CN108334113A - 无人机除冰系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种无人机除冰系统及方法，所述系统包括无人机本体，所述无人机本体包括机身、控制装置，其特征在于，所述系统还包括：融冰剂储存装置、线缆跟踪装置、检测装置；当无人机飞行时，所述线缆跟踪装置对线缆进行定位，获得所述线缆的位置信息，将所述线缆的位置信息提供给所述控制装置，所述控制装置控制所述无人机靠近所述线缆；当所述无人机靠近所述线缆上方预定距离时，所述检测装置对所述线缆上覆盖的冰雪厚度进行检测，并将所述检测结果反馈给所述控制装置；当所述冰雪厚度超过预定厚度时，所述控制装置控制所述系统将所述融冰剂释放到所述线缆上。通过这种方式，能够快速地对偏远地区线缆进行除冰作业。
Description
技术领域
本发明实施例涉及无人机领域，尤其涉及一种通过无人机进行线缆融冰的系统及方法。
背景技术
近年来，我国华中、华东地区出现长时间持续的大强度、大范围低温雨雪冰冻天气。国家电网公司经营区域内华中、华东及所属10个省级电网遭受严重损害，其中湖南、江西、浙江电网设施损毁严重，如果不及时对线缆上覆盖的冰雪进行清理，将会对生产生活造成极大的不便和影响。目前，除冰措施主要包括人工除冰、机械除冰、机器人除冰、大电流融冰等，但是我国输电线路里程长、覆盖范围广，有些线路还跨越山区、大河、草地及原始森林等，如果采用人工除冰、机械除冰、机器人除冰的方式，不仅受到各类地形、气候的限制，而且工作人员的安全也存在较大隐患，除冰效率非常低下，难以在较短时间内完成如此巨大的除冰任务；大电流融冰会浪费掉大量的电力，安全方面也存在较大隐患。
基于此，本发明实施例提出一种利用无人机来进行除冰的系统和方法。
发明内容
本发明实施例提供一种无人机除冰系统和方法，解决了现有技术中对于复杂地形、远距离线缆的除冰难的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种无人机除冰系统，包括无人机本体，所述无人机本体包括机身、控制装置，其特征在于，所述系统还包括：
融冰剂储存装置，所述融冰剂储存装置与所述机身相连接，用于存储融冰剂；
线缆跟踪装置，用于在飞行过程中，对线缆进行定位；
检测装置，用于对线缆上的冰雪厚度进行检测；
当无人机飞行时，所述线缆跟踪装置对线缆进行定位，获得所述线缆的位置信息，将所述线缆的位置信息提供给所述控制装置，所述控制装置控制所述无人机靠近所述线缆；
当所述无人机靠近所述线缆上方预定距离时，所述检测装置对所述线缆上覆盖的冰雪厚度进行检测，并将所述检测结果反馈给所述控制装置；
当所述冰雪厚度超过预定厚度时，所述控制装置控制所述系统将所述融冰剂释放到所述线缆上。
可选地，所述线缆跟踪装置还用于在除冰过程中，对线缆进行跟踪；所述控制装置根据所述跟踪结果，控制所述无人机沿着所述线缆飞行。
可选地，所述线缆跟踪装置包括摄像装置、图像识别模块，所述图像识别装置根据所述摄像装置拍摄得到的图像，确定所述线缆的位置和方向。
可选地，所述系统还包括导轨，位于所述融冰剂储存装置下方；所述导轨包括空心导管或U型导轨；
所述控制装置控制所述系统将所述融冰剂释放到所述线缆上具体包括：所述控制装置控制所述导轨倾斜至所述线缆，所述融冰剂通过所述导轨释放到所述线缆上。
可选地，所述导轨和所述融冰剂储存装置之间还设置有阀门。
可选地，所述控制装置还根据所述冰雪厚度，控制所述无人机的飞行速度。
可选地，所述控制装置还根据所述冰雪厚度，控制所述融冰剂的释放速度。
可选地，所述融冰剂储存装置与所述机身可拆卸式连接，方便快速更换所述融冰剂储存装置，以补充所述融冰剂。
可选地，所述系统还包括增压装置，当释放所述融雪剂时，通过所述增压装置对所述融雪剂进行喷射。
第二方面，本发明实施例还提供了一种无人机除冰方法，用于上述无人机除冰系统，其特征在于：
当需要进行除冰时，控制所述无人机起飞，利用线缆跟踪装置对线缆进行定位，获得所述线缆的位置信息，将所述线缆的位置信息提供给所述控制装置，所述控制装置控制所述无人机靠近所述线缆；
