基于无人机、无人船联动的海上风机巡检方法以及系统与流程

1.本发明属于海上风机巡检技术领域，具体涉及一种基于无人机、无人船联动的海上风机巡检方法以及系统。


背景技术：

2.海上风电场是指水深10米左右的近海风电。与陆上风电场相比，海上风电场的优点主要是不占用土地资源，基本不受地形地貌影响，风速更高，风能资源更丰富，风电机组单机容量更大(3～5兆瓦)，年利用小时数更高。由于海上丰富的风能资源和当今技术的可行性，海洋将成为一个迅速发展的风电市场，随着海上风电场技术的发展成熟，风电必将会成为未来可持续发展的重要能源来源。
3.海上风力发电厂，是利用海上风力资源发电的新型发电厂。截至2010年底，全球已建成43个海上风电场，安装了1339台风电机组，总容量366.6万千瓦。数据显示2010年，全球海上风电新增装机144.4万千瓦，同比增长110％，占全球风电新增装机的3.7％，主要分布在欧洲的英国、丹麦、比利时和德国。其中：英国2010年海上新增装机92.5万千瓦；德国近两年采用5兆瓦和6兆瓦大型风电机组建设海上风电场。欧洲之外，中国上海东海大桥近海风电与江苏如东潮间带两个海上风电项目并网发电。
4.随着海上风电场的大规模建设，风电设备的巡检维护等工作也变得繁重，目前海上风机的巡检往往依靠巡检人员坐船将无人机送至风机附近，然后控制无人机起飞进行巡检，由于海上的特殊环境，无人机在执行完当前风机的巡检任务之后，船只的位置会发生变化，需要无人机重新寻找无人船的位置、重新规划航线然后进行降落，此种方式耗费算力导致巡检效率低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于无人机、无人船联动的海上风机巡检方法以及系统，以至少解决现有海上风机巡检方案中，无人机巡检之后要重新规划返航降落路线，导致巡检效率低的技术问题。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.根据本发明的第一方面，提供了一种基于无人机、无人船联动的海上风机巡检方法，所述无人船设置有机库，该方法包括：
8.无人船获取海上风机巡检指令，其中，所述无人船设置有机库，所述无人机能够存放在机库内，所述海上风机巡检指令至少包括无人机的起飞坐标；
9.在所述无人船达到所述起飞坐标后，无人机从所述起飞坐标起飞并执行巡检任务；
10.获取无人船实时漂浮位置的波浪阻力参数；
11.在无人机起飞之后，根据所述波浪阻力参数实时调节所述无人船的实时漂浮位置。
12.作为本发明在其他的一些实施例中一种方案，还包括步骤：
13.获取无人船的实时漂浮位置处的气象信息；
14.根据所述气象信息对所述无人机的巡检策略进行动态调整，其中，所述无人机的巡检策略至少包括所述无人机的返航时刻。
15.作为本发明在其他的一些实施例中一种方案，所述根据所述气象信息对所述无人机的巡检策略进行动态调整的步骤，具体包括：
16.基于所述气象信息以及所述无人机的剩余电量对无人机的巡检策略进行动态调整，其中，所述气象信息用于表征：雾滴的浓度、降雨的强度以及风速中的一种或多种。
17.作为本发明在其他的一些实施例中一种方案，所述根据所述波浪阻力参数实时调节所述无人船的所述实时漂浮位置的步骤，具体包括：
18.生成位置调整指令；
19.所述无人船的动力设备获取所述位置调整指令并执行，使得所述无人船的实时漂浮位置与所述起飞坐标保持在预设范围之内。
20.作为本发明在其他的一些实施例中一种方案，所述波浪阻力参数包括：所述无人船受到的阻力大小和/或阻力方向。
21.作为本发明在其他的一些实施例中一种方案，所述无人船设置有用于向所述机库的充电底座进行充电的燃油发电机。
22.根据本发明的第二方面，提供了一种基于无人机、无人船联动的海上风机巡检系统，所述系统包括：
23.无人机，预先存放于机库内；
24.服务端，用于向无人船发送海上风机巡检指令，所述海上风机巡检指令至少包括无人机的起飞坐标；
25.无人船，设置有所述机库；
26.所述无人船，用于与所述服务端建立通信关系，在达到所述起飞坐标的情况下，控制所述机库启动，使得所述无人机在所述起飞坐标处从所述机库起飞并且执行巡检任务。
27.作为本发明在其他的一些实施例中一种方案，所述服务端还用于接收到所述服务端发送的无人船实时漂浮位置的波浪阻力参数，并且根据波浪阻力参数生成无人船的位置调整指令。
