CN103427366B - 用于控制识别输电线路的直升机机载系统的实时空间位置动态度量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制识别输电线路的直升机机载系统，该用于控制识别输电线路的直升机机载系统包括：控制计算机、图像存储压缩模块、摄像图像显示器、光电检测仪、视频传输通讯模块、基于虚拟仪器控制界面控制识别的控制计算机、数码显示器、LED显示灯、语音报警器、综合控制键盘、红外采集放大模块、红外测温仪、CCD摄像机、红外摄像机、可见光及紫外成像仪、红外热电视、操作平台系统、三维导航系统。本发明利用红外热成像仪等诊断技术可实现变电设备运行状态时远距离、不停电、不接触、不取样、不解体的情况下，检测出设备故障引起的异常红外辐射和温度，给输电线设备状态识别监测提供了一种先进的系统。

Description

用于控制识别输电线路的直升机机载系统的实时空间位置动态度量方法

技术领域

本发明属于输电线的识别检测技术领域，尤其涉及一种用于控制识别输电线路的直升机机载系统。

背景技术

输电线路广泛分布在平原及高山峻岭等恶劣的自然环境中，同时还受到洪水、滑坡等自然灾害的损害，运行环境相当恶劣。国内外输电线路应用直升机作业的情况随着高电压、大功率、长距离输电线路的出现。检测识别输电线参数进行远程监测成为一项迫切工作。输电线路在线监测系统是智能电网输电环节的重要组成部分，是实现输电线路状态运行、检修管理、提升生产运行管理精益化水平的重要技术手段。

早在50年代末期，美国、加拿大以及西欧各国就已经在架空输电线路上使用直升机抢救伤病员和进行线路检测识别等工作。随着中、重型直升机的陆续出现，尤其是国外在直升机参与架空输电线路施工方面取得了巨大进展.直升飞机监测识别、检修及带电作业已在欧美澳等发达地区和国家得到广泛应用。

从目前科技发展水平看，直升机检测识别可以将稳定的可见光图象与红外热成像有机的结合起来，达到了目前最佳的巡视和检测效果。另外，对于事故抢险情况下，使用直升机检测识别、运送人和物，机动性强，可以快速反应，效益也会很明显。是最适合长距离、恶劣地形输电线路的识别检测的方法。直升飞机巡检超高压输电线路具有巡检灵活机动和不受高山深谷限制的独特优势，利用设备能够发现一些人工巡视中难以发现的隐蔽的线路故障，通过计算机数据分析，可极大提高巡检的效率。根据电网输电线路运行工作实际情况和具体地理位置情况，确定航巡重点线路及重点部位；根据线路走径方向和线路长度调整起降场，减少飞行往返距离，降低航巡作业成本，保证航巡质量，提高航巡效率。直升机巡检超高压输电线具有巡检灵活机动和不受高山深谷限制等独特优势；利用设备能够发现一些人工巡视中难以发现的隐蔽的设备缺陷，通过计算机数据分析，可极大提高巡检的效率。

利用红外热像仪对线路上的导线接续管、耐张管、跳线线夹、导地线线夹、金具、绝缘子等进行拍摄，并分析数据，判断其是否正常。

在航巡中应用紫外成像仪、红外测温仪记录监测基础杆塔拍摄，并分析数据，判断其杆塔区域和输电线位置的区域，从而对直升机的飞行正确航道提供安全指示和保障。

利用紫外成像仪、红外测温仪、可见光成像仪对线路上的绝缘子、跳线线夹、导地线夹、金具等进行拍摄，检测电晕放点情况，判断设备运行是否正常。直升机巡检输电线路与传统的人工巡线作业相比，具有高效快捷、机动灵活、可靠稳定、科技含量高、不受地域影响等优点。目前在许多先进国家已经逐步取代传统的地面人工巡线方式。

直升机巡检输电线路的技术研究与应用将为电网系统的安全、可靠、稳定运行提供强有力的支持，也将提高电网系统的运行质量和运行效益，降低输电线路的运行维护成本。因此，无论从技术角度还是从经济角度考虑，直升机巡检输电线路都是必要的和可行的。直升机巡线时通过红外线成像仪、可见光摄像机等先进的设备获取大量的红外图像和可见光图像等。对这些图像进行处理、分析和理解，判断图像中的导线、绝缘子、防震锤等部件是否出现缺陷、故障等，是直升机巡线技术的一个重要研究方向。对提高直升机巡线的自动化和智能化水平有着重要意义。