当所述无人机靠近所述线缆上方预定距离时，利用检测装置对所述线缆上覆盖的冰雪厚度进行检测，并将所述检测结果反馈给所述控制装置；
当所述冰雪厚度超过预定厚度时，所述控制装置控制所述无人机除冰系统将所述融冰剂释放到所述线缆上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的无人机除冰系统的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的无人机除冰方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的工作场景示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
图1示出了一种无人机除冰系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括无人机本体，所述无人机本体包括无人机机身和控制装置，该系统还包括：
融冰剂储存装置，所述融冰剂储存装置与无人机机身相连接，用于存储融冰剂或融雪剂，融冰剂或融雪剂可以是固体或液体，可以是无机物，如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等，可以是有机物，如以醋酸钾为主要成分的有机融雪剂，也可以是无机物与有机物的混合体，或其他环保型融雪剂。
线缆跟踪装置，用于在飞行过程中，对线缆进行定位。
检测装置，用于对线缆上的冰雪厚度进行检测；可选地，通过激光或红外线或传感器来对冰雪厚度进行检测。
当无人机飞行时，所述线缆跟踪装置对线缆进行定位，获得所述线缆的位置信息，将所述线缆的位置信息提供给所述控制装置，所述控制装置控制所述无人机靠近所述线缆；
当所述无人机靠近所述线缆上方预定距离时，所述检测装置对所述线缆上覆盖的冰雪厚度进行检测，并将所述检测结果反馈给所述控制装置；可以通过红外、超声波、激光、传感器等方式来对冰雪厚度进行检测。
当所述冰雪厚度超过预定厚度时，所述控制装置控制所述系统将所述融冰剂释放到所述线缆上。
可选地，所述线缆跟踪装置还用于在除冰过程中，对线缆进行跟踪；所述控制装置根据所述跟踪结果，控制所述无人机沿着所述线缆飞行。
可选地，所述线缆跟踪装置包括摄像装置、图像识别模块，所述图像识别装置根据所述摄像装置拍摄得到的图像，确定所述线缆的位置和方向。通过人工智能方法，对大量覆盖了冰雪的线缆图像进行深度学习，根据摄像装置拍摄的图片，确定线缆的具体位置和延展方向。
可选地，融冰剂储存装置内部设有增压装置，下方设有阀门，当需要释放融冰/雪剂时，打开阀门，通过增压装置将所述融冰/雪剂喷射出去，更快速地到达目标，降低其由于风速导致的方向偏移。
可选地，融冰剂储存装置下方，与阀门相连接地，还可设置有空心导管或U型导管。当需要释放融冰/雪剂时，打开阀门，将所述导管向线缆倾斜，通过所述导管将所述融冰/雪剂释放到线缆上。所述导管可以直接接触线缆，也可以不接触线缆。当导管接触线缆时，可通过所述线缆给无人机充电。可选地，在所述空心导管或U型导管下方，设置有可闭合的环状结构，当靠近所述线缆时，可将线缆环绕在环状结构中，起到定位作用。
可选地，在进行线缆定位时，可以使用GPS定位装置，对线缆进行粗定位，然后使用摄像装置和图像识别装置来对线缆进行精确定位。摄像装置可以是摄像头或摄像机，图像识别装置对摄像装置拍摄到的图像进行自动识别，确定线缆的位置。
可选地，所述控制装置还根据所述冰雪厚度，控制所述无人机的飞行速度，当冰雪厚度低于第一阈值时，控制所述无人机以第一飞行速度飞行；当冰雪厚度高于或者等于第一阈值时，控制所述无人机以第二飞行速度飞行，其中，第一飞行速度大于第二飞行速度。
可选地，所述控制装置还根据所述冰雪厚度，控制所述融冰/雪剂的释放速度。当冰雪厚度低于第一阈值时，控制所述无人机以第一释放速度释放所述融冰/雪剂；当冰雪厚度高于或者等于第一阈值时，控制所述无人机以第一释放速度释放所述融冰/雪剂，其中，第一释放速度小于第二释放速度。
