CN105302155B - 一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法，包括巡线地标和无人机；巡线地标均匀间隔设于输电干线旁处，巡线地标内设有电力载波模块，电力载波模块以预设的发射功率把信号输出至输电干线上，使输电干线向线路周侧发出电磁辐射；无人机内设有电磁辐射检测模块和飞控模块，电磁辐射检测模块与飞控模块相连，电磁辐射检测模块内存储有巡线地标的安装间距和发射功率，电磁辐射检测模块通过检测输电干线上的电磁辐射强度值来确定无人机与输电干线间距，当无人机沿输电干线飞行时，电磁辐射检测模块监测无人机与输电干线间的间距并传送给飞控模块。本发明能通过检测输电干线上的电力载波辐射来确定无人机与输电干线间的安全距离。
Description
技术领域
本发明涉及电力设施，尤其是一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法。
背景技术
由于输电干线的输电电压很高，因此常以高架方式架设于空旷地区和偏僻地区，巡线不便，随着无人机技术的发展，目前已有把无人机应用于输电干线巡线工作，但由于现有的无人机在飞行时往往难以自行区分输电干线，在飞行时难以控制与输电干线的飞行间距，当飞行间距过小时，输电干线上的电场易损坏无人机，而当飞行间距过大时则难以实现通过无人机上的视频设备进行巡线工作，现有的通过人工远程遥控无人机方式不仅占用了人力，而且无人机遥控距离通常有限，难以应用于范围很广的输电干线巡查，使得无人机在巡线应用上受到较大限制。
电力载波通信技术是利用中、低压电力线路作为通信介质，实现数据、语音和图像等综合业务传输的通信，但电力电缆是为50Hz/60Hz低损耗输电而设计的，用于通信时，需传送1~30MHz频段信号，电力电缆在此频段将产生泄漏，即部分信号功率将以电磁波的形式向外界辐射，相当于低效率的线性天线，随着离导线距离的增加，电力电缆向外辐射的电磁波强度将迅速减弱。
发明内容
本发明提出一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法，能通过检测输电干线上的电力载波辐射来确定无人机与输电干线间的安全距离。
本发明采用以下方案。
一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法，用于架空输电干线的空中巡线，所述无人机巡线方法包括巡线地标和无人机。
所述巡线地标均匀间隔设于输电干线旁处，巡线地标内设有电力载波模块，当巡线地标安装于输电干线旁处时，电力载波模块连接至输电干线；当设于输电干线旁处的巡线地标工作时，巡线地标内的电力载波模块以预设的发射功率把信号输出至输电干线上，使输电干线向线路周侧发出电磁辐射。
所述无人机内设有电磁辐射检测模块和飞控模块，所述飞控模块内包括GPS卫星定位部件，当无人机进行巡线作业时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机沿输电干线在预定高度以下飞行。
所述电磁辐射检测模块与飞控模块相连，电磁辐射检测模块内存储有巡线地标的安装间距和发射功率，所述电磁辐射检测模块为可检测输电干线上的电磁辐射强度值，并通过包括辐射值、巡线地标安装间距、巡线地标发射功率三项数据的计算，来确定无人机与输电干线间距的电磁辐射检测模块，当无人机沿输电干线飞行时，所述电磁辐射检测模块监测无人机与输电干线间的间距，并把该间距数据传送给飞控模块。
所述巡线地标内的电力载波模块向输电干线输出的信号为白噪声信号。
所述飞控模块内存储有无人机在所巡视输电线路处飞行的安全距离数据，当无人机沿输电干线飞行时，如果飞控模块从电磁辐射检测模块接收到的无人机与输电干线间的间距数据，低于无人机在输电干线旁的安全飞行距离时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机朝远离输电干线的方向飞行。
所述飞控模块内存储有无人机在所巡视输电线路处进行巡线作业所需的正常工作距离范围，当无人机沿输电干线飞行时，如果飞控模块从电磁辐射检测模块接收到的无人机与输电干线间的间距数据，大于无人机巡线作业所需最大间距时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机向靠近输电干线的方向飞行。
所述巡线地标内设有供电模块，所述供电模块从输电干线处取电。
