本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電力巡查的無(wú)人機(jī)組網(wǎng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)缺少4g、5g等網(wǎng)絡(luò)，而無(wú)人機(jī)需要組網(wǎng)時(shí)，無(wú)人機(jī)之間的通信只能夠依據(jù)自組網(wǎng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用無(wú)人機(jī)組網(wǎng)技術(shù)批量控制無(wú)人機(jī)對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行巡查具有這樣的優(yōu)點(diǎn)：一方面，能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)對(duì)較大范圍內(nèi)的電力設(shè)備進(jìn)行巡查，另一方面，能夠有效地提高巡查的效率。分級(jí)結(jié)構(gòu)作為無(wú)人機(jī)常見的一種結(jié)構(gòu)，其也經(jīng)常用在對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行巡查的組網(wǎng)控制過(guò)程中。利用基于分級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)作為無(wú)人機(jī)組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)時(shí)，需要將無(wú)人機(jī)分為管理無(wú)人機(jī)和工作無(wú)人機(jī)，管理無(wú)人機(jī)負(fù)責(zé)與同一組內(nèi)的工作無(wú)人機(jī)進(jìn)行通信，并將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給飛控中心或另一架管理無(wú)人機(jī)，而工作無(wú)人機(jī)則負(fù)責(zé)對(duì)負(fù)責(zé)巡查的電力設(shè)備進(jìn)行拍攝，然后將獲得的數(shù)據(jù)傳輸至對(duì)應(yīng)的管理無(wú)人機(jī)。

2、在建立分級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，通常都是提前指定負(fù)責(zé)中繼通信的管理無(wú)人機(jī)的數(shù)量。而由于無(wú)人機(jī)的位置是經(jīng)常變化的，這樣，在組網(wǎng)飛行時(shí)間長(zhǎng)了之后，由于組內(nèi)的工作無(wú)人機(jī)的數(shù)量可能會(huì)發(fā)生較大的變化，從而使得部分包含工作無(wú)人機(jī)的數(shù)量較多的組中的工作無(wú)人機(jī)與飛控中心之間的通信延時(shí)過(guò)大，不利于飛控中心及時(shí)接收到工作無(wú)人機(jī)拍攝的圖像，及時(shí)判斷電力設(shè)備的狀態(tài)是否正常，從而影響對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行巡查的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于公開一種用于電力巡查的無(wú)人機(jī)組網(wǎng)控制系統(tǒng)，解決在利用無(wú)人機(jī)組網(wǎng)技術(shù)對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行巡查的過(guò)程中，如何更加合理地獲取管理無(wú)人機(jī)的數(shù)量，從而降低工作無(wú)人機(jī)與飛控中心之間的通信延時(shí)過(guò)大的事件的出現(xiàn)概率的問(wèn)題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種用于電力巡查的無(wú)人機(jī)組網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括飛控中心和無(wú)人機(jī)；

4、飛控中心用于在無(wú)人機(jī)起飛之前，將無(wú)人機(jī)分到預(yù)設(shè)數(shù)量的工作組中；每個(gè)工作組中包含一架管理無(wú)人機(jī)和多架工作無(wú)人機(jī)；

5、管理無(wú)人機(jī)的飛行高度大于工作無(wú)人機(jī)的飛行高度；

6、工作無(wú)人機(jī)用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的巡查策略對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行巡查，獲得巡查數(shù)據(jù)，并將巡查數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至管理無(wú)人機(jī)；

7、管理無(wú)人機(jī)用于將巡查數(shù)據(jù)發(fā)送至飛控中心；

8、管理無(wú)人機(jī)還用于采用自適應(yīng)的判斷間隔判斷自身所在的工作組是否需要增加或取消副管理無(wú)人機(jī)；

9、若需要增加副管理無(wú)人機(jī)，則管理無(wú)人機(jī)基于工作無(wú)人機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的狀態(tài)數(shù)據(jù)從自身所在的工作組中選出副管理無(wú)人機(jī)，并向工作組內(nèi)的工作無(wú)人機(jī)發(fā)送第一通知信息；

10、若需要取消副管理無(wú)人機(jī)，則管理無(wú)人機(jī)向副管理無(wú)人機(jī)以及工作組內(nèi)的工作無(wú)人機(jī)發(fā)送第二通知消息，

