工厂无人机室内安全巡检案例

一、项目背景与目标

背景

工厂内设备种类繁多，包括机床、喷雾塔、压机、泵体和压力容器等，潜在风险包括火灾、高温和易燃气体泄漏等。传统的人工巡检效率较低，存在盲点，并且不适合高温或危险区域的检查。

项目目标

部署一套基于室内无人机的智能巡检系统，以达到以下目标：

• 完全自主飞行、障碍物避让、图像采集、传感器监测。
• 多源数据整合与人工智能智能识别异常情况。
• 实时数据上传与异常警报。
• 低依赖人工干预，适应没有WiFi和障碍物较多的工厂环境。

二、系统架构概述

系统组成部分

模块功能介绍

• 无人机系统，适用于工业级的室内无人机，配备多种传感器，能够自主飞行并避开障碍，进行数据采集。
• 机巢系统具备起降平台，能够自动充电、数据传输，并适应环境（具备恒温和防尘功能）。
• 网络通信模块支持 Mesh 网络组建或本地5G微基站的部署，消除了对WiFi的依赖。
• 多传感器系统配备可见光与红外摄像头，以及甲烷、一氧化碳、烟雾、温度和红外传感器。
• 人工智能图像处理模块异常检测（明火、烟雾、温度升高、泄漏、占道、物体位移）
• 飞行与巡检管理平台的地面控制系统，用于管理飞行器、航线、任务和传感器的配置等。
• 告警与通知中心实时将异常信息推送至相关人员（短信/应用程序/广播/大屏幕）

三、核心功能介绍

无人机平台的设计

飞机硬件参数的建议

• 工业级飞行控制系统（具备自主飞行、姿态调节和避障功能）
• 支持承载重量超过 500 克的设备（如摄像头、传感器模块）。
• 双旋翼/四旋翼，具备稳定的悬停功能。
• 支持 RTK/SLAM 的室内定位功能。

搭载模块

• 可见光摄像头（1080p/4K分辨率）
• 红外热成像仪（精度±2℃）
• 甲烷传感器 / 一氧化碳传感器（ppm级别检测）
• 烟雾和温度传感器（用于检测异常火灾或高温情况）

通信网络的设计

室内网络通信建议如下：

优先选择：

实施Mesh网络或微覆盖WiFi-6接入点。

Mesh路由器安装在各个巡检地点。

确保图像和传感器数据上传的稳定性。

备用方案：5G室内小型基站

适用于对低延迟图像传输有较高需求的场景。

飞行系统功能介绍

增加机巢（直升机停机坪）每个厂区配备一个或多个“无人机巢”。

功能包括：

• 自动起飞、自动降落、自动充电和数据上传。
• 平台管理后台可以添加、编辑或停用机巢。
• 支持位置标记及其与地图坐标的关联。

添加无人机的功能。

• 每架无人机都有一个独特的编号。
• 登记参数包括：型号、电池容量、载重能力以及传感器的安装情况。
• 可关联飞行计划、任务历史和故障记录。
• 制定航班计划与航线，可视化地图功能可以编辑飞行路径，支持多段巡检点和路线规划。

飞行计划的参数包括：

• 开始和结束时间/定期任务（例如每天8:00）
• 飞行速度、高度和悬停时长
• 避障模式（红外/视觉SLAM/雷达传感器）
• 是否开启录像、图片捕捉、红外拍摄等功能？

摄影参数与传感器配置

• 每个航点都可以进行设置：
• 拍摄模式（视频、照片、红外或三者结合）
• 拍摄角度（垂直或倾斜）
• 分辨率、帧速等指标
• 传感器的采样频率和阈值预警配置。

人工智能识别系统与异常检测

图像分析内容（可以部署在边缘或服务器端）

可见光图像识别技术：

• 明火、烟雾、设备闪烁异常、侵占道路。
• 异物阻挡、设备位置变化、液体泄漏
• 红外图像识别技术。

热点识别（设备温度升高）

管道温度异常及热源检测

传感器联合识别：

• 温度超过阈值并且出现红外热点和烟雾时，火灾风险较高。
• 可燃气体与温度升高结合可能导致泄漏的风险。
• 烟雾与二氧化碳上升 => 初始火灾情况
• 联合图像与气体浓度的自动推理隐患。

二、模型与算法

• 算法可以与TensorFlow、PyTorch等人工智能框架进行集成。
• 模型定期进行训练更新（支持迁移学习）。
• 图像识别与传感器融合可以通过规则与人工智能相结合的方式来减少误报。

结果上传与异常提醒

数据存储与上传

• 所有图像、红外视频和传感器数据。
• 实时传输或在任务完成后批量上传到服务器。
• 结构化数据归档包括：时间、位置、数据值和图像链接。

通知系统的设计

• 异常识别后，系统会自动将其加入告警队列。
• 推送到值班人员的手机应用程序中。
• 推送到中控室的大屏幕、短信提醒、广播音响

告警等级划分：

• 一般（温度轻微超出标准）
• 严重（火灾、浓度危险）

四、方案的优势与拓展方向

优势说明

全自主飞行，无需人工干预，可按时间、地点和指定参数进行飞行。

高度适应性适应障碍复杂/无GPS/无WiFi的工厂环境

多维检测支持图像、多传感器和人工智能识别。

快速响应的实时警报联动系统，能够有效缩短反应时间。

易于扩展，能够支持更多传感器的安装、航线的扩展以及多厂区的管理。

魁鲸构建了自研飞控系统，集成路径规划、姿态控制、多传感实时融合、地图可视化等能力，并提供丰富二次开发支持 。

获取更多信息请联系售前电话

400-103-7662