[发明专利]基于5G的电力巡检无人机实时通讯与远程控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于5G的电力巡检无人机实时通讯与远程控制系统及方法，利用无人机搭载云台相机与5G模块，搭建PC端地面站，通过MQTT协议连接命令与信号通讯服务器传输控制参数与状态数据，通过RTSP协议连接视频数据传输服务器传输视频流，实现远程无人机实时通讯与控制以及视频传输。本发明能够克服传统无人机巡检通讯距离有限、视频传输延迟高的缺点，实现超远程、低延时的电力巡检无人机实时通讯与远程控制。

技术领域

本发明属于电网无人机智能巡检领域，具体涉及一种基于5G的电力巡检无人机实时通讯与远程控制系统及方法。

背景技术

无人机应用日益广泛，例如在巡检勘检方面，运用无人机技术就可以很好地替代人工进行电网的巡检。由于无人机可以在三维空间中自由运动，具有灵活度和精确度高的特点，使用无人机代替人工巡检可以大幅度的提高工作的效率，特别是在一些地形复杂、环境恶劣的作业场所。同时，使用无人机巡检也可以很大程度地降低人工作业的安全隐患，并且可以进一步地扩大作业范围，保证巡检范围。

传统无人机控制和通讯方式基于飞机自身数据传输模块，使用公共频段进行无线电通信，传输距离一般在5km内，并且多为一对一、点对点的传输模式，远程化、智能化、协同化能力均受到制约；现阶段的网联无人机通过4G蜂窝移动网络连接，无法满足特定场景应用所要求的高速率和低延迟，并且由于传输速率受限，远程检验图像传输延迟较大，而且由于无人机控制更新速率要求较高，基于4G的网联无人机无法满足对无人机的远程控制调度要求。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于5G的电力巡检无人机实时通讯与远程控制系统及方法，可提供长距离、低延时、高清晰度的无人机远程巡检。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于5G的电力巡检无人机实时通讯与远程控制系统，其特征在于，包括：RC遥控器、PC地面端、命令与信号通讯服务器、视频数据传输服务器、机载端以及无人机；所述PC地面端接收RC遥控器的控制信号，并通过路由器与命令与信号通讯服务器以及视频数据传输服务器进行通信；所述机载端通过SDK与无人机进行通信，机载端通过5G模块与命令与信号通讯服务器以及视频数据传输服务器进行通信。

进一步地，本发明还提出了一种基于5G的电力巡检无人机实时通讯与远程控制方法，采用了如上所述的电力巡检无人机实时通讯与远程控制系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1：无人机起飞前，用户通过PC地面端连接命令与信号通讯服务器和视频数据传输服务器，命令与信号通讯服务器和视频数据传输服务器通过5G网络调度算法，对网络资源进行调度与分配；

S2：无人机执行电力巡检任务前，选择巡检模式，当有任务航路点时，无人机进入航路点巡检模式；当没有任务航路点时，无人机进入遥控巡检模式；

S3：在巡检过程中，无人机将自身状态信息返回至PC地面端显示；

S4：无人机将云台相机采集到的视频图像返回至PC地面端显示。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤S1中通过5G网络调度算法，对网络资源进行调度与分配，具体如下：

S11：对当前5G网络传输系统进行建模，并进行虚拟网络功能分析：

定义服务功能链集合S，对于每个服务功能链s_i，i∈[1，S]，具有流量需要以固定顺序通过的虚拟网络功能；F_i，i∈[1，S]为服务功能链s_i中虚拟网络功能的集合；f_ij表示服务功能链s_i中的第j个虚拟网络功能；