡检的智能化，提升海上风电机组巡检效率。

发明内容

针对现有海上风电机组外观巡检技术的不足，本发明旨在提供一种基于自动机巢的离岸常驻式海上风电无人机全自主巡检系统，以解决现有技术中存在的自动化程度不高、运维效率低的问题，实现海上风电机组外观巡检的全智能化。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种基于自动机巢的离岸常驻式海上风电无人机全自主巡检系统，包括前端无人机—自动机巢硬件平台、前端集控平台系统及后端数据管理及处理系统；

所述前端无人机—自动机巢硬件平台长期部署在海上风电场中，用于执行海上风电机组外观巡检任务；

所述前端集控平台子系统用于前端硬件平台监测、巡检任务下发和巡检视频直播；

所述后端数据管理及处理子系统用于巡检图像数据的存储、管理、调阅及分析。

所述前端无人机—自动机巢硬件平台包括无人机自动机巢以及巡检无人机；所述前端集控平台系统包括硬件平台集控子系统；所述后端数据管理及处理系统包括风电机组外观巡检数据管理子系统及风机外观缺陷识别子系统；

所述无人机自动机巢用于巡检无人机的自动放飞、自动起降以及自动充换电；

所述巡检无人机用于海上风电机组以及海上升压站的外观巡检作业；

所述硬件平台集控子系统用于根据巡检任务向前端无人机—自动机巢硬件平台下发巡检任务、操控无人机及自动机巢、监测无人机及自动机巢运行状态并对巡检视频进行直播；

所述巡检数据管理子系统用于巡检图像数据的统一管理、分类存储、实时调阅；

所述风机外观缺陷识别子系统用于对巡检所获的风机叶片图像进行缺陷智能识别。

所述无人机自动机巢与海上风电机组相结合，布置在风机塔桶或机舱内，包括供电模块、主控模块、充换电池模块、起降平台模块、自动开闭塔桶或机舱门、差分GPS模块和通信模块；

所述供电模块由风机或者升压站内部电源供电；