Simulador de vuelo de búsqueda y rescate AUSE-V1

Simulador de vuelo de búsqueda y rescate AUSE-V1

1、Propósito e importancia 

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El petróleo es un recurso muy importante en la sociedad actual, y la estabilidad de los grandes equipos en las plantas petroquímicas y los oleoductos y gasoductos es muy importante. Los equipos e instalaciones de la planta química son enormes y complejos, y trabajan en condiciones de alta temperatura y alta presión. Están expuestos al aire durante mucho tiempo y sufren la lluvia y el viento, por lo que es fácil tener accidentes graves por fugas debido al envejecimiento, la corrosión y otros problemas. Para garantizar el funcionamiento normal de la planta química, es necesario realizar las inspecciones de rutina de la planta química y las instalaciones de tuberías para eliminar a tiempo los peligros ocultos de los equipos y las tuberías. La inspección de patrulla UAV es la nueva tecnología de inspección que utiliza drones para transportar otros equipos auxiliares para inspeccionar plantas químicas. Puede complementar eficazmente las áreas de inspección de patrulla en las que la inspección manual de patrulla es difícil o difícil de alcanzar mediante inspección manual. Mejora en gran medida la eficiencia de la inspección y garantiza el funcionamiento normal del equipo de instalación.

3、Contenido de desarrollo del proyecto y plan de implementación

3.1 Modelado de escena 3D de planta petroquímica

1) Modelado de fotografía oblicua de la escena de la planta química 

Analice y utilice los datos de la escena de aplicación de UAV en la planta química real, y utilice la tecnología de fotografía oblicua para realizar un modelado 3D de toda el área de la planta para restaurar realmente la imagen completa del equipo químico y el diseño de la gran planta petroquímica. Importe el modelado 3D construido en el UE del motor 3D.

3.2 UAV y modelado de equipos de inspección de patrullas 

1) Modelado de la plataforma de vuelo 

La plataforma es compatible con muchos modelos convencionales de vehículos aéreos no tripulados. Al mismo tiempo, en cooperación con los fabricantes de vehículos aéreos no tripulados y mediante el uso de los tamaños de los vehículos aéreos no tripulados, los dibujos CAD y el método fotográfico de prototipos con las herramientas 3dMax proporcionadas por ellos, la plataforma puede realizar modelos reales y hacer modelos 3D a igual escala para vehículos aéreos no tripulados de propósito especial, como vehículos aéreos no tripulados a prueba de explosiones, en plantas químicas para realizar la restauración de detalles del vehículo aéreo no tripulado.

2) Modelado de equipos de inspección de patrullas

Realmente restaurar el UAV equipado con equipo de misión: cámara de imagen térmica infrarroja, cámara de teleobjetivo con zoom, megáfono, instrumento de prueba de explosión (prueba de fuga de gas), equipado con molde (módulo de expansión de equipo de misión). Realice la restauración real de los detalles del equipo de la misión y los métodos de aplicación.

3.3 Proceso de inspección de patrullas de UAV petroquímicos y desarrollo de sujetos

1) Inspección de patrulla del dispositivo de reacción de gran altura 

El sistema lleva a cabo un modelado refinado de importantes dispositivos de reacción de gran altura, como la simulación de fallas y defectos de equipos de gran altura y la corrosión y el desprendimiento de los revestimientos exteriores de los edificios; simulando UAV para patrullar equipos clave de instalaciones de antorchas por encima de los 80 metros, como encendedores de antorcha a gran altitud y termopares de luz permanente. Y el sistema establece correspondientemente las fallas y defectos de los equipos relacionados.

2) Detección de fugas de petróleo y gas y localización de fugas

Llevar a cabo la detección de fugas de equipos e instalaciones importantes en el área de la planta  Simulando escenas diurnas e infrarrojas en luz visible, diurna e infrarroja. Restaurar la inspección de patrulla de fugas de la inspección diaria de UAV equipado con un detector de gas en el área de la planta. En condiciones de emergencia, está equipado con equipos de luz visible e infrarrojos para confirmar y localizar rápidamente la fuente de fuga de los dispositivos.

