CN106527470A - 一种精准导航变电站巡检无人机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精准导航变电站巡检无人机系统,包括无人机起降平台、无人机本体、地面监控控制系统和航线生成系统,所述无人机起降平台包括姿态控制模块、无线收发模块、反航模块和充电桩,所述无人机本体上设有飞行控制系统、避障传感器、姿态传感器、导航定位系统、无人机动力系统、无线收发模块和机载云台,所述电池电压报警模块与无人机动力系统电性连接,所述地面监控控制系统包括地面视频监控模块、摄像角度控制模块、飞行控制模块、存储模块、报警模块、无线收发模块和控制计算机,所述航线生成系统包括GPS定位矩阵模拟模块和模拟定位信号发射天线,通过无人机的避障功能、定高悬停技术等结合,以满足在变电站等空间狭窄的环境下飞行,并执行巡检任务。
Description
技术领域
本发明涉及无人机巡检领域,特别涉及一种精准导航变电站巡检无人机系统。
背景技术
目前,国外只实施了无人机的局部研究,未将其应用于变电站巡检并借此实现变电站智能化管理。而国内对无人机的应用研究只限于对输电线路进行巡检,也未在变电站中进行应用。
现有技术中,无人机依赖于GPS或北斗导航定位系统进行定位导航,而常规导航系统的精准误差在2米范围以内,如要实现无人机在变电站内(离地面仅1.8米高度)、室内等空间狭窄、信号微弱的地方进行固定点、或自主规划路径巡检,目前行业内并稳定实施的专用技术,并未派上用场。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种精准导航变电站巡检无人机系统,以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
为实现上述目的,本发明提供以下的技术方案:一种精准导航变电站巡检无人机系统,包括无人机起降平台、无人机本体、地面监控控制系统和航线生成系统,所述无人机起降平台包括姿态控制模块、无线收发模块、反航模块和充电桩,所述姿态控制模块、返航模块与无线收发模块电性连接,所述无人机本体上设有飞行控制系统、避障传感器、姿态传感器、导航定位系统、无人机动力系统、无线收发模块和机载云台,所述飞行控制系统分别与导航定位系统、姿态传感器、避障传感器、机载云台、电池电压报警模块和无人机动力系统电性连接,所述电池电压报警模块与无人机动力系统电性连接,所述地面监控控制系统包括地面视频监控模块、摄像角度控制模块、飞行控制模块、存储模块、报警模块、无线收发模块和控制计算机,所述控制计算机分别与地面视频监控模块、摄像角度控制模块、飞行控制模块、存储模块、报警模块、无线收发模块电性连接,所述航线生成系统包括GPS定位矩阵模拟模块和模拟定位信号发射天线,所述GPS定位矩阵模拟模块分别与模拟定位信号发射天线和控制计算机电性连接。
优选的,所述机载云台上设有可见光摄像仪和红外热像仪,所述可见光摄像仪和红外热像仪与飞行控制系统电性连接。
优选的,所述无人机本体中设有电池电压报警模块,所述电池电压报警模块与无人机动力系统电性连接,所述返航模块与电池电压报警模块电性连接。
优选的,所述报警模块包括声音报警器和灯光报警器。
采用以上技术方案的有益效果是:本发明的一种精准导航变电站巡检无人机系统,该系统可用于无人机巡检,全方位多功能的支持完成变电站内部各类巡检任务,无人机起降平台上的充电桩可以在无人机本体降落时进行充电,首先通过GPS定位矩阵模拟模块,建立站区的三维电子地图,并开发出适用于变电站复杂设备环境数据,避障传感器和导航定位系统将无人机飞行时的具体信息传输给飞行控制系统,保证无人机不会顺着约定的路线进行巡检,途中不会发生碰撞,机载云台上的红外热像仪和可见光摄像仪可以根据需要选择开启,并将拍摄到的视频传递给飞行控制系统,再通过无线收发模块传递给无人机起降平台和地面监控控制系统,通过控制计算机将摄像机拍摄到的信息传到地面视频监控模块里显示出来,通过传回来的视频,根据需要,可以用摄像角度控制模块来调节摄像机的拍摄角度,飞行控制模块可以人为调控无人机本体的飞行方向,而平时,地面监控控制系统可以事先规划好无人机本体的巡查航线,当无人机飞行过程中,无人机动力系统中电力不足时,电池电压报警模块会通过飞行控制系统和无线收发模块将信号传递给无人机起降平台,再传递给地面监控控制系统,这时无人机会通过返航模块指导路线自动返航,同时地面监控控制系统的报警模块发出报警,提醒工作人员电池电量不足,如果此时,无人机没有返航,或者在途中遇到其他问题,工作人员可以通过飞行控制模块控制无人机本体安全返回,进行维修,并可以通过充电桩给无人机动力系统充电,无人机本体通过无人机起降平台上的姿态控制模块来反馈无人机本体的飞行状态,从无人机本体和无人机起降平台上传给地面监控控制系统,并通过存储模块存储下来。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中,1-无人机起降平台,2-无人机本体,3-地面监控控制系统,4-航线生成系统,5-充电桩,6-姿态控制模块,7-无线收发模块,8-返航模块,9-飞行控制系统,10-避障传感器,11-姿态传感器,12-导航定位系统,13-无人机动力系统,14-控制计算机,15-机载云台,16-电池电压报警模块,17-地面视频监控模块,18-摄像角度控制模块,19-飞行控制模块,20-存储模块,21-报警模块,22-GPS定位矩阵模拟模块,23-模拟定位信号发射天线,24-可见光摄像仪,25-红外热像仪,26-声音报警器,27-灯光报警器。