CN105955293A - 一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统及其方法，包括多旋翼式无人机，无人机主体上安装有飞控系统；无人机支架上安装有能够活动的云台，云台上安装有场强仪；场强仪的数据通过与无人机的数据读取接口配合，将数据传输至飞控系统中，飞控系统连接有图片视频处理系统，所述图片视频处理系统通过无线传输系统将数据传递至地面接收系统；所述飞控系统通过地面远程遥控系统控制。该巡检系统与方法不但可以在输电线路开展巡检作业，同时还能在变电站开展巡检作业，能够显著扩大无人机工作的领域；降低无人机飞控被电场干扰而出现失控事故的概率；起到保护无人机自身和电力设施安全的作用；并能显著提高输变电设备巡检效率。

Description

一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种无人机载场强仪避障系统及其方法，具体是一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统及其方法，属于输变电设备技术领域。

背景技术

我国地域辽阔，地形复杂，导致我国输电线路分布面广。并且，自然环境复杂多变，电力输电线路长期暴露在野外，一方面要承受电力负荷带来压力，另一方面要长期受雷击闪络、污秽腐蚀、风吹雨打等外力破坏。因而，造成输电线路绝缘子磨损缺失、导线断股、防震锤缺失等隐患。这些故障隐患问题若不能及时被发现，会严重威胁电能传输、电网安全运行。

受破坏后的输变电设备会发生导线、金具缺损，绝缘设备局部放电等现象，所以必须定期对输变电设备及线路进行检测。而传统的人工巡线方式对巡检人员的工作量要求比较大，再加上我国地形复杂，给输电线路的检测又增加了困难；其次传统的人工巡线是从地面观测，对巡检的可靠性造成了一定程度的误差。此外，传统检查需要无人机尽可能的贴近输变电设备，查看细节；然而，由于现场输变电设备，特别是变电站电磁环境复杂，无人机就不可避免的会被我们电力设备的电磁场所干扰，具体来说，无人机的飞控被干扰，造成无人机不能正常工作，轻则飞机受损，重则破坏电力设施和造成人员伤亡，危害巨大，进而导致无人机无法进入站内开展巡检工作。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统及其方法，该系统及其方法能够实现无人机避免被磁场干扰，提高巡线效率，减少检测人员工作量，并能够实现磁场数据实时传输至地面接收系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统，包括多旋翼式无人机，所述无人机包括无人机主体和与所述无人机主体连接在一起的无人机支架，所述无人机主体上安装有飞控系统；所述无人机支架上安装有能够活动的云台，所述云台上安装有能够实现无人机避障的场强仪；所述场强仪的数据通过与无人机的数据读取接口配合，将数据传输至飞控系统中，所述飞控系统连接有图片视频处理系统，所述图片视频处理系统通过无线传输系统将数据传递至地面接收系统；所述飞控系统通过地面远程遥控系统控制。

进一步，所述飞控系统包括陀螺仪、GPS、磁力计、气压计、场强仪和声光报警装置。

进一步，所述地面远程遥控系统包括PC端显示器和地面控制器，所述地面控制器能够将地面接收系统的数据传递至所述PC端显示器中。

进一步，所述图片视频处理系统包括图传电台；所述地面接收系统包括地面图传电台。

进一步，所述无线传输系统包括卫星定位模块，所述卫星定位模块通过无人机的控制电路和GPS将数据传递至所述地面接收系统。

一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统的操作方法，该操作方法包括如下步骤：

1)场强仪将无人机在空中的电场强度进行监测，并把监测数据分2路传输，第1路传给无人机飞控系统，第2路通过无线传输设备电传至地面接收系统，通过地面PC端显示器显示无人机实时场强监测情况；

2)当实时监测的场强接近无人机所能承受的飞控系统不被干扰的场强时，发出预警，提醒飞控手和地面站监视人员注意；

3)当监测的场强临界无人机所能承受的飞控不被干扰的场强时，地面站发出告警信号，如果飞控手继续操作无人机朝向带电设备前进，无人机将启动自动驾驶夺回飞机控制权，无人机由飞控操作紧急刹车并远离带电设备；

4)无人机远离带电部位后，悬停于安全的区域，等待操作手接回无人机控制权；

5)飞控手接回无人机控制权，进行正常巡检。

本发明的有益效果是：利用无人机搭载巡检设备进行巡线，有着传统巡线方式无法比拟的优势：(1)无人驾驶，不会造成人员伤亡，安全性高；(2)不受地理条件的限制，即使遇到地震，洪涝等自然灾害，依然能够对受灾区域的电力线路进行巡检；(3)巡线效率高。

直接在无人机中装入场强仪，场强通过图片视频处理系统传到地面接收系统系统，当监测的场强临界无人机所能承受的飞控不被干扰的场强时，地面站发出告警信号，如果飞控手继续操作无人机朝向带电设备前进，无人机将启动自动驾驶夺回飞机控制权，无人机由飞控操作紧急刹车并远离带电设备。从而从根本上避免了设备碰撞带电设备造成的人身、财产损失，从根本上保护了电力设施的安全，具有巨大的经济和社会效益。