11、副管理無(wú)人機(jī)接收到第一通知信息之后，將高度增加至管理無(wú)人機(jī)的飛行高度；

12、副管理無(wú)人機(jī)接收到第二通知信息之后，將高度降低至工作無(wú)人機(jī)的飛行高度；

13、工作無(wú)人機(jī)接收到第一通知信息之后，在需要發(fā)送巡查數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)，從管理無(wú)人機(jī)和副管理無(wú)人機(jī)之間選出接收對(duì)象，將巡查數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至接收對(duì)象；

14、副管理無(wú)人機(jī)在接收到巡查數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)之后，將巡查數(shù)據(jù)發(fā)送至飛控中心，將狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至管理無(wú)人機(jī)；

15、工作無(wú)人機(jī)接收到第二通知信息之后，需要發(fā)送巡查數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)，將管理無(wú)人機(jī)作為接收對(duì)象。

16、優(yōu)選地，將無(wú)人機(jī)分到預(yù)設(shè)數(shù)量的工作組中，包括：

17、用n表示無(wú)人機(jī)的總數(shù)，用m表示工作組的預(yù)設(shè)數(shù)量，則每個(gè)工作組中，工作無(wú)人機(jī)的數(shù)量為若則將多余的架無(wú)人機(jī)平均分到隨機(jī)選出的個(gè)工作組中。

18、優(yōu)選地，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的巡查策略對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行巡查，包括：

19、工作無(wú)人機(jī)從需要進(jìn)行巡查的電力設(shè)備的巡查編號(hào)的集合中選擇距離自身最近的電力設(shè)備的巡查編號(hào)；將該電力設(shè)備的巡查編號(hào)發(fā)送至管理無(wú)人機(jī)；

20、在抵達(dá)距離自身最近的電力設(shè)備之后，工作無(wú)人機(jī)對(duì)該電力設(shè)備進(jìn)行拍攝，獲取該電力設(shè)備的巡查圖像；

21、在巡查圖像獲取完成之后，工作無(wú)人機(jī)將該電力設(shè)備的巡查編號(hào)從需要進(jìn)行巡查的電力設(shè)備的巡查編號(hào)的集合中刪除；

22、管理無(wú)人機(jī)將該電力設(shè)備的巡查編號(hào)發(fā)送至工作組內(nèi)的其它工作無(wú)人機(jī)；

23、其它工作無(wú)人機(jī)在接收到該電力設(shè)備的巡查編號(hào)之后，將該電力設(shè)備的巡查編號(hào)從需要進(jìn)行巡查的電力設(shè)備的巡查編號(hào)的集合中刪除。

24、優(yōu)選地，巡查數(shù)據(jù)包括對(duì)需要進(jìn)行巡查的電力設(shè)備進(jìn)行拍攝得到的巡查圖像。

25、優(yōu)選地，狀態(tài)數(shù)據(jù)包括工作無(wú)人機(jī)的剩余電量和工作無(wú)人機(jī)的飛行速度。

26、優(yōu)選地，將巡查數(shù)據(jù)發(fā)送至飛控中心，包括：

27、管理無(wú)人機(jī)判斷飛控中心與自身之間的距離是否大于自身的最大通信距離，若是，則從與自身之間的距離小于等于自身的最大通信距離的管理無(wú)人機(jī)和副管理無(wú)人機(jī)的集合中，根據(jù)設(shè)定的通信規(guī)則選擇一個(gè)元素作為接收巡查數(shù)據(jù)的目標(biāo)，并將巡查數(shù)據(jù)發(fā)送至該目標(biāo)。

28、優(yōu)選地，采用自適應(yīng)的判斷間隔判斷自身所在的工作組是否需要增加或取消副管理無(wú)人機(jī)，包括：

29、在前一個(gè)判斷間隔結(jié)束之后，管理無(wú)人機(jī)開始計(jì)算下一個(gè)判斷間隔以及開始判斷自身所在的工作組是否需要增加或取消副管理無(wú)人機(jī)，當(dāng)下一個(gè)判斷間隔計(jì)算完成且判斷自身所在的工作組是否需要增加或取消副管理無(wú)人機(jī)的過(guò)程結(jié)束之后，下一個(gè)判斷間隔開始；

30、分別用tk和tk-1表示第k個(gè)和第k-1個(gè)判斷間隔；則第k+1個(gè)判斷間隔的計(jì)算函數(shù)如下：

31、

32、nk和nk-1分別表示第k個(gè)和第k-1個(gè)判斷間隔結(jié)束時(shí)，管理無(wú)人機(jī)的通信范圍內(nèi)符合篩選規(guī)則的工作無(wú)人機(jī)的數(shù)量，ts為設(shè)置的變化時(shí)長(zhǎng)，nthre表示數(shù)量閾值。