当无人机沿输电干线在预定高度以下飞行时，如果飞控模块无法从电磁辐射检测模块接收到的无人机与输电干线间的间距数据，则认为输电干线故障或电磁辐射检测模块故障，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机朝远离输电干线的方向飞行。
本发明中，通过巡线地标的电力载波模块向输电干线输出白噪声信号，使输电干线的电力电缆向外辐射电磁波，该电磁波会随着离电缆距离的增加而减弱，无人机上设置有电磁辐射检测模块，电磁辐射检测模块可检测输电干线上的电磁辐射强度值，并通过包括辐射值、巡线地标安装间距、巡线地标发射功率三项数据的计算，来确定无人机与输电干线间距，这使得无人机能根据该辐射电磁波的强度来确定无人机与电缆的间距，原理简单且易于实现。
本发明中，巡线地标内的电力载波模块向输电干线输出的信号为白噪声信号，由于白噪声信号在各频段上均具有相同能量密度，这就使得电力电缆向外辐射的电磁波相对稳定，有利于无人机上的电磁辐射检测模块对电缆进行测距。
本发明中，电磁辐射检测模块与飞控模块相连，当无人机沿输电干线飞行时，如果飞控模块从电磁辐射检测模块接收到的无人机与输电干线间的间距数据，低于无人机在输电干线旁的安全飞行距离时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机朝远离输电干线的方向飞行，如果飞控模块从电磁辐射检测模块接收到的无人机与输电干线间的间距数据，大于无人机巡线作业所需最大间距时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机向靠近输电干线的方向飞行，这使得飞控模块在巡线作业时，能控制无人机在合理的作业空域飞行，不会因距输电干线过近而受损，又能使无人机搭载的巡线设备发挥正常功用。
本发明中，巡线地标内设有供电模块，所述供电模块从输电干线处取电；这使得巡线地标能得到稳定的供电支持，长期不间断地工作。
本发明利用电缆载波时的电磁辐射为无人机提供测距支持，只要是电缆所能布设的地区均可采用此方法，这极大地拓展了无人机的巡线应用，使得无人机在本发明所述方案下，配以GPS卫星定位，无需人工遥控也可以自动地沿输电干线安全地进行巡航，完成巡线任务。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明所述方案的示意图；
图中：1-输电干线的电杆；2-巡线地标；3-电磁辐射；4-无人机；5-输电干线。
具体实施方式
如图1所示，一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法，用于架空输电干线的空中巡线，所述无人机巡线方法包括巡线地标2和无人机4。
所述巡线地标2均匀间隔设于输电干线5旁处，巡线地标2内设有电力载波模块，当巡线地标2安装于输电干线5旁处时，电力载波模块连接至输电干线；当设于输电干线旁处的巡线地标工作时，巡线地标2内的电力载波模块以预设的发射功率把信号输出至输电干线5上，使输电干线5向线路周侧发出电磁辐射。
所述无人机4内设有电磁辐射检测模块和飞控模块，所述飞控模块内包括GPS卫星定位部件，当无人机4进行巡线作业时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机4沿输电干线在预定高度以下飞行。
所述电磁辐射检测模块与飞控模块相连，电磁辐射检测模块内存储有巡线地标2的安装间距和发射功率，所述电磁辐射检测模块为可检测输电干线上的电磁辐射强度值，并通过包括辐射值、巡线地标2安装间距、巡线地标2发射功率三项数据的计算，来确定无人机4与输电干线5间距的电磁辐射检测模块，当无人机4沿输电干线5飞行时，所述电磁辐射检测模块监测无人机4与输电干线5间的间距，并把该间距数据传送给飞控模块。
所述巡线地标2内的电力载波模块向输电干线5输出的信号为白噪声信号。
所述飞控模块内存储有无人机在所巡视输电线路处飞行的安全距离数据，当无人机4沿输电干线5飞行时，如果飞控模块从电磁辐射检测模块接收到的无人机4与输电干线5间的间距数据，低于无人机4在输电干线5旁的安全飞行距离时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机4朝远离输电干线5的方向飞行。