该巡检系统与方法不但可以在输电线路开展巡检作业，同时还能在变电站开展巡检作业，能够显著扩大无人机工作的领域；降低无人机飞控被电场干扰而出现失控事故的概率；起到保护无人机自身和电力设施安全的作用；并能显著提高输变电设备巡检效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统，包括多旋翼式无人机，所述无人机包括无人机主体和与所述无人机主体连接在一起的无人机支架，所述无人机主体上安装有飞控系统；所述无人机支架上安装有能够活动的云台，所述云台上安装有能够实现无人机避障的场强仪；所述场强仪的数据通过与无人机的数据读取接口配合，将数据传输至飞控系统中，所述飞控系统连接有图片视频处理系统，所述图片视频处理系统通过无线传输系统将数据传递至地面接收系统；所述飞控系统通过地面远程遥控系统控制。

所述飞控系统包括陀螺仪、GPS、磁力计、气压计、场强仪和声光报警装置。所述地面远程遥控系统包括PC端显示器和地面控制器，所述地面控制器能够将地面接收系统的数据传递至所述PC端显示器中。所述图片视频处理系统包括图传电台；所述地面接收系统包括地面图传电台。所述无线传输系统包括卫星定位模块，所述卫星定位模块通过无人机的控制电路和GPS将数据传递至所述地面接收系统。

一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统的操作方法，该操作方法包括如下步骤：

1)场强仪将无人机在空中的电场强度进行监测，并把监测数据分2路传输，第1路传给无人机飞控系统，第2路通过无线传输设备电传至地面接收系统，通过地面PC端显示器显示无人机实时场强监测情况；

2)当实时监测的场强接近无人机所能承受的飞控系统不被干扰的场强时，发出预警，提醒飞控手和地面站监视人员注意；

3)当监测的场强临界无人机所能承受的飞控不被干扰的场强时，地面站发出告警信号，如果飞控手继续操作无人机朝向带电设备前进，无人机将启动自动驾驶夺回飞机控制权，无人机由飞控操作紧急刹车并远离带电设备；

4)无人机远离带电部位后，悬停于安全的区域，等待操作手接回无人机控制权；

5)飞控手接回无人机控制权，进行正常巡检。

实施例

A、以四旋翼无人机为主体，无人机支架为支撑，保证无人机1可平稳落在地面上，起飞时确保无人机电量充沛；

B、初步分析待测巡线线路，保证无人机在可续航范围内，确保无人机与地面接收系统系统正常；

C、无人机自身带有GPS定位系统和陀螺仪，通过无人机图传电台发到地面图传电台。开始巡检前，工作人员将场强仪固定在无人机下部云台上，确保场强仪的RS232视频输出接口无人机主体能够进行传输，确保一切正常后，启动无人机。

D、通过GPS定位到无人机达到待巡检线路附近时，保持无人机与待巡检线路有一定距离，地面远程遥控系统的控制飞机主体启动场强仪，并将所得的场强通过RS232传输至无人机主机，所述图片视频处理系统通过无线传输系统将数据传递至地面接收系统。当出现告警值时，无人机飞控接管人工控制并远离高场强区域。

E、无人机达到巡检终点后选择返航，在返航过程中可以继续对待巡线的另一侧进行巡检。达到起始点后开始离开线路，返航到地面，无人机支架以实现平稳着陆。

F、着陆后，工作人员对无人机及场强仪进行检查维护。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统，包括多旋翼式无人机，所述无人机包括无人机主体和与所述无人机主体连接在一起的无人机支架，其特征在于：所述无人机主体上安装有飞控系统；所述无人机支架上安装有能够活动的云台，所述云台上安装有能够实现无人机避障的场强仪；所述场强仪的数据通过与无人机的数据读取接口配合，将数据传输至飞控系统中，所述飞控系统连接有图片视频处理系统，所述图片视频处理系统通过无线传输系统将数据传递至地面接收系统；所述飞控系统通过地面远程遥控系统控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统，其特征在于：所述飞控系统包括陀螺仪、GPS、磁力计、气压计、场强仪和声光报警装置。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统，其特征在于：所述地面远程遥控系统包括PC端显示器和地面控制器，所述地面控制器能够将地面接收系统的数据传递至所述PC端显示器中。

4.根据权利要求3所述的一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统，其特征在于：所述图片视频处理系统包括图传电台；所述地面接收系统包括地面图传电台。

5.根据权利要求4所述的一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统，其特征在于：所述无线传输系统包括卫星定位模块，所述卫星定位模块通过无人机的控制电路和GPS将数据传递至所述地面接收系统。

6.一种基于输变电设备无人机载场强仪避障系统的操作方法，其特征在于，该操作方法包括如下步骤：

1)场强仪将无人机在空中的电场强度进行监测，并把监测数据分2路传输，第1路传给无人机飞控系统，第2路通过无线传输设备电传至地面接收系统，通过地面PC端显示器显示无人机实时场强监测情况；

2)当实时监测的场强接近无人机所能承受的飞控系统不被干扰的场强时，发出预警，提醒飞控手和地面站监视人员注意；

3)当监测的场强临界无人机所能承受的飞控不被干扰的场强时，地面站发出告警信号，如果飞控手继续操作无人机朝向带电设备前进，无人机将启动自动驾驶夺回飞机控制权，无人机由飞控操作紧急刹车并远离带电设备；

4)无人机远离带电部位后，悬停于安全的区域，等待操作手接回无人机控制权；

5)飞控手接回无人机控制权，进行正常巡检。