基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測系統(tǒng)及方法，包括無人航空器，無人航空器上設(shè)有使其按預(yù)設(shè)航線飛行的定位導(dǎo)航單元，拍攝管道附近的含有GPS位置信息熱輻射圖像的紅外成像裝置，以及傳輸含有GPS位置信息熱輻射圖像的信號傳輸單元；地面控制站，地面控制站控制無人航空器的飛行軌跡，接收并分析熱輻射圖像，判斷管道是否存在泄漏；以及數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心接收地面控制站匯總后的信息并顯示。本發(fā)明可實現(xiàn)方便快捷的非接觸式檢測，通過采集分析管道周圍某些不規(guī)則的熱輻射圖像信息，檢測出管道是否存在泄漏。
【專利說明】基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管道泄漏檢測方法，尤其是涉及一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]燃氣輸配管道、給/排水管道等管道是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是現(xiàn)代化城市高質(zhì)量，高效率運轉(zhuǎn)的基本保證，但是由于自身老化、這些管道不可避免的存在泄漏的風(fēng)險，給人民的生命財產(chǎn)安全帶來極大危害。目前城市供水管道的泄漏檢測主要是依靠人工“聽音”檢測漏點，人工“聽音”一般安排在夜深人靜的時候，而且受工人的個人能力影響較大。燃氣輸配管道的運行安全主要依靠人工日常巡檢來保障，在交通不便的地方，巡檢工作會很難進行。另一方面，燃氣公司一般一年要對所轄用戶進行一次戶內(nèi)安檢，以保證用戶的用氣安全；進行戶內(nèi)燃氣安檢時，需要先和用戶預(yù)約時間，然后按時上門進行安檢。隨著城市中的高層住宅越來越多，人們的生活節(jié)奏越來越快，導(dǎo)致戶內(nèi)燃氣安檢變得越來越困難，成本越來越高，因此迫切需要一種能夠快速進行管道泄漏檢測的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測系統(tǒng)及方法，該方法可實現(xiàn)方便快捷的非接觸式檢測，通過采集分析管道周圍某些不規(guī)則的熱輻射圖像信息，檢測出管道是否存在泄漏。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測系統(tǒng)，包括無人航空器，無人航空器上設(shè)有使其按預(yù)設(shè)航線飛行的定位導(dǎo)航單元，拍攝管道附近的含有GPS位置信息熱輻射圖像的紅外成像裝置，以及傳輸含有GPS位置信息熱輻射圖像的信號傳輸單元；
地面控制站，地面控制站控制無人航空器的飛行軌跡，接收并分析熱輻射圖像，判斷管道是否存在泄漏；
以及數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心接收地面控制站匯總后的信息并顯示。
[0005]一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測方法，包括如下步驟:
步驟1，在無人航空器中預(yù)設(shè)航線，所述無人航空器上設(shè)置有定位導(dǎo)航單元；所述的航線包括所需檢測范圍內(nèi)管道的GPS位置信息；
步驟2，無人航空器按照預(yù)設(shè)的航線飛行，紅外成像裝置獲取管道附近的熱輻射圖像，熱輻射圖像上含有GPS位置信息；地面控制站控制無人航空器的飛行軌跡；
步驟3，信號傳輸單元將含有GPS位置信息的熱輻射圖像發(fā)送給地面控制站，分析處理熱輻射圖像，判斷管道是否存在泄漏；
步驟4，地面控制站將信息匯總后發(fā)送給數(shù)據(jù)中心存檔；
步驟5，檢測完畢后，無人航空器降落在指定位置。
[0006]作為優(yōu)選，所述紅外成像裝置、信號傳輸單元設(shè)在無人航空器上。
[0007]作為優(yōu)選，信號傳輸單元發(fā)送的含有GPS位置信息的熱輻射圖像為實時傳輸。
[0008]作為優(yōu)選，所述的紅外成像裝置采集并存儲熱輻射圖像，待無人航空器降落后由信號傳輸單元一并傳送給地面控制站。
[0009]作為優(yōu)選，所述地面控制站設(shè)有計算機，計算機上設(shè)有接收與發(fā)送信息的信號傳輸模塊。
[0010]作為優(yōu)選，所述無人航空器為固定翼式無人機、旋翼式無人機、無人飛艇或無人熱氣球。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明為管網(wǎng)泄漏檢測提供了一種方便快捷的非接觸式檢測方法，通過管道泄漏后產(chǎn)生的紅外熱輻射變化來檢測管道泄漏，既可用于氣體輸配管道的泄漏檢測，也可以用于液體輸配管道的泄漏檢測，方便快捷，節(jié)約了人力物力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的實施狀態(tài)示意圖；
