CN105162042A - 输电线路无人机单塔巡视路径规范控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电线路无人机单塔巡视路径规范控制方法,包括目标巡视杆塔、电力线和输电线路巡视无人机,其特征在于:所述的输电线路巡视无人机巡视路径依次包括垂直上升巡视路径、斜跨杆塔巡视路径、垂直下降巡视路径、沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径、再次上升巡视路径、交叉斜跨杆塔巡视路径、再次垂直下降巡视路径、沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径以及返回原地路径;该方法,由于巡视路径依次有序,并通过遥控器人工控制转向,且均在安全距离内,所以能够实现对目标巡视杆塔及电力线的多角度、全方位、连续有序记录、规范客观的巡视,避免了因人不同的操作带来的差异,并确保了巡检影像资料的有效性。
Description
技术领域
本发明涉及一种输电线路无人机巡视方法的改进,具体地说是输电线路无人机单塔巡视路径规范控制方法。
背景技术
传统输电线路人工巡视一般是运维人员徒步进行巡视,在沿输电线路步行前进的同时,用肉眼或望远镜及其他检测仪器对输电线路及杆塔进行巡视及检测,而输电线路杆塔遍布于野外,部分处于荆棘丛生、人迹罕至的偏僻山区,给运维人员的巡视带来极大困难;对于跨铁路、跨森林等高跨杆塔,杆塔高度较高,人员在地面很难看清杆塔上部设备的情况,容易造成缺陷漏报。
近几年来,伴随着无人机、精密探测和导航技术的发展,采用无人机巡视输电线路已经得到初步应用,如中国专利201110276785.1公开的“一种无人机输电线路航巡系统”,由无人机、摄像系统和控制系统构成,摄像系统包括陀螺仪,通过陀螺仪实现悬停飞行结合,以及摄像角度的调节;所述的控制系统包括GPS定位系统,通过GPS定位系统记录杆塔缺陷位置,并实现自主线路导航控制。显然,这种无人机输电线路航巡系统,不受地理环境及高度的限制,轻松实现对杆塔的全方位、无死角巡视,并留存照片及录像等客观资料,方便后续对杆塔环境进行查看。但这种无人机输电线路航巡系统,在起飞前需预先设定巡线程序,而这种巡线程序因人而定,操作不规范;同时,通过GPS定位系统实现转向不能精确控制。另外,目前,虽然作业人员对于无人机操控具有一定的经验,但在输电线路单塔精细巡视方面,一般是在发生跳闸事故时,作业人员对某处位置进行怀疑后,才利用无人机进行确认,在对输电线路单塔巡检作为正常巡视方面,还没有形成固定的作业方式,作业人员操作还具有盲目性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用现有的输电线路巡视无人机、对单塔正常巡视、克服因人巡视的不规范性、通过遥控器由人操作控制转向、以提高巡视效率的输电线路无人机单塔巡视路径规范控制方法。
为了达到以上目的,本发明所采用的技术方案是:该输电线路无人机单塔巡视路径规范控制方法,包括目标巡视杆塔、电力线和输电线路巡视无人机,在杆塔的下部设有杆号牌,电力线的悬挂点设在目标巡视杆塔的上部,通过输电线路巡视无人机巡视目标巡视杆塔及其电力线的故障部位,其特征在于:所述的输电线路巡视无人机巡视路径依次包括垂直上升巡视路径A—B、斜跨杆塔巡视路径B—C、垂直下降巡视路径C—D、沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E、再次上升巡视路径E—F、交叉斜跨杆塔巡视路径F—G、再次垂直下降巡视路径G—H、沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y以及返回原地路径Y—A;所述的垂直上升巡视路径A—B的始飞点A设在电力线输出方向左侧、目标巡视杆塔的前侧地面上,且始飞点A离目标巡视杆塔的距离为20-50m,从始飞点A至目标巡视杆塔的连线与电力线的投影之间的夹角a1为30—60度;所述的垂直上升巡视路径A—B的终点B设在电力线左侧的上方,从终点B至垂直电力线的连线与电力线至垂直向上的垂直线之间的夹角a2为30—60度;所述的斜跨杆塔巡视路径B—C的终点C与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对目标巡视杆塔对称;所述的垂直下降巡视路径C—D的终点D设在与杆号牌等高的位置,且与垂直下降巡视路径C—D的起点C相对电力线对称;所述的沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的终点E设在与杆号牌等高的位置,且沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的起点D相对目标巡视杆塔对称;所述的再次上升巡视路径E—F的终点F设在与垂直上升巡视路径A—B的终点B的等高位置,且与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对电力线对称;所述的交叉斜跨杆塔巡视路径F—G的终点G设在与斜跨杆塔巡视路径B—C的终点C相对电力线对称的位置,同时也与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对目标巡视杆塔对称;所述的再次垂直下降巡视路径G—H的终点H与杆号牌等高,且与沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的起点D相对电力线对称;所述的沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y与沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E平行、等高,沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y的终点Y与再次上升巡视路径E—F的始点E相对电力线对称,同时接于垂直上升巡视路径A—B。