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1出示本发明的具体实施方式:一种精准导航变电站巡检无人机系统,包括无人机起降平台1、无人机本体2、地面监控控制系统3和航线生成系统4,所述无人机起降平台1包括姿态控制模块6、无线收发模块7、反航模块和充电桩5,所述姿态控制模块6、返航模块8与无线收发模块7电性连接,所述无人机本体2上设有飞行控制系统9、避障传感器10、姿态传感器11、导航定位系统12、无人机动力系统13、无线收发模块7和机载云台15,所述飞行控制系统9分别与导航定位系统12、姿态传感器11、避障传感器10、机载云台15、电池电压报警模块2116和无人机动力系统13电性连接,所述电池电压报警模块2116与无人机动力系统13电性连接,所述地面监控控制系统3包括地面视频监控模块17、摄像角度控制模块18、飞行控制模块19、存储模块20、报警模块21、无线收发模块7和控制计算机14,所述控制计算机14分别与地面视频监控模块17、摄像角度控制模块18、飞行控制模块19、存储模块20、报警模块21、无线收发模块7电性连接,所述航线生成系统4包括GPS定位矩阵模拟模块22和模拟定位信号发射天线23,所述GPS定位矩阵模拟模块22分别与模拟定位信号发射天线23和控制计算机14电性连接。
本实施例中,所述机载云台15上设有可见光摄像仪24和红外热像仪25,所述可见光摄像仪24和红外热像仪25与飞行控制系统9电性连接。
本实施例中,所述无人机本体2中设有电池电压报警模块16,所述电池电压报警模块16与无人机动力系统13电性连接,所述返航模块8与电池电压报警模块16电性连接。
本实施例中,所述报警模块21包括声音报警器26和灯光报警器27。
基于上述:本发明结构的本发明的一种精准导航变电站巡检无人机系统,该系统可用于无人机巡检,全方位多功能的支持完成变电站内部各类巡检任务,无人机起降平台1上的充电桩5可以在无人机本体2降落时进行充电,首先通过GPS定位矩阵模拟模块22,建立站区的三维电子地图,并开发出适用于变电站复杂设备环境数据,避障传感器10和导航定位系统12将无人机飞行时的具体信息传输给飞行控制系统9,保证无人机不会顺着约定的路线进行巡检,途中不会发生碰撞,机载云台15上的红外热像仪25和可见光摄像仪24可以根据需要选择开启,并将拍摄到的视频传递给飞行控制系统9,再通过无线收发模块7传递给无人机起降平台1和地面监控控制系统3,通过控制计算机14将摄像机拍摄到的信息传到地面视频监控模块17里显示出来,通过传回来的视频,根据需要,可以用摄像角度控制模块18来调节摄像机的拍摄角度,飞行控制模块19可以人为调控无人机本体2的飞行方向,而平时,地面监控控制系统3可以事先规划好无人机本体2的巡查航线,当无人机飞行过程中,无人机动力系统13中电力不足时,电池电压报警模块16会通过飞行控制系统9和无线收发模块7将信号传递给无人机起降平台1,再传递给地面监控控制系统3,这时无人机会通过返航模块8指导路线自动返航,同时地面监控控制系统3的报警模块21发出报警,提醒工作人员电池电量不足,如果此时,无人机没有返航,或者在途中遇到其他问题,工作人员可以通过飞行控制模块19控制无人机本体2安全返回,进行维修,并可以通过充电桩5给无人机动力系统13充电,无人机本体2通过无人机起降平台1上的姿态控制模块6来反馈无人机本体2的飞行状态,从无人机本体2和无人机起降平台1上传给地面监控控制系统3,并通过存储模块20存储下来。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种精准导航变电站巡检无人机系统,包括无人机起降平台、无人机本体、地面监控控制系统和航线生成系统,其特征在于:所述无人机起降平台包括姿态控制模块、无线收发模块、反航模块和充电桩,所述姿态控制模块、返航模块与无线收发模块电性连接,所述无人机本体上设有飞行控制系统、避障传感器、姿态传感器、导航定位系统、无人机动力系统、无线收发模块和机载云台,所述飞行控制系统分别与导航定位系统、姿态传感器、避障传感器、机载云台和无人机动力系统电性连接,所述地面监控控制系统包括地面视频监控模块、摄像角度控制模块、飞行控制模块、存储模块、报警模块、无线收发模块和控制计算机,所述控制计算机分别与地面视频监控模块、摄像角度控制模块、飞行控制模块、存储模块、报警模块、无线收发模块电性连接,所述航线生成系统包括GPS定位矩阵模拟模块和模拟定位信号发射天线,所述GPS定位矩阵模拟模块分别与模拟定位信号发射天线和控制计算机电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种精准导航变电站巡检无人机系统,其特征在于:所述机载云台上设有可见光摄像仪和红外热像仪,所述可见光摄像仪和红外热像仪与飞行控制系统电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种精准导航变电站巡检无人机系统,其特征在于:所述无人机本体中设有电池电压报警模块,所述电池电压报警模块与无人机动力系统电性连接,所述返航模块与电池电压报警模块电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种精准导航变电站巡检无人机系统,其特征在于:所述报警模块包括声音报警器和灯光报警器。
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