可选地，所述融冰剂储存装置与所述机身可拆卸式连接，方便快速更换所述融冰剂储存装置，以补充所述融冰剂。当融冰/雪剂使用完毕时，可以直接替换掉该融冰剂储存装置即可迅速继续投入工作，提高效率。可选地，可以控制其他无人机在空中对工作中的无人机的融冰剂储存装置进行替换，或者控制其他无人机在空中向工作中的无人机的融冰剂储存装置中添加融冰/雪剂。
可选地，所述控制装置可以是受远端控制台的指令进行控制，也可以是自身根据所接收到的图像数据、定位数据、跟踪数据等进行自动控制。
可选地，所述无人机还可包括无线收发装置，将图像数据、线缆跟踪装置和检测装置获得的数据发送给远端控制台，并接收远端控制台所发送的控制信号。
通过该无人机除冰系统，可以方便地应对各种地形的除冰需求，无人机可以在人工操控下进行除冰作业，也可以利用图像识别、人工智能等技术，自动地发现覆盖了冰雪的线缆，并对其进行除冰作业，大大降低了除冰难度，提高了除冰效率。
图2示出了本发明另一实施例提供的一种无人机除冰方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：
S201、当需要进行除冰时，控制所述无人机起飞，利用线缆跟踪装置对线缆进行定位，获得所述线缆的位置信息，将所述线缆的位置信息提供给所述控制装置；
S202、所述控制装置控制所述无人机靠近所述线缆；
S203、当所述无人机靠近所述线缆上方预定距离时，利用检测装置对所述线缆上覆盖的冰雪厚度进行检测，并将所述检测结果反馈给所述控制装置；
S204、当所述冰雪厚度超过预定厚度时，所述控制装置控制所述无人机除冰系统将所述融冰剂释放到所述线缆上。
在一种可实现的方式中，S201中，所述线缆跟踪装置在除冰过程中，还对线缆进行跟踪；所述控制装置根据所述跟踪结果，控制所述无人机沿着所述线缆飞行并进行除冰操作。
在一种可实现的方式中，所述线缆跟踪装置包括摄像装置、图像识别模块，所述图像识别装置根据所述摄像装置拍摄得到的图像，确定所述线缆的位置和方向。通过人工智能方法，对大量覆盖了冰雪的线缆图像进行深度学习，根据摄像装置拍摄的图片，确定线缆的具体位置和延展方向。
可选地，融冰剂储存装置内部设有增压装置，下方设有阀门，当需要释放融冰/雪剂时，打开阀门，通过增压装置将所述融冰/雪剂喷射出去，更快速地到达目标，降低其由于风速导致的方向偏移。
可选地，融冰剂储存装置下方，与阀门相连接地，还可设置有空心导管或U型导管。当需要释放融冰/雪剂时，打开阀门，将所述导管向线缆倾斜，通过所述导管将所述融冰/雪剂释放到线缆上。所述导管可以直接接触线缆或线缆上的冰雪，也可以不接触线缆或线缆上的冰雪。当导管接触线缆时，可通过所述线缆给无人机充电。可选地，在所述空心导管或U型导管下方，设置有可闭合的环状结构，当靠近所述线缆时，可将线缆环绕在环状结构中，起到定位作用。
可选地，S201中，在进行线缆定位时，可以使用GPS定位装置，对线缆进行粗定位，然后使用摄像装置和图像识别装置来对线缆进行精确定位。摄像装置可以是摄像头或摄像机，图像识别装置对摄像装置拍摄到的图像进行自动识别，确定线缆的位置。
可选地，所述控制装置还根据所述冰雪厚度，控制所述无人机的飞行速度，当冰雪厚度低于第一阈值时，控制所述无人机以第一飞行速度飞行；当冰雪厚度高于或者等于第一阈值时，控制所述无人机以第二飞行速度飞行，其中，第一飞行速度大于第二飞行速度。
可选地，所述控制装置还根据所述冰雪厚度，控制所述融冰/雪剂的释放速度。当冰雪厚度低于第一阈值时，控制所述无人机以第一释放速度释放所述融冰/雪剂；当冰雪厚度高于或者等于第一阈值时，控制所述无人机以第一释放速度释放所述融冰/雪剂，其中，第一释放速度小于第二释放速度。
可选地，所述融冰剂储存装置与所述机身可拆卸式连接，方便快速更换所述融冰剂储存装置，以补充所述融冰剂。当融冰/雪剂使用完毕时，可以直接替换掉该融冰剂储存装置即可迅速继续投入工作，提高效率。可选地，可以控制其他无人机在空中对工作中的无人机的融冰剂储存装置进行替换，或者控制其他无人机在空中向工作中的无人机的融冰剂储存装置中添加融冰/雪剂。