本发明还通过如下措施实施:所述的斜跨杆塔巡视路径B—C与交叉斜跨杆塔巡视路径F—G为相互垂直交叉,其交叉点的投影设在目标巡视杆塔的悬挂横担中心位置。
所述的输电线路巡视无人机包括无人机、摄像系统和相匹配的遥控器构成,其中无人机、摄像系统(摄像系统包括陀螺仪,通过陀螺仪实现悬停飞行结合,以及摄像角度的调节)均为现有技术;所述的相匹配的遥控器的操作板面上设有上升按钮、后转向按钮、下降按钮、前转向按钮、水平角度调节按钮,通过遥控器及其程序控制实现路径的转向。
本发明的有益效果在于:该输电线路无人机单塔巡视路径规范控制方法,与目前使用无人机巡视输电线路的方法相比,由于巡视路径依次有序,并通过遥控器及其程序控制实现路径的转向,且均在安全距离内,所以能够实现对目标巡视杆塔及电力线的多角度、全方位、连续有序记录、规范客观的巡视,避免了因人不同的操作带来的差异,并确保了巡检影像资料的有效性。
附图说明
图1为本发明的巡视路径主视示意图。
图2为本发明的垂直上升巡视路径A—B的始飞点A与目标巡视杆塔、电力线投影位置关系示意图。
图3为本发明的垂直上升巡视路径A—B的终点B和再次上升巡视路径E—F的终点F相对电力线位置关系示意图。
图中:1、目标巡视杆塔;2、电力线;3、输电线路巡视无人机;4、杆号牌。
具体实施方式
实施例:
图1、图2、图3给出了本发明的一个实施例。参照图1、图2、图3进一步说明本发明的实施步骤。该输电线路无人机单塔巡视路径规范控制方法,包括目标巡视杆塔1、电力线2和输电线路巡视无人机3,目标巡视杆塔1为电力系统中常规使用的不同型号输电杆塔,在杆塔的下部设有杆号牌4,电力线2的悬挂点设在目标巡视杆塔1的上部,通过输电线路巡视无人机3巡视目标巡视杆塔1及其电力线2的故障部位,其特征在于:所述的输电线路巡视无人机3巡视路径依次包括垂直上升巡视路径A—B、斜跨杆塔巡视路径B—C、垂直下降巡视路径C—D、沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E、再次上升巡视路径E—F、交叉斜跨杆塔巡视路径F—G、再次垂直下降巡视路径G—H、沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y以及返回原地路径Y—A;所述的垂直上升巡视路径A—B的始飞点A设在电力线2输出方向左侧、目标巡视杆塔1的前侧地面上,且始飞点A离目标巡视杆塔1的距离为20-50m,从始飞点A至目标巡视杆塔1的连线与电力线2的投影之间的夹角a1为30—60度,以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持安全距离,并能保证有清洗的巡视图像;所述的垂直上升巡视路径A—B的终点B设在电力线2左侧的上方,从终点B至垂直电力线2的连线与电力线2至垂直向上的垂直线之间的夹角a2为30—60度,同样以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持安全距离,并能保证有清洗的巡视图像;所述的斜跨杆塔巡视路径B—C的终点C与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对目标巡视杆塔1对称,以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持安全距离,并能保证有清洗的巡视图像;所述的垂直下降巡视路径C—D的终点D设在与杆号牌4等高的位置,且与垂直下降巡视路径C—D的起点C相对电力线2对称,同样以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持安全距离,并能保证有清洗的巡视图像;所述的沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的终点E设在与杆号牌4等高的位置,且沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的起点D相对目标巡视杆塔1对称,同样以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持安全距离,并能保证有清洗的巡视图像;所述的再次上升巡视路径E—F的终点F设在与垂直上升巡视路径A—B的终点B的等高位置,且与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对电力线2对称,同样以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持安全距离,并能保证有清洗的巡视图像;所述的交叉斜跨杆塔巡视路径F—G的终点G设在与斜跨杆塔巡视路径B—C的终点C相对电力线2对称的位置,同时也与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对目标巡视杆塔1对称,同样以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持