一种森林火灾探测无人机的维护保养系统及方法
阅读说明：本技术 一种森林火灾探测无人机的维护保养系统及方法 (Maintenance system and method for forest fire detection unmanned aerial vehicle ) 是由 郭利 裴尼松 余黎 施轶凡 浦顺哲 于 2021-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种森林火灾探测无人机的维护保养系统及方法,系统包括远程监控中心、维护保养站和多个监测站,每个监测站设有无人机及无人机控制终端,远程监控中心分别通过无线网络与无人机控制终端进行通信；多个监测站中,每两个相邻监测站之间的距离小于无人机航程,并且至少有一个监测站与维护保养站的距离小于无人机航程。本发明对需要进行维护保养的无人机进行单独召回到统一的维护保养站进行维护保养,同时从维护保养站部署一台新的无人机到无人机检测系统中,保证站点24小时有无人机进行值守；可以大大提高每次部署和召回无人机进行维护保养的效率。(The invention discloses a maintenance system and a method of a forest fire detection unmanned aerial vehicle, wherein the system comprises a remote monitoring center, a maintenance station and a plurality of monitoring stations, each monitoring station is provided with an unmanned aerial vehicle and an unmanned aerial vehicle control terminal, and the remote monitoring center is respectively communicated with the unmanned aerial vehicle control terminal through a wireless network; in a plurality of monitoring stations, the distance between every two adjacent monitoring stations is less than the unmanned aerial vehicle journey to at least one monitoring station and the distance of maintaining the station is less than the unmanned aerial vehicle journey. The unmanned aerial vehicle maintenance system has the advantages that unmanned aerial vehicles needing maintenance are called back to a unified maintenance station for maintenance and maintenance independently, and meanwhile, a new unmanned aerial vehicle is deployed from the maintenance station to an unmanned aerial vehicle detection system, so that the unmanned aerial vehicle is guaranteed to be on duty 24 hours at the station; the efficiency of deploying and recalling the unmanned aerial vehicle to maintain at every turn can be greatly improved.)
技术领域
本发明属于森林防火技术领域，特别涉及一种森林火灾探测无人机的维护保养系统及方法。
背景技术