所述飞控模块内存储有无人机4在所巡视输电线路5处进行巡线作业所需的正常工作距离范围，当无人机4沿输电干线5飞行时，如果飞控模块从电磁辐射检测模块接收到的无人机与输电干线间的间距数据，大于无人机4巡线作业所需最大间距时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机向靠近输电干线的方向飞行。
所述巡线地标内设有供电模块，所述供电模块从输电干线处取电。
当无人机4沿输电干线5在预定高度以下飞行时，如果飞控模块无法从电磁辐射检测模块接收到的无人机4与输电干线5间的间距数据，则认为输电干线故障或电磁辐射检测模块故障，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机4朝远离输电干线5的方向飞行。
实施例：
操控人员在无人机4的飞控模块内输入巡线路径、巡线最大高度、巡线需保持的安全飞行距离以及巡线作业所需的作业间距，启动无人机4，启动输电干线5处的巡线地标，无人机4按GPS卫星定位部件飞抵巡线路径后，下降至巡线最大高度并沿输电干线飞行，电磁输射检测模块测量无人机与输电干线间的间距，并把间距数据传送给无人机4内的飞控模块，飞控模块控制无人机在距输电干线距离符合安全飞行距离及正常巡线距离的范围内飞行。
Claims (5)
1.一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法，用于架空输电干线的空中巡线，其特征在于：所述无人机巡线方法包括巡线地标和无人机；
所述巡线地标均匀间隔设于输电干线旁处，巡线地标内设有电力载波模块，当巡线地标安装于输电干线旁处时，电力载波模块连接至输电干线；当设于输电干线旁处的巡线地标工作时，巡线地标内的电力载波模块以预设的发射功率把信号输出至输电干线上，使输电干线向线路周侧发出电磁辐射；
所述无人机内设有电磁辐射检测模块和飞控模块，所述飞控模块内包括GPS卫星定位部件，当无人机进行巡线作业时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机沿输电干线在预定高度以下飞行；
所述电磁辐射检测模块与飞控模块相连，电磁辐射检测模块内存储有巡线地标的安装间距和发射功率，所述电磁辐射检测模块为可检测输电干线上的电磁辐射强度值，并通过包括辐射值、巡线地标安装间距、巡线地标发射功率三项数据的计算，来确定无人机与输电干线间距的电磁辐射检测模块，当无人机沿输电干线飞行时，所述电磁辐射检测模块监测无人机与输电干线间的间距，并把该间距数据传送给飞控模块；
所述巡线地标内的电力载波模块向输电干线输出的信号为白噪声信号。
2.根据权利要求1所述的一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法，其特征在于：所述飞控模块内存储有无人机在所巡视输电线路处飞行的安全距离数据，当无人机沿输电干线飞行时，如果飞控模块从电磁辐射检测模块接收到的无人机与输电干线间的间距数据，低于无人机在输电干线旁的安全飞行距离时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机朝远离输电干线的方向飞行。
3.根据权利要求1所述的一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法，其特征在于：所述飞控模块内存储有无人机在所巡视输电线路处进行巡线作业所需的正常工作距离范围，当无人机沿输电干线飞行时，如果飞控模块从电磁辐射检测模块接收到的无人机与输电干线间的间距数据，大于无人机巡线作业所需最大间距时，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机向靠近输电干线的方向飞行。
4.根据权利要求1所述的一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法，其特征在于：所述巡线地标内设有供电模块，所述供电模块从输电干线处取电。
5.根据权利要求4所述的一种以电力载波辐射确定安全距离的无人机巡线方法，其特征在于：当无人机沿输电干线在预定高度以下飞行时，如果飞控模块无法从电磁辐射检测模块接收到的无人机与输电干线间的间距数据，则认为输电干线故障或电磁辐射检测模块故障，飞控模块按GPS卫星定位部件所给出的定位数据控制无人机朝远离输电干线的方向飞行。
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