通过对直升机检测识别识别技术的国内外调研，发现当前的直升机检测识别技术存在如下问题：

(1)目前直升机检测识别的成本高，一般需要2人检测识别，而且识别检测的平均速度慢、有效时间短、工作效率低；

(2)当前直升机识别检测系统中，只能将识别检测图像进行录像，靠人工观察和分析，无法做到远程实时监控与调度指挥，在应急灾害识别检测中弊端尤为突出；

(3)直升机检测识别作业自动化程度不高，没有专业的机载系统作支持，所有设备全部依靠手工操作，数据漏检较多；

(4)直升机检测识别技术单一，主要靠人眼、望远镜，发现缺陷后，采用可见光对设备进行摄像、红外热像仪存在记录缺陷，对于如线路电晕放电等隐蔽性缺陷不能有效发现，对于线路通道道交跨物危害性目标的距离监测只能靠目测大致估算；

(5)当前直升机识别检测技术数字化程度不高，一般采用磁带记录图像数据，不利于地面人工通过计算机分析缺陷和管理检测识别缺陷图像等。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于控制识别输电线路的直升机机载系统，旨在解决直升机对输电线识别模式和工作效率低，而且不能实现图像及时检测传输存储，语音报警和对讲，危险异常信息的反馈，直升机飞行的安全性低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种用于控制识别输电线路的直升机机载系统，该用于控制识别输电线路的直升机机载系统包括：控制计算机、图像存储压缩模块、摄像图像显示器、光电检测仪、视频传输通讯模块、基于虚拟仪器控制界面控制识别的控制计算机、数码显示器、LED显示灯、语音报警器、综合控制键盘、红外采集放大模块、红外测温仪、CCD摄像机、红外摄像机、可见光及紫外成像仪、红外热电视、操作平台系统、三维导航系统；

与图像存储压缩模块、摄像图像显示器、视频传输通讯模块、光电检测仪、红外测温仪、CCD摄像机、红外摄像机、可见光及紫外成像仪、红外热电视、操作平台系统和三维导航系统连接，用于对图像存储压缩模块、摄像图像显示器、视频传输通讯模块、光电检测仪、红外测温仪、CCD摄像机、红外摄像机、可见光及紫外成像仪、红外热电视、操作平台系统和三维导航系统的信号进行双向传输用于实行识别和控制功能的计算机系统；

与综合控制键盘、语音报警器、数码显示器、LED显示灯连接，接收视频传输通讯模块的视频信息的基于虚拟仪器控制显示界面控制识别的控制计算机；通过综合控制键盘操作基于虚拟仪器控制界面控制计算机，通过语音报警器发出语音报警，通过数码显示器显示数码信息，通过LED显示灯进行信息指示；

与控制计算机连接，用于采用光电传感器、机场雷达监视系统、导航定位系统获取多传感器数据，完成多传感器数据的配准与融合，通过卫星定位系统将导航信息传送给飞行器，实现对飞行器进行三维可视化导航，使直升机在线路安全的区域内自动导航飞行的三维导航系统；

用于实现对图像进行压缩和存储的功能的图像存储压缩模块，摄像图像显示器实行显示摄像图像信息，红外测温仪通过用实现红外功能测量温度，CCD摄像机和红外摄像机分别利用CCD和红外进行摄像，可见光及紫外成像仪把可见光及紫外成像显示，操作平台系统实现人工或智能操作，三维导航系统实现三维导航的功能，红外热电视实现红外热电视图像屏幕显示的功能；

视频传输通讯模块的下端连接基于虚拟仪器控制界面控制识别计算机，把视频等信息传输给基于虚拟仪器控制界面控制识别计算机。

进一步，可见光及紫外成像仪采用双通道紫外成像UVOLLE-S/SV。

进一步，数码显示器的数码显示电路是由8位串行输入/并行输出移位寄存器74LS164来实现控制数码管的静态显示。

进一步，三维导航系统，采用光电传感器、机场雷达监视系统、导航定位系统获取多传感器数据，完成多传感器数据的配准与融合，通过卫星定位系统将导航信息传送给飞行器，实现对飞行器进行三维可视化导航。