传统的森林烟火瞭望塔采用人工瞭望，效率低，后续采用视频烟火摄像头探测设备进行自动火点识别，误报率高，且火点确认需要人工确认，山路难行，代价大，不及时，因此，部分火点确认采用飞手操作无人机前往确认。但因为依靠飞手执行往往不及时也不可靠，最可靠的办法就是采用直接在瞭望塔上安装无人机，并进行自动起飞、自动确认火情，但是无人机长期放置在野外其维护保养会是最大的问题，时间一长故障率就会升高，导致无法工作。国外有专业的可进行无人机维护保养的自动机库，可上机油，更换旋翼，且还是恒温存放，可解决野外长时间存放问题，但是该类型机库一般造价很高，往往是无人机成本的几十倍上百倍，因此不利项目的推广普及。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对需要进行维护保养的无人机进行单独召回到统一的维护保养站进行维护保养，同时在召回前可以从维护保养站部署一台新的无人机到无人机检测系统中，保证站点24小时有无人机进行值守，可以大大提高每次部署和召回无人机进行维护保养的效率的森林火灾探测无人机的维护保养系统，并提供无人机的维护保养方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种森林火灾探测无人机的维护保养系统，包括远程监控中心、维护保养站和多个监测站，每个监测站设有无人机及无人机控制终端，远程监控中心分别通过无线网络与无人机控制终端进行通信；
多个监测站中，每两个相邻监测站之间的距离小于无人机航程，并且至少有一个监测站与维护保养站的距离小于无人机航程。
本发明的另一个目的在于提供一种森林火灾探测无人机的维护保养方法，包括以下步骤：
S1、对监测站进行编号；所有监测站中，每两个相邻监测站之间的距离小于无人机航程，并且至少有一个监测站与维护保养站的距离小于无人机航程，将距离维护保养站的距离小于无人机航程的监测站编号为1，然后依次对相邻的监测站进行编号，第N个监测站与第1个监测站的距离小于无人机航程，或者第N个监测站与维护保养站的距离小于无人机航程；N表示监测站点的总数量；同时将每个监测站的无人机进行与监测站一致的编号；
S2、选择无人机维护保养方式：通过定期对第N个监测站的无人机进行保养或者根据无人机状态进行维护保养的方式对系统中的无人机进行维护保养；
S3、若选择定期对第N个监测站的无人机进行保养，则每隔固定的时间间隔将第N个监测站的无人机召回维护保养站，然后将1～N-1号监测站的无人机依次向下一个编号的监测站飞行，再从维护保养站发出一台已经完成维护保养的无人机至1号监测站；
S4、若选择根据无人机状态进行维护保养，则执行以下步骤：
S41、远程监控中心与各个监测站的无人机控制终端通信，记录各监测站编号以及每个监测站与维护保养站的距离，并统计每个监测站的无人机飞行状态参数，判断是否有无人机需要进行维护保养；若有则执行S42，否则继续记录和跟踪；
S42、获取需要进行维护保养的无人机编号，将编号小于该编号的无人机依次向下一个编号的监测站飞行，同时从维护保养站发出一台已经完成维护保养的无人机至1号监测站；远程监控中心根据需要进行维护保养的无人机的电量、无人机航程和无人机到维护保养站的距离为无人机规划飞行路径，设定无人机在飞行途中需要停靠的监测站，并将控制指令发送给无人机当前监测站以及中途需要停靠的监测站；
S43、需要进行维护保养的无人机根据规划的路径飞回维护保养站进行维护保养；
S5、重新对无人机进行编号，使无人机编号与当前监测站编号保持一致。
进一步地，所述步骤S43具体实现方法为：
S431、待维护保养的无人机在朝下一个站点起飞时候，当前监测站的无人机控制终端向无人机发送下一站点的无人机控制终端的频率信息和监测站的GPS坐标，同时通过远程监控中心向下一站点的无人机控制终端发送该编号的无人机过站指令，然后此无人机控制终端处于等待新的无人机连接的状态；
S432、当无人机进入到下一站点的无人机控制终端空域时，自动切换成该无人机控制终端的频率向无人机控制终端发起连接申请，无人机控制终端接收到连接申请后，向无人机发送指令，控制无人机降落并充电；
S433、无人机完成充电后，朝向下一个站点起飞，返回步骤S431；同时，当前监测站的无人机控制终端再次切换至等待新的无人机连接状态，重新与本监控站的无人机连接；
S434、重复步骤S431～S433，直至需要进行维护保养的无人机返回维护保养站。
进一步地，若第N个监测站与第1个监测站的距离小于无人机航程，则第N个监测站的无人机先飞行至第1个监测站进行充电，然后再回到维护保养站；若第N个监测站与维护保养站的距离小于无人机航程，则直接飞回维护保养站。
进一步地，所述步骤S3和S4中，无人机在向下一个监测站飞行的过程中，完成对飞行路径上的区域的侦查任务。
