用于監視大型廠房的飛行器無線監視系統及監視方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于大型廠房的監視領域，更具體地說，涉及一種用于監視大型廠房的飛行器無線監視系統及監視方法。
【背景技術】
[0002]為了滿足核電廠或其他大型廠房建筑區域的安全要求和指揮監管需求，在工程建設階段或廠房建造完成后的運行及檢測階段，廠房內和廠房外圍的重要區域均需要設置監視通信系統，以保證能夠對重要監管區域及人員不宜到達區域進行實時監視。
[0003]在目前已知的核電廠或其他大型廠房中，監視通信系統的監視設備和通信設備通常獨立設置:一般采用固定或可轉動角度的攝像頭作為監視設備，再利用通信電纜將攝像頭的視頻信號傳輸至監控室。但是，上述監視系統至少存在以下缺陷:1)設備需求較多:由于攝像頭的拍攝距離有限，因此如果想要在較長或較寬闊范圍內達到全方位監視效果，就只能在短距離內架設多臺用于監視的攝像頭，耗材較多；2)拍攝角度受限:由于攝像頭的安裝位置通常是固定的，即便其可以在一定程度上調整拍攝角度，但攝像頭本身也存在拍攝死角；3)整體功能不可靠:攝像頭拍攝的視頻信號需要通過通信電纜傳輸至接收圖像的監控室，一旦通信電纜出現問題，容易造成單一故障，影響整個系統的功能；4)監視效果不可靠:監視范圍內的監視目標一旦遇到遮蔽物或強光等，則無法實現監視功能。
[0004]另一方面，目前已存在應用飛行器搭載攝像頭的拍攝系統，這種拍攝系統基本都是采用小型遙控直升機或四通道飛行器作為飛行載具，飛行器上架設攝像頭作為圖像采集系統進行航拍。航拍時通過遙控器手動控制飛行器的飛行姿態和動作，利用飛行器上加裝的攝像頭從高空對地面環境進行拍攝，拍攝的圖像通常作為數字信號存儲在飛行器上的存儲設備(如存儲卡或其他存儲器)中，或者通過無線通信技術傳送至地面接收裝置，轉碼后直接讀取實時視頻圖像。但是，這種拍攝系統無法在核電廠等大型廠房內應用，原因是帶有攝像頭的飛行器存在以下缺陷:1)續航能力差:由于飛行器靠搭載的電池作為動力能源，續航時間主要取決于電池性能，因此目前的航拍用飛行器基本都是短時作業，無法長時間運行；2)現有的航拍用飛行器基本都是由地面人員遠程手動遙控，無法做到自動運行，因此難以應用于實時監視系統。
[0005]有鑒于此，確有必要一種提供能夠解決上述問題的用于監視大型廠房的飛行器無線監視系統及監視方法。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于:提供一種用于監視大型廠房的飛行器無線監視系統及監視方法，以實現對包括核電廠在內的大型廠房的全方位實時監視。
[0007]為了實現上述發明目的，本發明提供了一種用于監視大型廠房的飛行器無線監視系統，其包括飛行器、自動充電裝置、無線通信網絡和監控室；其中:飛行器用于搭載攝像頭并在大型廠房內外的監視區域中飛行或停留，實現對監視區域的巡查監視和定點監視；自動充電裝置用于為飛行器及時自動充電；無線通信網絡用于實現監控室與飛行器之間的無線通信；監控室用于顯示監視圖像和對飛行器發出控制指令。
[0008]優選地，所述飛行器為四通道飛行器，其搭載的攝像頭具備角度調節能力，可以根據控制指令改變攝像頭的朝向。
[0009]優選地，所述飛行器中安裝有控制芯片，控制芯片用于根據無線通信網絡傳送的控制指令，對飛行器的動作進行控制，飛行器的動作包括飛行姿態、飛行速度、飛行軌跡、攝像頭工作狀態和轉向、自動充電中的一種或幾種。
[0010]優選地，所述飛行器上安裝有用于定位的GPS定位器和用于避障的避障傳感器，控制芯片根據預設的闕值、避障傳感器的感應信號以及GPS定位器的定位信號，對飛行器的飛行軌跡進行控制。
[0011]優選地，所述監控室內設有用于顯示監視圖像的顯示屏和用于發出控制指令的飛行器控制機構；無線通信網絡采用星型網絡連接，包括多個飛行器無線收發設備、一個監控室無線收發終端和多個無線收發中繼設備；飛行器無線收發設備設于不同飛行器上并與控制芯片連接，監控室無線收發終端設于監控室中并與飛行器控制機構連接；無線收發中繼設備用于飛行器無線收發設備和監控室無線收發終端之間的無線信號中轉傳遞，以確保飛行器無線收發設備和監控室無線收發終端之間的通信順暢；飛行器的監視數據通過無線通信網絡傳送給監控室的飛行器控制機構，飛行器控制機構的控制指令通過無線通信網絡傳送給飛行器的控制芯片。