进一步，所述的用于控制识别输电线路的直升机机载系统采用实时空间位置动态度量的方法，所述方法基于杆塔空间GPS位置信息，动态测量吊舱接近杆塔的距离，进而实现自动调整吊舱对准杆塔；在每次直升机飞行或是巡检前，建立杆塔的GPS信息，并标注每个杆塔的类型，即直线塔还是耐张塔，规划飞行的安全通道，进而可以推定出导线区域的位置及方向，制定直升机飞行的速率，在导线区域或是杆塔区域慢速飞行，否则的话，则快速飞行；直升机在飞行中，随时计算吊舱与最近杆塔的距离，在接近杆塔时，分析与杆塔距离的变化趋势，即在大号侧与小号侧各50米范围内，主要针对杆塔区域和导线区域拍摄，分析距离变化趋势，旋转吊舱对其分别进行拍摄和图像采集分析。

本发明提供的用于控制识别输电线路的直升机机载系统，为直升飞机提供了卓越的自动稳定悬停及安全飞行性能。直升机在飞行过程中，对输电线识别检测从而做出及时、快速、准确的判断处理，增强供电可靠性，提高用户的满意度。极大的提高供电可靠性，提高作业自动化、信息化水平；为电力线路的安全、经济运行保驾护航。本发明为直升机对输电线检测识别(快速、精确查找到电网及其设备的故障点)，可以降低维护人员作业风险和工作强度，改善电力检测识别工作环境，提升输电线路运行维护管理水平；对于现在直升机飞行的安全性和作业的有效性提供保障。

本发明采用三维自动导航系统，使直升机在线路安全的区域内自动导航飞行，确保直升机检测识别的安全性与有效性。综上目前的直升机用于输电线的监测及目前直升机各个领域的广泛应用及目前发展水平趋势，而航空业的发展，特别是通用航空业务的不断普及，也为输电线路的建设和运行维护提供了新的技术方法和手段。此外，本发明对输电线的识别检测具有自动化，智能化，高速，高科技，反应快，安全可靠，受地域及地形影响小的特色。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于控制识别输电线路的直升机机载系统的结构示意图；

图中：1、控制计算机；2、图像存储压缩模块；3、摄像图像显示器；4、光电检测仪；5、视频传输通讯模块；6、基于虚拟仪器控制界面控制识别的控制计算机；7、数码显示器；8、LED显示灯；9、语音报警器；10、综合控制键盘；11、红外采集放大模块；12、红外测温仪；13、CCD摄像机；14、红外摄像机；15、可见光及紫外成像仪；16、红外热电视；17、操作平台系统；18、三维导航系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明提供的用于控制识别输电线路的直升机机载系统结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。

本发明实施例的用于控制识别输电线路的直升机机载系统，该用于控制识别输电线路的直升机机载系统包括：控制计算机、图像存储压缩模块、摄像图像显示器、光电检测仪、视频传输通讯模块、基于虚拟仪器控制界面控制识别计算机、数码显示器、LED显示灯、语音报警器、综合控制键盘、红外采集放大模块、红外测温仪、CCD摄像机、红外摄像机、可见光及紫外成像仪、红外热电视、操作平台系统、三维导航系统；

与图像存储压缩模块、摄像图像显示器、视频传输通讯模块、光电检测仪、红外测温仪、CCD摄像机、红外摄像机、可见光及紫外成像仪、红外热电视、操作平台系统和三维导航系统连接，用于对图像存储压缩模块、摄像图像显示器、视频传输通讯模块、光电检测仪、红外测温仪、CCD摄像机、红外摄像机、可见光及紫外成像仪、红外热电视、操作平台系统和三维导航系统的信号进行双向传输实行识别和控制的功能的控制计算机；与综合控制键盘、语音报警器、数码显示器、LED显示灯连接，

接收视频传输通讯模块的视频信息的基于虚拟仪器控制界面控制识别的计算机；通过综合控制键盘操作基于虚拟仪器控制界面控制识别的计算机，通过语音报警器发出语音报警，通过数码显示器显示数码信息，通过LED显示灯进行信息指示；

