一种基于无人机的高空作业辅助方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于无人机的高空作业辅助方法，其包括如下具体步骤：1）通过地面人员确定高空作业的进行位置，规划无人机航线，使其在上述位置，以及该位置高度附近进行巡航；2）通过无人机，以及搭载在无人机上的遥感设备对步骤1）中所设定位置，以及其附近区域进行实时监测；3）当步骤2）中的监测图像内出现非正常状况时，通过搭载在无人机上的警示装置，当向高空作业人员做出警示；上述技术方案的基于无人机的高空作业辅助方法，其通过无人机监测的方式，可实时获取高空作业人员的工作环境图像，通过对作业位置周围整体的掌控，对作业人员的工作进行辅助，并可有效监测可能影响作业人员生命安全的情况。
【专利说明】一种基于无人机的高空作业辅助方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种工程作业方法，尤其是一种基于无人机的高空作业辅助方法。
【背景技术】
[0002] 随着城市发展，例如高层施工、墙面清洗等高空作业的需求越发频繁，而在高空作 业中，作业人员往往因为其视野有限，故难以观察到全部作业环境。上述现象不仅使得作业 人员在作业中，不能观察到其盲点区域内的作业进展情况，并且，由于高空作业的空间特殊 性，，例如高空坠物、平台塌陷等意外情况较为常见，故而作业人员的工作安全亦难以得到 保障。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于无人机的高空作业辅助方法，其可辅助 高空作业人员进行作业，并能实时对作业人员的工作环境安全度进行监测。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明涉及一种基于无人机的高空作业辅助方法，其包括 如下具体步骤： 1) 通过地面人员确定高空作业的进行位置，规划无人机航线，使其在上述位置，以及 该位置高度附近进行巡航； 2) 通过无人机，以及搭载在无人机上的遥感设备对步骤1)中所设定位置，以及其附近 区域进行实时监测，并将监测图像实时传递至地面工作人员与高空作业人员； 3) 当步骤2)中的监测图像内出现非正常状况时，通过搭载在无人机上的警示装置，当 向高空作业人员做出警示。
[0005] 作为本发明的一种改进，所述无人机航线包括，以作业对象为圆心，且位于高空作 业位置所处水平面的环形航线，以及以环形航线为基准，位于环形航线上方与下方的螺旋 形航线。采用上述设计，其可有效的检测高空作业周边环境，以将作业进程与注意事项及时 反馈给地面工作人员与高空作业人员。
[0006] 作为本发明的一种改进，所述位于环形航线上方与下方的螺旋形航线，其端部与 环形航线所在平面之间的垂直距离均至少为15米。采用上述设计，其可使得无人机可完整 监测作业点附近的情况，从而获取最佳的监测效果。
[0007] 作为本发明的一种改进，所述步骤1)中，对无人机进行航线规划的方法为： 4. 1)取环形航线所处环形位置中的至少7个第一等分点，设置无人直升机依次经过所 述第一等分点； 4. 2)从步骤4. 1)中取任意第一等分点作为切入点，在无人直升机上方与下方的螺旋线 航线所处圆柱螺旋线的轴线上分别取至少10个等分位置，并将等分位置所处平面与螺旋 线的交点作为第二等分点，设置无人直升机由所取第一等分点进行上升，并依次通过环形 航线上方的第二等分点；所述相邻第二等分点在螺旋线上的距离相等； 4. 3)当无人直升机完成步骤4. 2)中所述的螺旋形航线，设置无人机下降，依次通过第 二等分点，到达环形航线所在平面，通过步骤4. 2)中设置的切入点进入环形航线下方，并依 次通过环形航线下方的第二等分点。
[0008] 作为本发明的一种改进，所述无人机采用无人直升机；所述步骤2)中，设置有多 个悬停观察点，所述无人直升机经过悬停观察点时，悬停至少15秒进行悬停监测。