28.作为本发明在其他的一些实施例中一种方案，所述无人船包括动力设备，所述动力设备用于接收并且执行所述服务端发送的位置调节指令，使得所述无人船的实时漂浮位置与所述起飞坐标保持在预设范围之内。
29.作为本发明在其他的一些实施例中一种方案，所述无人船设置有燃油发电机，所述燃油发电机用于向所述机库的充电底座进行充电。
30.与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
31.本发明提供了一种基于无人机、无人船联动的海上风机巡检方法以及系统，该方法包括：向无人船发送海上风机巡检指令，其中，所述海上风机巡检指令至少包括无人机的起飞坐标；在所述无人船达到所述起飞坐标的情况下，控制所述机库启动，使得无人机从所述起飞坐标起飞并且执行巡检任务；获取无人船发送的无人船实时漂浮位置的波浪阻力参数；根据所述波浪阻力参数实时调节所述无人船的所述实时漂浮位置。通过上述方法，能够
实现无人船在无人机起飞巡检之后，保持在相对静止的坐标区间之内，当无人机完成巡检任务返航之后，不需要重新规划返航降落路线，提升了了巡检效率。
附图说明
32.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
33.图1为本发明实施例基于无人机、无人船联动的海上风机巡检方法的流程图；
34.图2为本发明实施例中实时调节无人船实时漂浮位置方法示意图。
35.图3为本发明实施例基于无人机、无人船联动的海上风机巡检系统的示意图。
具体实施方式
36.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本技术所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
38.实施例1
39.如图1所示，本发明实施例1提供了一种基于无人机、无人船联动的海上风机巡检方法，所述无人船设置有机库，所述方法包括：
40.步骤s1，向无人船发送海上风机巡检指令，其中，所述海上风机巡检指令至少包括无人机的起飞坐标。
41.作为上述内容的一种具体示例，本方案可以通过服务端来向无人船的控制器发送风机巡检指令，在风机巡检指令明确有无人机的起飞坐标(经纬坐标)，无人机可以从上述起飞坐标起飞之后进行风机的巡检。
42.步骤s2，无人船接收海上风机巡检指令后，开往所述起飞坐标，在所述无人船达到所述起飞坐标的情况下，控制所述机库启动，使得无人机从所述起飞坐标起飞并且执行巡检任务。
43.作为上述内容的一种具体示例，无人船根据上述风机巡检指令控制动力设备工作，并且到达上述起飞坐标处，然后控制机库启动打开，无人机则从机库中起飞。
44.步骤s3，获取无人船发送的无人船实时漂浮位置的波浪阻力参数。
45.作为上述内容的一种具体示例，本方案可以通过无人船上设置的传感器来获取无人船实时漂浮位置的波浪阻力参数，这里需要说明的是，因为海上往往伴随有波浪，在无人船处于漂浮的状态时，上述波浪会度无人船产生阻力，并且改变无人船的漂浮位置。
46.步骤s4，无人机起飞之后，根据所述波浪阻力参数实时调节所述无人船的所述实时漂浮位置。
47.这里需要说明的是，为了保证无人船的位置保持不变，从而让无人机在执行完巡检任务快速的找到无人船从而降落在机库，本方案可以根据无人船所受到的波浪阻力参数实时调节无人船实时漂浮位置，从而使得无人船的实时漂浮位置处于可预计的范围内，无
人机执行完巡检任务之后，无需重新再去寻找船只的位置，只需要按照原来的巡检航线返航降落即可。因此本方案解决了现有海上风机巡检方案中，无人机巡检之后要重新规划返航降落路线，导致巡检效率低的技术问题。
48.如图2所示，根据所述波浪阻力参数实时调节所述无人船的所述实时漂浮位置的步骤，具体包括：
49.步骤s41，生成位置调整指令。
50.步骤s42，将所述位置调整指令发送至所述无人船的动力设备，其中，所述无人船的动力设备执行所述位置调整指令，使得所述无人船的实时漂浮位置与所述起飞坐标保持在预设范围之内。
51.在其他的一些实施例中，所述波浪阻力参数包括：所述无人船受到的阻力大小和/或阻力方向。