与控制计算机连接，用于采用光电传感器、机场雷达监视系统、导航定位系统获取多传感器数据，完成多传感器数据的配准与融合，通过卫星定位系统将导航信息传送给飞行器，实现对飞行器进行三维可视化导航，使直升机在线路安全的区域内自动导航飞行的三维导航系统；

用于实现对图像进行压缩和存储的功能的图像存储压缩模块，摄像图像显示器实行显示摄像图像信息，红外测温仪通过用实现红外功能测量温度，CCD摄像机和红外摄像机分别利用CCD和红外进行摄像，可见光及紫外成像仪把把红外成像仪及红外摄像机没有采集到的图像及信息收集并显示出来，操作平台系统实现人工或智能操作，三维导航系统实现三维导航的功能，红外热电视实现直升机系统操作人员可以通过红外热电视进行图像或是视频的可视化及操作性的功能；

视频传输通讯模块的下端连接基于虚拟仪器控制界面控制识别的计算机，把视频等信息传输给基于虚拟仪器控制界面控制识别的计算机系统。

作为本发明实施例的一优化方案，可见光及紫外成像仪采用双通道紫外成像仪UVOLLE-S/SV。

作为本发明实施例的一优化方案，数码显示器的数码显示电路是由8位串行输入/并行输出移位寄存器74LS164来实现控制数码管的静态显示。

作为本发明实施例的一优化方案，三维导航系统，采用光电传感器、机场雷达监视系统、导航定位系统获取多传感器数据，完成多传感器数据的配准与融合，通过卫星定位系统将导航信息传送给飞行器，实现对飞行器进行三维可视化导航。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例的用于控制识别输电线路的直升机机载系统主要由控制计算机1、图像存储压缩模块2、摄像图像显示器3、光电检测仪4、视频传输通讯模块5、基于虚拟仪器控制界面控制识别的控制计算机6、数码显示器7、LED显示灯8、语音报警器9、综合控制键盘10、红外采集放大模块11、红外测温仪12、CCD摄像机13、红外摄像机14、可见光及紫外成像仪15、红外热电视16、操作平台系统17、三维导航系统18组成；识别系统机载控制计算机1为一种新型对输电线识别的直升机低空机载系统的核心，连接图像存储压缩模块2、摄像图像显示器3、视频传输通讯模块5、光电检测仪4、红外测温仪12、CCD摄像机13、红外摄像机14、可见光及紫外成像仪15、红外热电视16、操作平台系统17和三维导航系统18并对图像存储压缩模块2、摄像图像显示器3、视频传输通讯模块5、光电检测仪4、红外测温仪12、CCD摄像机13、红外摄像机14、可见光及紫外成像仪15、红外热电视16、操作平台系统17和三维导航系统18的信号进行双向传输实行识别和控制的功能，图像存储压缩模块2实现对图像进行压缩和存储的功能，摄像图像显示器3实行显示摄像图像信息，红外测温仪12通过用实现红外功能测量温度，CCD摄像机13和红外摄像机14分别利用CCD和红外进行摄像，可见光及紫外成像仪15可以把可见光及紫外成像显示，操作平台17系统实现人工或智能操作，三维导航系统18实现三维导航的功能，红外热电视16实现直升机系统操作人员可以通过红外热电视进行图像或是视频的可视化及操作性的功能；视频传输通讯模块5的下端连接基于虚拟仪器控制界面控制识别的计算机6，把图像视频等信息传输给基于虚拟仪器控制界面控制识别的计算机6；基于虚拟仪器控制界面控制识别的计算机6的下端连接综合控制键盘10、语音报警器9、数码显示器7、LED显示灯8，通过综合控制键盘10操作基于虚拟仪器控制界面控制识别计算机6，通过语音报警器9发出语音报警，通过数码显示器7显示数码信息，通过LED显示灯8进行信息指示；光电检测仪4连接红外采集放大模块11并实行对光电检测仪4检测到的信息与红外采集放大模块11双向通讯；

可见光及紫外成像仪15采用双通道紫外成像仪UVOLLE-S/SV。双通道紫外成像仪UVOLLE-S/SV拥有独一无二的镜头和光学滤波片确保白天可以完全日盲的状态工作，清晰的显示电晕现象而不受干扰的功能；

