新基建｜无人值守自动停机坪系统 （上）
项目类型：在线教育
电力线路巡检是管理电力线路的核心工作，为保障人民的生活和生产用电，电网公司要定期对电力线路进行一系列精细化的巡视，及时发现问题，消除隐患。无人机技术的发展，迎合了电网对信息化及自动化的需求，使用无人机进行巡检，已成为一种趋势。同时，无人机巡线速度快、应急瞬速，能及时发现缺陷，大大提高电力维护和检修的速度和效率，同时降低劳动强度，减少人工成本。
系统演示视频
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方案系统组成
无人值守自动停机坪系统主要由无人机、自动停机坪、外环境感知系统和后台控制中心四大部分组成：
1）无人机
无人机自动停机坪系统可以接入各种型号的飞机，目前暂以市场占有量较大的M210作为标准接入机型。M210工业性能好，续航时间长,载重量大，容易进行二次开发，适合作为本停机坪系统的接入机型，首先需要对M210进行二次开放，加装4G通讯模块和远程控制模块, 这样就可以接入公网，远程下达指令。
2）自动停机坪
自动停机坪是一个箱体结构，防水防热设计，可以全天候安防在户外环境。停机坪内部机械结构复杂，由舱盖、升降台、无人机扶正机构、机械手、充电器、摄像头、监测传感器、通讯链路等组成。 自动停机坪需要通过光纤接入后台控制中心同时还要与无人机保持链路通讯，所以要求停机坪的安装位置需要有220V供电和光纤接入。
舱盖主要用来防护；
升降台是飞机停泊的平台，升起时用来做飞机起飞和降落，降下时，用来收纳飞机；
无人机扶正机构则可以在无人机降落位置有所偏差时，将飞机推到正确的位置，供机械手操作；
机械手主要用来给飞机装电池和卸电池的；
充电器主要用来给换下来的电池自动充电；
停机坪上面安装了3个摄像头，一个位于升降台上，用于辅助无人机精准降落，一个位于停机坪内部，用于观察各部件工作状态，一个位于停机坪周边，用于监测停机坪整体工作状态；
停机坪内部安装有传感器，如温湿度、电压、电流、烟感、 位置传感器等，可以实时监测工作状态；
3）外环境感知系统
环境监测传感器：风速、风向、雨淋、温度、湿度、光照。外置摄像头：用来监控停机坪外部结构、环境、飞机起降情况等。应急灯：可以通过后台软件打开或者关闭，用来做夜间维护、防盗、应急照明等。天线：无人机于停机坪通讯用。
4）后台控制中心
后台控制中心通过阿里云与停机坪、无人机进行通讯，可以实时收到无人机通过4G网络回传的图像和状态数据，也可以收到停机坪通过光纤传输的3路视频信号和传感器数据；后台控制中心可以远程发送指令给停机坪，操作其打开或关闭舱门，升起或降下升降台，命令机械性更换电池，辅助无人机等。也可以远程控制无人机自动起飞，自动降落，规划航线，执行航线, 调整云台，拍照录像，精准降落等。
此外，后台控制中心可以接麦克风和操作摇杆远程对无人机进行实时控制和远程喊话。
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系统工作原理
精准降落
无人值守自动停机坪系统中，飞机的起降平台仅有 0.7*0.7m 大小，如何确保飞机每次都能精准的降落在上面，这是成败的关键。目前采用的是RTK 精准定位+视觉引导的方案。RTK技术和视觉引导技术相互配合，RTK 起到大范围引导飞机的作用，视觉起到小范围精准引导的作用。若环境光线不佳，视觉引导无法发挥作用，则全部由 RTK 引导完成；若环境电磁干扰严重，RTK 精度无法保障，则全部由视觉引导完成；
RTK由地面基准站和机载接收模块组成；基准站接收到的卫星信号通过无线通信网实时发给无人机；机载接收机将接收到的卫星信号和收到基准站信号实时联合解算，求得基准站和无人机间坐标增量(基线向量)。站间距 30公里以内，平面精度可以控制在 1-2 厘米。
视觉引导是利用摄像头获取的影像数据进行检测、提取特征、分类识别、跟踪滤波；在停机坪起降台上安装高清摄像头，飞机处于视野范围内时，摄像头识别到飞机的特征后，就进行锁定跟踪，实时输出飞机的偏移量，直至引导飞机降落。
复合通讯
停机坪系统需要依靠通讯来保障运行，后台控制软件运行在阿里云上，停机坪通过光纤接入阿里云，承担高速的宽度通讯，无人机通过 4G 网络接入云后台，因此用户可以远程直接操控无人机；同时无人机与停机坪通过微波通讯，精准降落环节，需要依靠微波链路来引导控制无人机，此外微波链路也充当无人机控制的备用链路，当4G网络无信号时，无人机就自动切换到微波链路，把数据发送至停机坪，停机坪则通过光纤转发至云后台，停机坪充当通讯中继。