52.作为上述内容的一种具体示例，本方案可以根据无人船受到的阻力大小和/或阻力方向控制无人船的动力设备，即生成一个阻力的反作用力，使得无人船实时漂浮位置与所述起飞坐标保持在预设范围之内，这样无人机在执行完巡检任务可以根据原来的巡检路线进行返航降落。
53.在其他的一些实施例中，所述方法还包括：
54.步骤s5，获取无人船的实时漂浮位置处的气象信息。
55.步骤s6，根据所述气象信息对所述无人机的巡检策略进行动态调整，其中，所述无人机的巡检策略至少包括所述无人机的返航时刻。
56.作为上述内容的一种具体示例，本方案可以和气象站服务器建立通信关系，并且获取无人船所处位置的实时的气象信息，并且根据气象信息对无人机的巡检策略进行动态的的调整。
57.这里需要说明的是，海上环境多变，有时候遭遇到突然的大风、大雨或者大雾，无人机继续巡检会导致危险，因此，本方案可以实时获取气象信息然后，根据气象信息来控制无人机即时返航，即在本实施例中，在根据气象信息发现不在具有继续巡检的条件时，本方案可以调整巡检策略，控制无人机立即进行返航。
58.在其他的一些实施例中，步骤s6根据所述气象信息对所述无人机的巡检策略进行动态调整，包括：
59.步骤s61，基于所述气象信息以及所述无人机的剩余电量对无人机的巡检策略进行动态调整，其中，所述气象信息用于表征：雾滴的浓度、降雨的强度以及风速中的一项或者多项。
60.作为上述内容的一种具体示例，本实施例还可以综合无人机剩余电量以及气象信息这两个因素从而对无人机的巡检策略进行动态调整，比如，在无人机的电量充足的情况下，而且当地气象较好的情况下，本方案可以控制无人机在进行叶片拍摄的时候以慢速进行飞行，以在安全的基础上获得高质量的叶片图片，从而完成叶片的巡检工作。
61.在其他的一些实施例中，所述无人船设置有燃油发电机，所述燃油发电机用于向所述机库的充电底座进行充电。
62.作为上述内容的一种具体示例，在本方案中，无人船上可以设置有燃油发电机，在通过气象信息比较好的情况下，无人机往往要连续进行多个风机的巡检，此时为了保障无
人机电量的充足，本方案可以通过无人船上设置的燃油发电机进行发电，以对机库的充电底座进行充电，无人机在返航降落在机库的时候可以进行充电。
63.实施例2
64.如图3所示，本发明实施例2基于与实施例1相同的发明构思，提供了一种基于无人机、无人船联动的海上风机巡检系统，该系统包括：
65.无人机20，预先存放于机库内；
66.服务端22，用于向无人船发送海上风机巡检指令，所述海上风机巡检指令至少包括无人机的起飞坐标；
67.无人船24，与所述服务端建立通信关系，所述无人船设置有所述机库240，所述无人船，用于在达到所述起飞坐标的情况下，控制所述机库启动，使得所述无人机在所述起飞坐标处从所述机库起飞并且执行巡检任务。
68.作为上述内容的一种具体示例，本方案可以通过服务端来向无人船的控制器发送风机巡检指令，在风机巡检指令明确有无人机的起飞坐标(经纬坐标)，无人机可以从上述起飞坐标起飞之后进行风机的巡检。无人船根据上述风机巡检指令控制动力设备工作，并且到达上述起飞坐标处，然后控制机库启动打开，无人机则从机库中起飞。本方案可以通过无人船上设置的传感器来获取无人船实时漂浮位置的波浪阻力参数，这里需要说明的是，因为海上往往伴随有波浪，在无人船处于漂浮的状态时，上述波浪会度无人船产生阻力，并且改变无人船的漂浮位置。
69.这里需要说明的是，为了保证无人船的位置保持不变，从而让无人机在执行完巡检任务快速的找到无人船从而降落在机库，本方案可以根据无人船所受到的波浪阻力参数实时调节无人船实时漂浮位置，从而使得无人船的实时漂浮位置处于可预计的范围内，无人机执行完巡检任务之后，无需重新再去寻找船只的位置，只需要按照原来的巡检航线返航降落即可。因此本方案解决了现有海上风机巡检方案中，无人机巡检之后要重新规划返航降落路线，导致巡检效率低的技术问题。
70.在其他的一些实施例中，所述服务端还用于接收到所述服务端发送的无人船实时漂浮位置的波浪阻力参数，并且根据波浪阻力参数生成无人船的位置调整指令。
71.在其他的一些实施例中，所述无人船包括动力设备，所述动力设备用于接收并且执行所述服务端发送的位置调节指令，使得所述无人船的实时漂浮位置与所述起飞坐标保持在预设范围之内。
72.作为上述内容的一种具体示例，本方案可以根据无人船受到的阻力大小和/或阻力方向控制无人船的动力设备，即生成一个阻力的反作用力，使得无人船实时漂浮位置与所述起飞坐标保持在预设范围之内，这样无人机在执行完巡检任务可以根据原来的巡检路线进行返航降落。