三维导航系统18，采用光电传感器(红外和可见光)、机场雷达监视系统(空管雷达和地面监视雷达)、导航定位系统(无线电导航定位系统和卫星定位系统)获取多传感器数据的基础上，完成多传感器数据的配准与融合，通过卫星定位系统将导航信息传送给飞行器，实现对飞行器进行三维可视化导航。)使直升机在线路安全的区域内自动导航飞行确保直升机检测识别的安全性与有效性；数码显示器7的数码显示电路是由8位串行输入/并行输出移位寄存器74LS164来实现控制数码管的静态显示。

本发明的工作原理：

输电线识别对象包括导线、引流线、绝缘子、防震锤、线夹、塔身、金具等。基于红外传感器性能良好，灵敏度高，响应速度快，具有较高的响应频率；能适应较广的温度范围，工作可靠而且系统成本低，监控范围广，光纤红外传感器还具有抗电磁和射频干扰的特点，基于以上要求和原理，提出一种装备光电检测仪4、红外热像仪12与可见光紫外成摄像15、CCD摄影机13等设备，对输电线路进行识别和录像的直升机机载系统。本新型系统从直升机对线路导航的自动化、各种识别设备拍摄线路的自动化、发现线路部件缺陷的智能化及对线路部件缺陷管理的规范化着手，进行深入研究。

本发明包括：直升机主体、装设于直升机主体内的飞行控制系统和摄像系统；飞行控制系统包括：红外采集放到模块11、图像存储器、检测直升机位置的GPS装置，直升机低空机载主要采用先进的远红外热成像仪器和可见光摄像机等先进设备，通过对输电设备进行多角度的俯视、侧视检测，并配合GPS准确定位；摄像系统、光电检测仪4、红外测温仪12等装置安装在稳定操作云台之上，将摄像装置所摄图像发往图像存储显示器连接摄像控制器用以接受视频存储控制指令的无线指令接收装置。控制识别系统，主控单元控制部分是由单片机AT89C51来实现的。经输电线热释红外经过放大比较后，将它们各自的电压信号接入到单片机的数据输入端口，经过单片机控制，在输出口输出用来控制语音芯片的地址，当发生异常时，使其语音自动发声报警；语音报警器8功能主要是由语音芯片ISD2560及一些附属的电阻，电容和扬声器来实现的，数码显示器8是由8位串行输入/并行输出移位寄存器74LS164来控制数码管的静态显示。综合控制键盘10用于对控制识别系统的更好的查看编辑，完成传输接受图像数码显示和异常语音报警及语音对讲播报功能。光电检测仪4主要利用光电效应把光信号转变为电信号的光电检测器，它具有灵敏度高、噪声小、响应快、成本低和可靠性高。本发明采用APD雪崩光电二极管。

红外成像仪采用MIKRON公司推出的MCS640红外热像仪，一款超高温红外热成像仪，最高测温温度可以达到3000度，全数字实时动态成像，千兆网传输，远程控制，高性能，采用先进的免维护设计，工业级防护外壳，还有各种可选的防护外壳，以适应高温、多尘等各种不同的恶劣环境。它具有网络远程控制与数据传输功能，适合远程或是测量危险区域，通过局域网远程控制盒观测量过程，测量数据通过局域网高速输出到远程计算机或存储设备内。从而保证安全性。它具有及时性、全面性、便捷性等特点。

紫外成像仪：全球紫外成像技术先锋OFIL公司再出新品-简洁紧凑的双通道紫外成像仪UVolle-S/SV。此款小巧轻便型紫外成像仪UVolle-S/SV，拥有独一无二的镜头和光学滤波片确保白天可以完全日盲的状态工作，清晰的显示电晕现象而不受干扰的功能。

CCD成像仪：KD6002E全方位摄像仪，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。全方位摄像仪控制全天候防护罩的雨刷、加热、风扇、除霜等特点，全部采用全自动功能。

红外采集放大模块11由多路红外检测电路的功能是由热释红外探头P2288来实现的。利用多个探头，装在不同位置，相互协调，形成多路检测，这样就可以消除盲区，扩大监测范围；放大电路是由VT9013和CA3140组成两级放大来实现的：配有光电检测仪，中间比较电路是由CA3140来实现的。这样经过放大比较后的信号最终能为主机提供数据信号。