[0009] 作为本发明的一种改进，所述悬停观察点包括，环形航线中，与作业位置的夹角分 别为90°、180°、270°的位置，以及环形航线上方与下方的螺旋形航线中，分别位于作业 位置正上方与正下方的位置。采用上述设计，其可针对作业位置中，高空作业中的作业人员 的盲点，以及最可能威胁到作业人员的位置进行监控，从而在使得作业人员可获得最佳的 作业提示与安全防范。
[0010] 作为本发明的一种改进，所述步骤3)中，警示装置采用声光报警器。
[0011] 作为本发明的一种改进，所述步骤3)中，对于非正常状况的判断方法为，无人直升 机在监测过程中，螺旋形航线中出现物体在坚直方向上发生形变或位移，其可有效检测可 能对作业人员造成生命威胁的情况。
[0012] 采用上述技术方案的基于无人机的高空作业辅助方法，其通过无人机监测的方 式，可实时获取高空作业人员的工作环境图像，通过对作业位置周围整体的掌控，对作业人 员的工作进行辅助；同时，无人机亦能监测作业人员上方与下方的情况，从而可有效监测可 能影响作业人员生命安全的情况，并可及时对作业人员做出警示，以避免其发生意外。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说 明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0014] 一种基于无人机的高空作业辅助方法，其可辅助高空作业人员进行作业，并能实 时对作业人员的工作环境安全度进行监测。
[0015] 为解决上述技术问题，本发明涉及一种基于无人机的高空作业辅助方法，其包括 如下具体步骤： 1) 通过地面人员确定高空作业的进行位置，规划无人机航线，使其在上述位置，以及 该位置高度附近进行巡航； 2) 通过无人机，以及搭载在无人机上的遥感设备对步骤1)中所设定位置，以及其附近 区域进行实时监测，并将监测图像实时传递至地面工作人员与高空作业人员； 3) 当步骤2)中的监测图像内出现非正常状况时，通过搭载在无人机上的警示装置，当 向高空作业人员做出警示。
[0016] 作为本发明的一种改进，所述无人机航线包括，以作业对象为圆心，且位于高空作 业位置所处水平面的环形航线，以及以环形航线为基准，位于环形航线上方与下方的螺旋 形航线。采用上述设计，其可有效的检测高空作业周边环境，以将作业进程与注意事项及时 反馈给地面工作人员与高空作业人员。
[0017] 作为本发明的一种改进，所述位于环形航线上方与下方的螺旋形航线，其端部与 环形航线所在平面之间的垂直距离均至少为15米。采用上述设计，其可使得无人机可完整 监测作业点附近的情况，从而获取最佳的监测效果。
[0018] 作为本发明的一种改进，所述步骤1)中，对无人机进行航线规划的方法为： 4. 1)取环形航线所处环形位置中的8个第一等分点，设置无人直升机依次经过所述第 一等分点； 4. 2)从步骤4. 1)中取任意第一等分点作为切入点，在无人直升机上方与下方的螺旋线 航线所处圆柱螺旋线的轴线上分别取12个等分位置，并将等分位置所处平面与螺旋线的 交点作为第二等分点，设置无人直升机由所取第一等分点进行上升，并依次通过环形航线 上方的第二等分点；所述相邻第二等分点在螺旋线上的距离相等； 4. 3)当无人直升机完成步骤4. 2)中所述的螺旋形航线，设置无人机下降，依次通过第 二等分点，到达环形航线所在平面，通过步骤4. 2)中设置的切入点进入环形航线下方，并依 次通过环形航线下方的第二等分点。
[0019] 作为本发明的一种改进，所述无人机采用无人直升机；所述步骤2)中，设置有多 个悬停观察点，所述无人直升机经过悬停观察点时，悬停至少15秒进行悬停监测。
[0020] 作为本发明的一种改进，所述悬停观察点包括，环形航线中，与作业位置的夹角分 别为90°、180°、270°的位置，以及环形航线上方与下方的螺旋形航线中，分别位于作业 位置正上方与正下方的位置。采用上述设计，其可针对作业位置中，高空作业中的作业人员 的盲点，以及最可能威胁到作业人员的位置进行监控，从而在使得作业人员可获得最佳的 作业提示与安全防范。