33、優(yōu)選地，判斷自身所在的工作組是否需要增加或取消副管理無(wú)人機(jī)，包括：

34、用m表示起飛之前工作組包含的工作無(wú)人機(jī)的數(shù)量；

35、若m-nk≥nthre且工作組中存在副管理無(wú)人機(jī)，則表示需要取消副管理無(wú)人機(jī)；

36、若nk-m≥nthre且工作組中不存在副管理無(wú)人機(jī)，則表示需要增加副管理無(wú)人機(jī)。

37、優(yōu)選地，符合篩選規(guī)則的工作無(wú)人機(jī)的確認(rèn)過(guò)程包括：

38、當(dāng)?shù)趉個(gè)判斷間隔結(jié)束后，獲取與管理無(wú)人機(jī)之間的距離小于管理無(wú)人機(jī)的最大通信距離且與管理無(wú)人機(jī)處于同一工作組的工作無(wú)人機(jī)的集合z1；

39、分別計(jì)算集合z1中的每個(gè)工作無(wú)人機(jī)的篩選值；

40、將篩選值大于設(shè)定的篩選值閾值的工作無(wú)人機(jī)作為符合篩選規(guī)則的工作無(wú)人機(jī)。

41、優(yōu)選地，篩選值的計(jì)算函數(shù)為：

42、

43、chscoefb表示工作無(wú)人機(jī)b的篩選值，sigitemax表示在第k個(gè)判斷間隔對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)，管理無(wú)人機(jī)接收到的所有工作無(wú)人機(jī)的信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度的最大值，sigiteb表示在第k個(gè)判斷間隔對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)管理無(wú)人機(jī)接收到工作無(wú)人機(jī)b的信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度的最大值，numb表示第k個(gè)判斷間隔對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)工作無(wú)人機(jī)b與管理無(wú)人機(jī)之間進(jìn)行通信的總次數(shù)，sigiteb,i表示第k個(gè)判斷間隔對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)，工作無(wú)人機(jī)第i次和管理無(wú)人機(jī)之間進(jìn)行通信時(shí)，工作無(wú)人機(jī)發(fā)射的信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，nummax表示管理無(wú)人機(jī)所在的工作組中，工作無(wú)人機(jī)在第k個(gè)判斷間隔對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)與管理無(wú)人機(jī)進(jìn)行通信的總次數(shù)的最大值，α1、α2和α3分別表示第一信號(hào)計(jì)算因子，第二信號(hào)計(jì)算因子和通信次數(shù)因子。

44、有益效果：

45、與現(xiàn)有技術(shù)中的指定管理無(wú)人機(jī)的數(shù)量的方式相比，本發(fā)明除了在無(wú)人機(jī)組網(wǎng)飛行的初始階段會(huì)維持與原先設(shè)定的工作組的數(shù)量相等的管理無(wú)人機(jī)之外，在無(wú)人機(jī)持續(xù)組網(wǎng)飛行的過(guò)程中，能夠基于實(shí)際的工作無(wú)人機(jī)的數(shù)量來(lái)判斷是否需要增加副管理無(wú)人機(jī)或取消副管理無(wú)人機(jī)，這樣，便能夠在不大幅度改變?cè)械目刂撇呗缘幕A(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)真實(shí)用于對(duì)工作無(wú)人機(jī)進(jìn)行管理的無(wú)人機(jī)的數(shù)量的變化，能夠在工作組中的工作無(wú)人機(jī)的數(shù)量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，且增加的數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí)，確定需要增加副無(wú)人機(jī)，從而使得同一個(gè)工作組中的工作無(wú)人機(jī)能夠有更多可選的數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)，降低工作無(wú)人機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的等待時(shí)間，從而使得工作無(wú)人機(jī)采集的巡查數(shù)據(jù)能夠更加及時(shí)地被傳輸?shù)斤w控中心，從而降低工作無(wú)人機(jī)與飛控中心之間的通信延時(shí)過(guò)大的事件的出現(xiàn)概率。

46、而在工作無(wú)人機(jī)的數(shù)量呈現(xiàn)減少趨勢(shì)時(shí)，且減少的數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí)，確定需要取消副管理無(wú)人機(jī)，從而使得可以增加用于進(jìn)行巡查的工作無(wú)人機(jī)的數(shù)量，提高巡查的效率。