本发明的实时空间位置动态度量的方法，它是基于杆塔空间GPS位置信息，动态测量吊舱接近杆塔的距离，进而实现自动调整吊舱对准杆塔。首先，在每次直升机飞行或是巡检前，建立杆塔的GPS信息，并标注每个杆塔的类型，即直线塔还是耐张塔，规划飞行的安全通道，进而可以推定出导线区域的位置及方向，制定直升机飞行的速率，在导线区域或是杆塔区域慢速飞行，否则的话，则快速飞行。直升机在飞行中，随时计算吊舱与最近杆塔的距离，在接近杆塔时，分析与杆塔距离的变化趋势，即在大号侧与小号侧各50米范围内，主要针对杆塔区域和导线区域拍摄，分析距离变化趋势，旋转吊舱对其分别进行拍摄和图像采集分析。安装在直升机中的吊舱能自动识别并对准标塔，采用图像识别技术，自动跟踪导地线，使直升机在导线区域进行快速检测识别，在杆塔区域不悬停地对杆塔大小侧进行全方位拍摄，进而实现了高效识别检测。

可同时承载数字红外成像仪、机载紫外成像仪、高清可见光相机的一体化吊窗系统，并附加一个空间测量的全景相机，对线路的各种缺陷进行全面的监测。在直升机飞行时，能在线诊断监测线路部件的热缺陷、电焊缺陷、表面机械缺陷等。

本发明的三维导航系统18，(一种基于多传感器信息融合的三维可视化导航方法，在利用光电传感器(红外和可见光)、机场雷达监视系统(空管雷达和地面监视雷达)、导航定位系统(无线电导航定位系统和卫星定位系统)获取多传感器数据的基础上，完成多传感器数据的配准与融合，通过卫星定位系统将导航信息传送给飞行器，实现对飞行器进行三维可视化导航。)使直升机在线路安全的区域内自动导航飞行，确保直升机飞行及检测识别的安全性与有效性。

利用红外热成像仪等诊断技术可实现变电设备运行状态时远距离、不停电、不接触、不取样、不解体的情况下，检测出设备故障引起的异常红外辐射和温度，给输电线设备状态识别监测提供了一种先进手段。紫外成像对于一些外部有电晕和放电的缺陷较为敏感，如导线外部损伤、断股、散股等故障易检测；在一定程度上能够反映一些绝缘子缺陷，如复合绝缘子的护套损伤、电蚀，在雨后或潮湿天气中能观测到，在干燥天气中不明显；对于零值绝缘子的测量判断则敏感性较弱。其作业项目主要有：机载系统的可见光及紫外成像仪、远距离摄影、红外热成像、红外热电视、视频图像存储器、CCD摄像机、光电检测仪等。(对于可见光录像，则阳光越强，成像越清晰，与红外热成像矛盾。因此，结合可见光摄像与红外成像仪的一并进行图像采集使用)，其至少可以执行任务：依据直升机机载飞行以及结合控制识别系统，可实时监测直升机的飞行姿态，并且采用稳定操作平台。当直升机机载识别运行出现异常时，可以通过此操作平台调节控制。其在任何飞行高度、多数天气状况甚至信号短时间中断的情况下，直升机机载系统可以正常运行。为直升飞机提供了卓越的自动稳定悬停及安全飞行性能。直升机在飞行过程中，对输电线识别检测从而做出及时、快速、准确的判断处理，增强供电可靠性，提高用户的满意度。极大的提高供电可靠性，提高作业自动化、信息化水平.为电力线路的安全、经济运行保驾护航。在直升机飞行中，记录的图像数据量巨大，单纯依靠人眼判决，工作强度很大，人眼不易发现一些隐蔽性缺陷，可以为直升机对输电线检测识别(快速、精确查找到电网及其设备的故障点)，可以降低维护人员作业风险和工作强度，改善电力检测识别工作环境，提升输电线路运行维护管理水平。对于现在直升机飞行的安全性和作业的有效性提供保障。采用三维自动导航系统18及实时空间位置动态度量的方法，使直升机在线路安全的区域内自动导航飞行，确保直升机检测识别的安全性与有效性。