圖2為本發(fā)明的流程圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明主要由無人航空器、紅外成像裝置、信號傳輸單元、定位導(dǎo)航單元、地面控制站、數(shù)據(jù)中心組成。無人航空器7作為紅外成像裝置1、信號傳輸單元8、定位導(dǎo)航單元2的機載平臺，紅外成像裝置1、信號傳輸單元8、定位導(dǎo)航單元2安裝在無人航空器7上。
[0015]信號傳輸單元8負責接收地面控制站4的指令，并將紅外成像裝置I獲得的含GPS信息的熱輻射圖像發(fā)送給地面控制站4。定位導(dǎo)航單元2確保無人航空器7處于正確的航線上。紅外成像裝置I負責采集管道3附近及居民廚房6內(nèi)管道的熱輻射圖像信息。地面控制站4負責將預(yù)先規(guī)劃好的航線信息下載到無人航空器7，控制無人航空器7的飛行軌跡；接收并分析無人航空器7發(fā)回的熱輻射圖像信息，判斷管道是否發(fā)生泄漏及居民廚房內(nèi)是否發(fā)生燃氣泄漏，并將熱輻射圖像信息以及分析結(jié)果發(fā)送回數(shù)據(jù)中心5存檔。
[0016]本發(fā)明的原理是管道內(nèi)被輸送物質(zhì)的泄漏會引起管道周圍環(huán)境的溫度變化，通過采集分析管道周圍某些不規(guī)則的熱輻射圖像信息，就可以檢測出管道是否存在泄漏。本發(fā)明既可用于氣體輸配管道的泄漏檢測，又可以用于液體輸配管道的泄漏檢測。本發(fā)明無人航空器的種類包括但不限于固定翼式無人機、旋翼式無人機、無人飛艇、無人熱氣球等種類。
[0017]如圖2所示，本發(fā)明的檢測步驟如下:
步驟1，在無人航空器中預(yù)設(shè)航線，所述無人航空器上設(shè)置有定位導(dǎo)航單元；所述的航線包括所需檢測范圍內(nèi)管道的GPS位置信息；
步驟2，無人航空器按照預(yù)設(shè)的航線飛行，紅外成像裝置獲取管道附近的熱輻射圖像，熱輻射圖像上含有GPS位置信息；地面控制站控制無人航空器的飛行軌跡；
步驟3，信號傳輸單元將含有GPS位置信息的熱輻射圖像發(fā)送給地面控制站，分析處理熱輻射圖像，判斷管道是否存在泄漏；
步驟4，地面控制站將信息匯總后發(fā)送給數(shù)據(jù)中心存檔；
步驟5，檢測完畢后，無人航空器降落在指定位置。
[0018]地面控制站的計算機上設(shè)有接收與發(fā)送信息的信號傳輸模塊，地面控制站與無人航空器上的信號傳輸單元通過無線方式通訊，地面控制站與數(shù)據(jù)中心之間可通過無線或有線的方式通訊。紅外成像裝置可以是紅外攝像頭、紅外照像機、紅外成像儀等。
[0019]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括無人航空器，無人航空器上設(shè)有使其按預(yù)設(shè)航線飛行的定位導(dǎo)航單元，拍攝管道附近的含有GPS位置信息熱輻射圖像的紅外成像裝置，以及傳輸含有GPS位置信息熱輻射圖像的信號傳輸單元; 地面控制站，地面控制站控制無人航空器的飛行軌跡，接收并分析熱輻射圖像，判斷管道是否存在泄漏； 以及數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心接收地面控制站匯總后的信息并顯示。
2.一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1，在無人航空器中預(yù)設(shè)航線，所述無人航空器上設(shè)置有定位導(dǎo)航單元；所述的航線包括所需檢測范圍內(nèi)管道的GPS位置信息； 步驟2，無人航空器按照預(yù)設(shè)的航線飛行，紅外成像裝置獲取管道附近的熱輻射圖像，熱輻射圖像上含有GPS位置信息；地面控制站控制無人航空器的飛行軌跡； 步驟3，信號傳輸單元將含有GPS位置信息的熱輻射圖像發(fā)送給地面控制站，分析處理熱輻射圖像，判斷管道是否存在泄漏； 步驟4，地面控制站將信息匯總后發(fā)送給數(shù)據(jù)中心存檔； 步驟5，檢測完畢后，無人航空器降落在指定位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測方法，其特征在于:所述紅外成像裝置、信號傳輸單元設(shè)在無人航空器上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測方法，其特征在于:信號傳輸單元發(fā)送的含有GPS位置信息的熱輻射圖像為實時傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測方法，其特征在于:所述的紅外成像裝置采集并存儲熱輻射圖像，待無人航空器降落后由信號傳輸單兀一并傳送給地面控制站。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測方法，其特征在于:所述地面控制站設(shè)有計算機，計算機上設(shè)有接收與發(fā)送信息的信號傳輸模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于紅外成像和無人航空器的管道泄漏檢測方法，其特征在于:所述無人航空器為固定翼式無人機、旋翼式無人機、無人飛艇或無人熱氣球。
【文檔編號】F17D5/02GK104279425SQ201410450928
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】張小水, 蔡永偉, 常磊, 高延明, 張世坤 申請人:河南漢威電子股份有限公司