[0012]優選地，所述飛行器有自動控制模式和手動控制模式兩種監視模式，根據監控室的控制指令進行切換。
[0013]優選地，所述自動充電裝置包括設置在監視區域中的多個自動充電插座和設置在飛行器上的自動充電插頭；自動充電插座上設有至少三個參照點，自動充電插頭在與參照點對應的位置上設置有自動充電傳感器，通過自動充電傳感器對參照點的感應，保證飛行器的自動充電插頭能夠與自動充電插座準確對接。
[0014]優選地，所述自動充電插座分別設置于監視區域內預設的不同充電點上，每一充電點均設有遮蔽物，自動充電插座安裝在遮蔽物的下方，其插孔垂直面向地面；自動充電插頭設置在飛行器的背部且垂直背對地面。
[0015]優選地，所述自動充電插頭外圍設置有連接導軌，自動充電插座的外圍設置有與連接導軌相對應地導槽/導塊，通過連接導軌和導槽/導塊的對應連接，確保自動充電插頭和自動充電插座的緊密插接。
[0016]為了實現上述發明目的，本發明還提供了一種用于監視大型廠房的飛行器無線監視方法，其包括以下步驟:
[0017]根據監控需要，自監控室向飛行器發出控制指令，控制指令以無線傳輸方式發送給飛行器；
[0018]飛行器接收控制指令，并按照控制指令對大型廠房的監視區域進行監視，獲取監視數據；
[0019]飛行器通過無線方式將監視數據發送給監控室；
[0020]監控室接收監視數據并進行對應處理，實現對監視區域的遠程監視。
[0021]優選地，所述飛行器接收控制指令后，首先判斷控制指令是否為自動控制指令:如是，飛行器以自動控制模式對大型廠房的監視區域進行監視，利用搭載的攝像頭自動獲取監視圖像；如否，飛行器切換為手動控制模式，并依據后續的手動控制指令對大型廠房的監視區域進行監視。
[0022]優選地，所述飛行器以自動控制模式對大型廠房的監視區域進行監視過程中，如果某一飛行器的電量小于預定值，則自動飛行至監視區域中最近一個充電點進行自動充電，充電時，攝像頭繼續獲取監視圖像。
[0023]優選地，所述監控室接收監視數據并進行對應處理的步驟包括:監控室接收監視數據后，如發現監視區域內存在監視目標異常或是需要對特定位置進行監視，則發出切換控制指令，將飛行器的自動控制模式轉為手動控制模式，之后通過手動控制指令對飛行器進行手動控制。
[0024]與現有技術相比，本發明用于監視大型廠房的飛行器無線監視系統及監視方法可通過飛行器對大型廠房的監視區域進行定點監視和巡查監視，解決了傳統定點監視設備存在的監視范圍不足、機動性差、監視位置無法調整等問題；同時，還利用自動充電裝置解決了飛行器續航能力不足的問題，利用無線通信網絡解決了現有通信電纜易出現的單一故障問題。
【附圖說明】
[0025]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明用于監視大型廠房的飛行器無線監視系統、監視方法及其有益效果進行詳細說明。
[0026]圖1為本發明用于監視大型廠房的飛行器無線監視系統的一個實施例示意圖。
[0027]圖2為采用本發明的大型廠房的一個實施例示意圖，其中，自動充電裝置未示出。
[0028]圖3為圖1中飛行器的一個實施例示意圖。
[0029]圖4為圖1中自動充電裝置的一個實施例示意圖。
[0030]圖5為圖1中監控室的一個實施例示意圖。
[0031]圖6為圖1中無線通信網絡的一個實施例示意圖。
[0032]圖7為本發明用于監視大型廠房的飛行器無線監視方法的步驟示意圖。
[0033]圖8為圖7中步驟S52的具體步驟示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為了使本發明的目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合附圖和【具體實施方式】，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的【