本发明针对控制判断识别系统的具体设计，针对对图像及采集的信号显示结果分析判断，人工分析的工作量大及不准确性问题，本发明采用虚拟仪器技术，设置人机显示控制设别界面，硬件以PXI模块化仪器架构为主，同时通过GPIB和RS232总线扩展多个专用和自研控制设备，设置属性查询、地图查询、图像处理、缺陷记录、异常分析等，第一时间为直升机低载系统提供前方输电线反馈信息。在图像诊断时，建立了线路的知识模型，采用层次化推理模式识别线路的主要部件，采用基于虚拟仪器控制界面参数设置及对比，从而分析判断识别部件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.用于控制识别输电线路的直升机机载系统的实时空间位置动态度量方法，所述用于控制识别输电线路的直升机机载系统包括：控制计算机、图像存储压缩模块、摄像图像显示器、光电检测仪、视频传输通讯模块、基于虚拟仪器控制界面控制识别的控制计算机、数码显示器、LED显示灯、语音报警器、综合控制键盘、红外采集放大模块、红外测温仪、CCD摄像机、红外摄像机、可见光及紫外成像仪、红外热电视、操作平台系统、三维导航系统；与图像存储压缩模块、摄像图像显示器、视频传输通讯模块、光电检测仪、红外测温仪、CCD摄像机、红外摄像机、可见光及紫外成像仪、红外热电视、操作平台系统和三维导航系统连接，用于对图像存储压缩模块、摄像图像显示器、视频传输通讯模块、光电检测仪、红外测温仪、CCD摄像机、红外摄像机、可见光及紫外成像仪、红外热电视、操作平台系统和三维导航系统的信号进行双向传输实行识别和控制的功能的控制计算机；与综合控制键盘、语音报警器、数码显示器、LED显示灯连接，接收视频传输通讯模块的视频信息的基于虚拟仪器控制界面控制识别的控制计算机；通过综合控制键盘操作基于虚拟仪器控制界面控制识别的控制计算机，通过语音报警器发出语音报警，通过数码显示器显示数码信息，通过LED显示灯进行信息指示；

与控制计算机连接，用于采用光电传感器、机场雷达监视系统、导航定位系统获取多传感器数据，完成多传感器数据的配准与融合，通过卫星定位系统将导航信息传送给飞行器，实现对飞行器进行三维可视化导航，使直升机在线路安全的区域内自动导航飞行的三维导航系统；

用于实现对图像进行压缩和存储的功能的图像存储压缩模块，摄像图像显示器实行显示摄像图像信息，红外测温仪通过用实现红外功能测量温度，CCD摄像机和红外摄像机分别利用CCD和红外进行摄像，可见光及紫外成像仪把可见光及紫外成像显示，操作平台系统实现人工或智能操作，三维导航系统实现三维导航的功能，红外热电视实现红外热电视的功能；视频传输通讯模块的下端连接基于虚拟仪器控制界面控制识别的控制计算机，把视频等信息传输给基于虚拟仪器控制界面控制识别的控制计算机；其特征在于

所述方法基于杆塔空间GPS位置信息，动态测量吊舱接近杆塔的距离，进而实现自动调整吊舱对准杆塔；在每次直升机飞行或是巡检前，建立杆塔的GPS信息，并标注每个杆塔的类型，即直线塔还是耐张塔，规划飞行的安全通道，进而可以推定出导线区域的位置及方向，制定直升机飞行的速率，在导线区域或是杆塔区域慢速飞行，否则的话，则快速飞行；直升机在飞行中，随时计算吊舱与最近杆塔的距离，在接近杆塔时，分析与杆塔距离的变化趋势，即在大号侧与小号侧各50米范围内，主要针对杆塔区域和导线区域拍摄，分析距离变化趋势，旋转吊舱对其分别进行拍摄和图像采集分析。

2.如权利要求1所述的实时空间位置动态度量的方法，其特征在于，可见光及紫外成像仪采用双通道紫外成像仪UVOLLE-S/SV。

3.如权利要求1所述的实时空间位置动态度量的方法，其特征在于，数码显示器的数码显示电路是由8位串行输入/并行输出移位寄存器74LS164来实现控制数码管的静态显示。

4.如权利要求1所述的实时空间位置动态度量的方法，其特征在于，三维导航系统，采用光电传感器、机场雷达监视系统、导航定位系统获取多传感器数据，完成多传感器数据的配准与融合，通过卫星定位系统将导航信息传送给飞行器，实现对飞行器进行三维可视化导航。