[0021] 作为本发明的一种改进，所述步骤3)中，警示装置采用声光报警器。
[0022] 作为本发明的一种改进，所述步骤3)中，对于非正常状况的判断方法为，无人直升 机在监测过程中，螺旋形航线中出现物体在坚直方向上发生形变或位移，其可有效检测可 能对作业人员造成生命威胁的情况。
[0023] 采用上述技术方案的基于无人机的高空作业辅助方法，其通过无人机监测的方 式，可实时获取高空作业人员的工作环境图像，通过对作业位置周围整体的掌控，对作业人 员的工作进行辅助；同时，无人机亦能监测作业人员上方与下方的情况，从而可有效监测可 能影响作业人员生命安全的情况，并可及时对作业人员做出警示，以避免其发生意外。本发 明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特 征任意组合所组成的技术方案。
【权利要求】
1. 一种基于无人机的高空作业辅助方法，其特征在于，所述基于无人机的高空作业辅 助方法包括如下具体步骤： 1) 通过地面人员确定高空作业的进行位置，规划无人机航线，使其在上述位置，以及该 位置高度附近进行巡航； 2) 通过无人机，以及搭载在无人机上的遥感设备对步骤1)中所设定位置，以及其附近 区域进行实时监测，并将监测图像实时传递至地面工作人员与高空作业人员； 3) 当步骤2)中的监测图像内出现非正常状况时，通过搭载在无人机上的警示装置，当 向高空作业人员做出警示。
2. 按照权利要求1所述的基于无人机的高空作业辅助方法，其特征在于，所述步骤1) 中，所述无人机航线包括，以作业对象为圆心，且位于高空作业位置所处水平面的环形航 线，以及以环形航线为基准，位于环形航线上方与下方的螺旋形航线。
3. 按照权利要求1或2所述的基于无人机的高空作业辅助方法，其特征在于，所述位于 环形航线上方与下方的螺旋形航线，其端部与环形航线所在平面之间的垂直距离均至少为 15米。
4. 按照权利要求3所述的基于无人机的高空作业辅助方法，其特征在于，所述步骤1) 中，对无人机进行航线规划的方法为： 4. 1)取环形航线所处环形位置中的至少7个第一等分点，设置无人直升机依次经过所 述第一等分点； 4. 2)从步骤4. 1)中取任意第一等分点作为切入点，在无人直升机上方与下方的螺旋线 航线所处圆柱螺旋线的轴线上分别取至少10个等分位置，并将等分位置所处平面与螺旋 线的交点作为第二等分点，设置无人直升机由所取第一等分点进行上升，并依次通过环形 航线上方的第二等分点；所述相邻第二等分点在螺旋线上的距离相等； 4. 3)当无人直升机完成步骤4. 2)中所述的螺旋形航线，设置无人机下降，依次通过第 二等分点，到达环形航线所在平面，通过步骤4. 2)中设置的切入点进入环形航线下方，并依 次通过环形航线下方的第二等分点。
5. 按照权利要求4所述的基于无人机的高空作业辅助方法，其特征在于，所述无人机 采用无人直升机；所述步骤2)中，设置有多个悬停观察点，所述无人直升机经过悬停观察 点时，悬停至少15秒进行悬停监测。
6. 按照权利要求5所述的基于无人机的高空作业辅助方法，其特征在于，所述悬停观 察点包括，环形航线中，与作业位置的夹角分别为90°、180°、270°的位置，以及环形航线 上方与下方的螺旋形航线中，分别位于作业位置正上方与正下方的位置。
7. 按照权利要求5所述的基于无人机的高空作业辅助方法，其特征在于，所述步骤3) 中，警示装置采用声光报警器。
8. 按照权利要求6所述的基于无人机的高空作业辅助方法，其特征在于，所述步骤3) 中，对于非正常状况的判断方法为，无人直升机在监测过程中，螺旋形航线中出现物体在坚 直方向上发生形变或位移。
【文档编号】G05D1/10GK104155996SQ201410390299
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】王鑫, 徐寅龙 申请人:江苏恒创软件有限公司