3) Inspección de patrulla de energía de la planta

Realice un modelado refinado de las instalaciones y piezas de la línea de suministro de energía en el área de la planta, y desarrolle el módulo de inspección de la fuente de alimentación en el área de la planta de UAV. El UAV realiza inspecciones de patrulla simuladas en las líneas aéreas de suministro de energía y equipos en el área de la planta, y desarrolla los módulos de defectos correspondientes. Entrene la capacidad de reconocimiento y manejo rápidos de los operadores para garantizar la seguridad del uso de energía en el área de la planta.

4) Entrenamiento básico de habilidades de vuelo

Diseñar el entrenamiento de habilidades básicas de vuelo para UAV, como despegue, aterrizaje, vuelo estacionario, vuelo en forma de ocho y ruta de vuelo de cuatro lados de acuerdo con los requisitos forenses y de operación de vuelo relevantes de puntos de habilidad clave para operaciones de vuelo para ejercitar las habilidades básicas de vuelo de los operadores. 

3.4 Investigación de Factores de Impacto Ambiental y Desarrollo de Respuestas a Situaciones Inesperadas

Investigue y desarrolle el impacto de accidentes inesperados, como interferencias electromagnéticas, cambios meteorológicos y cambios repentinos en la dirección del viento entre edificios de gran altura en el área de la planta química en UAV y las estrategias de respuesta y habilidades de los operadores. Agregue los factores que influyen (hielo, nublado, soleado, temperatura, viento, nube, lluvia, nieve, niebla, falla del GPS, colisión, etcétera) a la escena de inspección de la patrulla. Entrenar la capacidad de respuesta de los operadores en caso de emergencia. Estudiar los procedimientos y elementos de la inspección de patrullas de plantas químicas. Formular un plan de evaluación de la calidad de la simulación de los datos de disparo de la operación. Para que el personal pueda dominar las habilidades de inspección de patrullas de UAV en la capacitación, y capacitar de manera integral a los operadores de los tres aspectos de la lógica comercial de inspección de patrullas, la conciencia de seguridad y las habilidades de operación para permitirles mejorar la capacidad de manejo de accidentes y el nivel comercial a través de la práctica y garantizar la operación estable y segura de las plantas químicas.
 

3.5 Tecnología clave

1) Simulación en tiempo real de las características de vuelo de los UAV basada en Airsim+pixhawk

En vista de las complejas características del entorno durante el vuelo de la inspección de patrulla de UAV real, estudie las características de vuelo de diferentes tipos de UAV comunes en diferentes condiciones ambientales y los efectos de estos factores en las características de vuelo y el manejo del UAV. Utilice Pixhawk + Airsim para realizar la simulación de las características de la aeronave. Construya un entorno de conducción de aeronaves en una escena real basada en Microsoft AirSim para proporcionar un entorno realista y simular la potencia y la detección del UAV y brindar a los usuarios la experiencia operativa más realista.

2) Modelado de escenas 3D de alta precisión

Utilice datos de escenas de inspección de patrullas de plantas químicas reales para construir modelos 3D de UAV, módulos de equipos, escenas, equipos químicos y tuberías en el sistema de simulación, y realice un modelado refinado basado en los datos de dibujo, e importe los módulos 3D construidos en el UE del motor 3D. La escena tridimensional tiene una interfaz visual amigable, efectos base de modelo completos, detalles claros del modelo, partículas de alta calidad y efectos realistas.

3) Integración interactiva de VR y simulación

Desarrollar dispositivos montados en la cabeza como la principal herramienta de entrada para permitir que los alumnos estén completamente rodeados de escenas virtuales y sincronizar el posicionamiento espacial en tiempo real. Ya no utiliza métodos de entrada tradicionales, como manijas de botones y consolas, e integra manijas de UAV reales y control de vuelo para lograr el mismo modo de operación que la operación real de UAV.

4) Simulación de factores de influencia natural

Study the impact of complex factors (icing, cloudy, sunny, temperature, wind, cloud, rain, snow, fog, GPS failure, collision, etc.) on the performance and handling of UAV. In view of the complex terrain and environment characteristics of chemical plants, study the flight characteristics of different types of common UAV in  chemical plant reaction devices and complex terrain environment conditions between high-rise buildings and the effects of these unfavorable factors on the flight characteristics and handling of the UAV. Integrate these factors into the simulation system to restore the UAV line patrol operation in the real and complex environment, and train the response ability of operators in emergency.