安全距离,并能保证有清洗的巡视图像;所述的再次垂直下降巡视路径G—H的终点H与杆号牌4等高,且与沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的起点D相对电力线2对称,同样以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持安全距离,并能保证有清洗的巡视图像;所述的沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y与沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E平行、等高,沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y的终点Y与再次上升巡视路径E—F的始点E相对电力线2对称,同时接于垂直上升巡视路径A—B;从而实现对目标巡视杆塔1及电力线2的多角度、全方位、连续有序记录、规范巡视。
所述的输电线路无人机3的单塔巡视路径按以下步骤实施:
1、设定垂直上升巡视路径A—B的始飞点A和终点B:始飞点A设在电力线2输出方向左侧、目标巡视杆塔1的前侧地面上,且始飞点A离目标巡视杆塔1的距离为20m,从始飞点A至目标巡视杆塔1的连线与电力线2的投影之间的夹角a1为30—60度,以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持安全距离,并能保证有清洗的巡视图像;终点B设在电力线2左侧的上方,从终点B至垂直电力线2的连线与电力线2至垂直向上的垂直线之间的夹角为45度,以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持安全距离,并能保证有清洗的巡视图像。
2、巡视目标巡视杆塔1的左前侧:将输电线路巡视无人机3置于始点A位置,由作业人员按动遥控器的上升按钮,垂直起飞至垂直上升巡视路径A—B的终点B,从而巡视目标巡视杆塔1的左前侧。
3、设定斜跨杆塔巡视路径B—C:斜跨杆塔巡视路径B—C的始点B与垂直上升巡视路径A—B的终点B是同一个点,斜跨杆塔巡视路径B—C的终点C与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对目标巡视杆塔1对称,以使输电线路巡视无人机3与电力线2保持同样的安全距离,并能保证有清洗的巡视图像;输电线路巡视无人机3起飞升高至斜跨杆塔巡视路径B—C的始点B后,通过遥控器的后转向按钮向着目标巡视杆塔1的中间方向水平飞,斜跨越目标巡视杆塔1的上方至目标巡视杆塔1的后侧、电力线2右侧的斜跨杆塔巡视路径B—C的终点C,实现对杆塔1的顶部巡视。
4、对目标巡视杆塔1的右后侧从上至下巡视:垂直下降巡视路径C—D的始点C与斜跨杆塔巡视路径B—C的终点C是同一个点,垂直下降巡视路径C—D的终点D设在与杆号牌4等高的位置,且与垂直下降巡视路径C—D的起点C相对电力线2对称:输电线路巡视无人机3沿斜跨杆塔巡视路径B—C飞至终点C后,通过遥控器的下降按钮控制输电线路巡视无人机3开始下降飞行巡视,通过下降飞行对目标巡视杆塔1的右后侧巡视。
5、对目标巡视杆塔1的右侧水平顺线平飞巡视:沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的始点D与垂直下降巡视路径C—D的终点D是同一个点,沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的终点E设在与杆号牌4等高的位置,且沿杆号牌水平高度平行电力线右侧;沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E起点D和终点E相对目标巡视杆塔1对称;输电线路巡视无人机3垂直下降飞行巡视至垂直下降巡视路径C—D的终点D后,通过遥控器的前转向按钮控制输电线路巡视无人机3沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E对目标巡视杆塔1的右侧水平顺线平飞巡视。
6、对杆塔1的右侧前部进行自下而上巡视:再次上升巡视路径E—F的始点E与沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的终点E是同一个点,再次上升巡视路径E—F的终点F设在与垂直上升巡视路径A—B的终点B的等高位置,且与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对电力线2对称;输电线路巡视无人机3飞至沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的终点E后,再次通过遥控器的上升按钮使输电线路巡视无人机3沿再次上升巡视路径E—F飞行,对杆塔1的右侧前部进行自下而上巡视。
7、对目标巡视杆塔1的顶部交叉巡视:交叉斜跨杆塔巡视路径F—G的始点F与再次上升巡视路径E—F的终点F是同一个点,交叉斜跨杆塔巡视路径F—G的终点G设在与斜跨杆塔巡视路径B—C的终点C相对电力线2对称的位置,同时也与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对目标巡视杆塔1对称;输电线路巡视无人机3升至再次上升巡视路径E—F的终点F后,再次通过遥控器的后转向按钮向着目标巡视杆塔1的中间方向水平飞,沿交叉斜跨杆塔巡视路径F—G对目标巡视杆塔1的顶部交叉巡视;所述的交叉斜跨杆塔巡视路径F—G与斜跨杆塔巡视路径B—C为相互垂直交叉,其交叉点的投影处在目标巡视杆塔1的悬挂横担中心位置。