本发明的有益效果是：本发明通过创新设计了一套无人机维护保养方案，可以实现无人机的野外长期工作。本发明可以通过定期对第N个监测站的无人机进行维护保养的方式对系统中的无人机进行维护保养；也可以通过远程监控中心统一记录和跟踪每台无人机的编号和统计无人机的相关飞行状态参数：如电池老化情况以及飞行过程中反应无人机工作状态的和维护保养需求相关告警等信息，从而进行预估判断无人机的维护保养需求，对需要进行维护保养的无人机进行单独召回到统一的维护保养站进行维护保养。同时在召回前可以从维护保养站部署一台新的无人机到无人机检测系统中，保证站点24小时有无人机进行值守；可以大大提高每次部署和召回无人机进行维护保养的效率，同时在无人机返回维护保养站的过程中，还可以兼顾对组网覆盖范围内重点危险区域的侦察任务，因此可以将维护保养和日常侦察任务相集合，形成定期的保养和无人机主动巡检机制，实现一举两得。
附图说明
图1为本发明的无人机的维护保养方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
本发明的一种森林火灾探测无人机的维护保养系统，包括远程监控中心、维护保养站和多个监测站，每个监测站设有无人机及无人机控制终端，远程监控中心分别通过无线网络与无人机控制终端进行通信；
多个监测站中，每两个相邻监测站之间的距离小于无人机航程，并且至少有一个监测站与维护保养站的距离小于无人机航程。
如图1所示，本发明一种森林火灾探测无人机的维护保养方法，包括以下步骤：
S1、对监测站进行编号；所有监测站中，每两个相邻监测站之间的距离小于无人机航程，并且至少有一个监测站与维护保养站的距离小于无人机航程，将距离维护保养站的距离小于无人机航程的监测站编号为1，然后依次对相邻的监测站进行编号，第N个监测站与第1个监测站的距离小于无人机航程，所有监测站形成一个“环形”的无人机检测系统；或者第N个监测站与维护保养站的距离小于无人机航程，所有监测站和维护保养站形成一个“环形”的无人机检测系统；N表示监测站点的总数量；同时将每个监测站的无人机进行与监测站一致的编号；
S2、选择无人机维护保养方式：通过定期对第N个监测站的无人机进行保养或者根据无人机状态进行维护保养的方式对系统中的无人机进行维护保养；
S3、若选择定期对第N个监测站的无人机进行保养，则每隔固定的时间间隔将第N个监测站的无人机召回维护保养站，然后将1～N-1号监测站的无人机依次向下一个编号的监测站飞行，再从维护保养站发出一台已经完成维护保养的无人机至1号监测站；若第N个监测站与第1个监测站的距离小于无人机航程，则第N个监测站的无人机先飞行至第1个监测站进行充电，然后再回到维护保养站；若第N个监测站与维护保养站的距离小于无人机航程，则直接飞回维护保养站；这样，在经过N次轮换之后，所有无人机都进行了维护保养；
S4、若选择根据无人机状态进行维护保养，则执行以下步骤：
S41、远程监控中心与各个监测站的无人机控制终端通信，记录各监测站编号以及每个监测站与维护保养站的距离，并统计每个监测站的无人机飞行状态参数，判断是否有无人机需要进行维护保养；若有则执行S42，否则继续记录和跟踪；
S42、获取需要进行维护保养的无人机编号，将编号小于该编号的无人机依次向下一个编号的监测站飞行，同时从维护保养站发出一台已经完成维护保养的无人机至1号监测站；考虑到无人的飞行距离限制，对远距离站点的无人机进行召回或者部署时需要再中间站点进行电量补充，因此远程监控中心根据需要进行维护保养的无人机的电量、无人机航程和无人机到维护保养站的距离为无人机规划飞行路径，设定无人机在飞行途中需要停靠的监测站，并将控制指令发送给无人机当前监测站以及中途需要停靠的监测站；
S43、需要进行维护保养的无人机根据规划的路径飞回维护保养站进行维护保养；具体实现方法为：
S431、待维护保养的无人机在朝下一个站点起飞时候，当前监测站的无人机控制终端向无人机发送下一站点的无人机控制终端的频率信息和监测站的GPS坐标，同时通过远程监控中心向下一站点的无人机控制终端发送该编号的无人机过站指令，然后此无人机控制终端处于等待新的无人机连接的状态；
S432、当无人机进入到下一站点的无人机控制终端空域时，自动切换成该无人机控制终端的频率向无人机控制终端发起连接申请，无人机控制终端接收到连接申请后，向无人机发送指令，控制无人机降落并充电；
S433、无人机完成充电后，朝向下一个站点起飞，返回步骤S431；同时，当前监测站的无人机控制终端再次切换至等待新的无人机连接状态，重新与本监控站的无人机连接；
S434、重复步骤S431～S433，直至需要进行维护保养的无人机返回维护保养站。
S5、重新对无人机进行编号，使无人机编号与当前监测站编号保持一致。
所述步骤S3和S4中，无人机在向下一个监测站飞行的过程中，完成对飞行路径上的区域的侦查任务。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
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