73.在其他的一些实施例中，所述无人船设置有燃油发电机，所述燃油发电机用于向所述机库的充电底座进行充电。
74.作为上述内容的一种具体示例，在本方案中，无人船上可以设置有燃油发电机，在通过气象信息比较好的情况下，无人机往往要连续进行多个风机的巡检，此时为了保障无人机电量的充足，本方案可以通过无人船上设置的燃油发电机进行发电，以对机库的充电底座进行充电，无人机在返航降落在机库的时候可以进行充电。
75.应理解，本文中前述关于本发明的方法所描述的具体特征、操作和细节也可类似地应用于本发明的装置和系统，或者，反之亦然。另外，上文描述的本发明的方法的每个步骤可由本发明的装置或系统的相应部件或单元执行。
76.应理解，本发明的装置的各个模块/单元可全部或部分地通过软件、硬件、固件或其组合来实现。所述各模块/单元各自可以硬件或固件形式内嵌于计算机设备的处理器中或独立于所述处理器，也可以软件形式存储于计算机设备的存储器中以供处理器调用来执行所述各模块/单元的操作。所述各模块/单元各自可以实现为独立的部件或模块，或者两个或更多个模块/单元可实现为单个部件或模块。
77.在一个实施例中，提供了一种电子设备，其包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可由处理器执行的计算机指令，所述计算机指令在由所述处理器执行时指示所述处理器执行本发明的实施例一中的方法的各步骤。该计算机设备可以广义地为服务器、终端，或任何其他具有必要的计算和/或或处理能力的电子设备。在一个实施例中，该计算机设备可包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、通信接口等。该计算机设备的处理器可用于提供必要的计算、处理和/或或控制能力。该计算机设备的存储器可包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质中或上可存储有操作系统、计算机程序等。该内存储器可为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口和通信接口可用于与外部的设备通过网络连接和通信。该计算机程序被处理器执行时执行本发明的方法的步骤。
78.本发明可以实现为一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时导致本发明实施例一的方法的步骤被执行。在一个实施例中，所述计算机程序被分布在网络耦合的多个计算机设备或处理器上，以使得所述计算机程序由一个或多个计算机设备或处理器以分布式方式存储、访问和执行。单个方法步骤/操作，或者两个或更多个方法步骤/操作，可以由单个计算机设备或处理器或由两个或更多个计算机设备或处理器执行。一个或多个方法步骤/操作可以由一个或多个计算机设备或处理器执行，并且一个或多个其他方法步骤/操作可以由一个或多个其他计算机设备或处理器执行。一个或多个计算机设备或处理器可以执行单个方法步骤/操作，或执行两个或更多个方法步骤/操作。
79.本领域普通技术人员可以理解，本发明的方法步骤可以通过计算机程序来指示相关的硬件如计算机设备或处理器完成，所述的计算机程序可存储于非暂时性计算机可读存储介质中，该计算机程序被执行时导致本发明的步骤被执行。根据情况，本文中对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或或易失性存储器。非易失性存储器的示例包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪存、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘等。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(ram)、外部高速缓冲存储器等。
80.以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。
81.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。