8、对目标巡视杆塔1的左后侧从上至下巡视:再次垂直下降巡视路径G—H的始点G与交叉斜跨杆塔巡视路径F—G的终点G是一个点,再次垂直下降巡视路径G—H的终点H设在与杆号牌4等高,且与沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的起点D相对电力线2对称的位置;输电线路巡视无人机3飞至交叉斜跨杆塔巡视路径F—G的终点G后,再次通过遥控器的下降按钮控制输电线路巡视无人机3沿再次垂直下降巡视路径G—H对目标巡视杆塔1的左后侧从上至下巡视。
9、对目标巡视杆塔1的左侧实现等高巡视:沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y的始点H与再次垂直下降巡视路径G—H的终点H是一个点,沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y的终点Y与再次上升巡视路径E—F的始点E相对电力线2对称,同时接于垂直上升巡视路径A—B;输电线路巡视无人机3沿再次垂直下降巡视路径G—H降至再次垂直下降巡视路径G—H的终点H后,再次通过遥控器的前转向按钮控制输电线路巡视无人机3沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y对目标巡视杆塔1的左侧实现等高巡视。
10、最后,再次通过遥控器的下降按钮控制输电线路巡视无人机3从沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y的终点Y沿返回原地路径Y——A返回垂直上升巡视路径A—B的始点A位置,以备再次巡视。
在控制输电线路巡视无人机3飞行的过程中,如果遇风影响使飞行方向改变角度时,可通过遥控器的水平角度调节按钮进行校正。
Claims (2)
1.输电线路无人机单塔巡视路径规范控制方法,包括目标巡视杆塔(1)、电力线(2)和输电线路巡视无人机(3),在杆塔的下部设有杆号牌(4),电力线(2)的悬挂点设在目标巡视杆塔(1)的上部,通过输电线路巡视无人机(3)巡视目标巡视杆塔(1)及其电力线(2)的故障部位,其特征在于:所述的输电线路巡视无人机(3)巡视路径依次包括垂直上升巡视路径A—B、斜跨杆塔巡视路径B—C、垂直下降巡视路径C—D、沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E、再次上升巡视路径E—F、交叉斜跨杆塔巡视路径F—G、再次垂直下降巡视路径G—H、沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y以及返回原地路径Y—A;所述的垂直上升巡视路径A—B的始飞点A设在电力线(2)输出方向左侧、目标巡视杆塔(1)的前侧地面上,且始飞点A离目标巡视杆塔(1)的距离为20-50m,从始飞点A至目标巡视杆塔(1)的连线与电力线(2)的投影之间的夹角a1为30—60度;所述的垂直上升巡视路径A—B的终点B设在电力线(2)左侧的上方,从终点B至垂直电力线(2)的连线与电力线(2)至垂直向上的垂直线之间的夹角a2为30—60度;所述的斜跨杆塔巡视路径B—C的终点C与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对目标巡视杆塔(1)对称;所述的垂直下降巡视路径C—D的终点D设在与杆号牌(4)等高的位置,且与垂直下降巡视路径C—D的起点C相对电力线(2)对称;所述的沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的终点E设在与杆号牌(4)等高的位置,且沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的起点D相对目标巡视杆塔(1)对称;所述的再次上升巡视路径E—F的终点F设在与垂直上升巡视路径A—B的终点B的等高位置,且与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对电力线(2)对称;所述的交叉斜跨杆塔巡视路径F—G的终点G设在与斜跨杆塔巡视路径B—C的终点C相对电力线(2)对称的位置,同时也与垂直上升巡视路径A—B的终点B相对目标巡视杆塔(1)对称;所述的再次垂直下降巡视路径G—H的终点H与杆号牌(4)等高,且与沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E的起点D相对电力线(2)对称;所述的沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y与沿杆号牌水平高度平行电力线右侧巡视路径D—E平行、等高,沿杆号牌水平高度平行电力线左侧巡视路径H—Y的终点Y与再次上升巡视路径E—F的始点E相对电力线(2)对称,同时接于垂直上升巡视路径A—B。
2.根据权利要求1所述的输电线路无人机单塔巡视路径规范控制方法,其特征在于:所述的斜跨杆塔巡视路径B—C与交叉斜跨杆塔巡视路径F—G为相互垂直交叉,其交叉点的投影设在目标巡视杆塔(1)的悬挂横担中心位置。
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CN105162042B (zh) | 2017-05-10 |
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