一种多无人机协同的高速公路智能巡检系统

摘要

本发明公开一种多无人机协同的高速公路智能巡检系统，以多旋翼无人机为载体，同时结合航拍技术实现对高速公路全方位、零死角巡检，得到高速公路车速、车流量、道路占有率等多个交通状况参数信息，对高速公路违规车辆以及路况进行实时监测。同时采用GPS定位与图像处理相融合导航技术，将感兴趣区域展现在航拍中心。采用机器视觉应用控制理论实现无人机自主飞行，无需人员操作，实现远距离飞行。采用多旋翼无人机协调巡检，通过地面建立中转站，实现无人机全路段巡检。此外采用颜色识别，实现无人机精准降落，采用无线供电，方便便捷，利用太阳能电池板，能源绿色环保。采用无人机中转站保护装置最大程度保护无人机及无线充电等装置。

主权项

一种多无人机协同的高速公路智能巡检系统，其特征在于：包括地面控制站、地面中转站以及无人机；所述地面中转站为n个，n＞1，沿需巡检道路设置，在第1到第n‑1个中转站中放置一个无人机；地面中转站用来为无人机提供着陆平台；且可实现对无人机的充电，以及与无人机间的无线通信；地面中转站内具有颜色识别区域，作为无人机提供着陆点标识，利用无人机上安装的摄像头模块对颜色识别区域的颜色进行识别，实现无人机在地面中转站的精准降落；地面中转站还具有地面中转站保护装置，用来当各个无人机的GPS信号、IMU信号等状态参数正常后，通过无线通信将自身状态信息发送给地面中转站，此时由地面中转站启动无人机；所述无人机上安装有控制箱、摄像头模块；其中，控制箱内载有微处理器、AHRS模块、GPS模块、超声波避障模块、图传模块、电源管理模块与电机驱动模块；微处理器连接电机驱动模块、AHRS模块、GPS模块、超声波避障模块；微处理器用来实现对无人机的控制计算，实现各模块的信息融合；电机驱动模块用来实现对多旋翼无人机螺旋桨电机的驱动，同时通过接收微处理器的指令实现无人机螺旋桨电机不同的转速控制，从而实现对无人机运动的控制；AHRS模块用来获取无人机的角速度、加速度与磁数据信息，能够为飞行器提供航向，横滚和侧翻信息；GPS模块用来实现对无人机的精准定位；超声波避障模块用来在无人机飞行过程中，遇到障碍物时能自主避障；摄像头模块用来在无人机高速公路巡检的过程中，实时获取地面道路信息；图传模块用来将摄像头模块获取的地面道路信息传输给地面控制站；地面控制站与无人机间采用无线通信，对各个无人机航线信息规划；同时将各个无人机的航线信息分别发送至各个无人机上的微处理器；无人机利用得到的航线信息作为飞行的目标轨迹，各个无人机根据目标轨迹进行自主巡航；地面控制站还对无人机传输回来的道路信息进行实时处理，以及对地面中转站发送无人机着陆指令，由地面中转站控制无人机着陆。