可选地，所述控制装置可以是受远端控制台的指令进行控制，也可以是自身根据所接收到的图像数据、定位数据、跟踪数据等进行自动控制。
可选地，所述无人机还包括无线收发装置，将图像数据、线缆跟踪装置和检测装置获得的数据发送给远端控制台，并接收远端控制台所发送的控制信号。
通过该无人机除冰方法，可以方便地应对各种地形的除冰需求，无人机可以在人工操控下进行除冰作业，也可以利用图像识别、人工智能等技术，自动地发现覆盖了冰雪的线缆，并对其进行除冰作业，大大降低了除冰难度，提高了除冰效率。
图3示出了本发明一实施例提供的工作场景示意图。
无人机1通过导管2将融冰/雪剂释放到线缆3上，加速覆盖在线缆3上冰雪的融化。所述导管2可以是空心导管或U型导管。当不需要除冰/除雪时，所述导管与无人机机身平行放置于无人机机身下方；当需要释放融冰/雪剂时，打开阀门，将所述导管向线缆倾斜，通过所述导管将所述融冰/雪剂释放到线缆上。所述导管可以直接接触线缆，也可以不接触线缆。当导管接触线缆时，可通过所述线缆给无人机充电。可选地，在所述空心导管或U型导管下方，设置有可闭合的环状结构，当靠近所述线缆时，可将线缆环绕在环状结构中，起到定位作用。
本发明上述实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
本发明实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于:
(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。
(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。
(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如iPod)，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。
(4)服务器:提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器1010、硬盘、内存、系统总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。
(5)其他具有数据交互功能的电子装置。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或智能终端设备或处理器(Processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明所提供的上述实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无人机除冰系统，包括无人机本体，所述无人机本体包括机身、控制装置，其特征在于，所述系统还包括：
融冰剂储存装置，所述融冰剂储存装置与所述机身相连接，用于存储融冰剂；
线缆跟踪装置，用于在飞行过程中，对线缆进行定位；
检测装置，用于对线缆上的冰雪厚度进行检测；
当无人机飞行时，所述线缆跟踪装置对线缆进行定位，获得所述线缆的位置信息，将所述线缆的位置信息提供给所述控制装置，所述控制装置控制所述无人机靠近所述线缆；
当所述无人机靠近所述线缆上方预定距离时，所述检测装置对所述线缆上覆盖的冰雪厚度进行检测，并将所述检测结果反馈给所述控制装置；
当所述冰雪厚度超过预定厚度时，所述控制装置控制所述系统将所述融冰剂释放到所述线缆上。
2.根据权利要求1所述的无人机除冰系统，其中，所述线缆跟踪装置还用于在除冰过程中，对线缆进行跟踪；所述控制装置根据所述跟踪结果，控制所述无人机沿着所述线缆飞行。
3.根据权利要求1所述的无人机除冰系统，其中，所述线缆跟踪装置包括摄像装置、图像识别模块，所述图像识别装置根据所述摄像装置拍摄得到的图像，确定所述线缆的位置和方向。
4.根据权利要求1所述的无人机除冰系统，其中，所述系统还包括导轨，位于所述融冰剂储存装置下方；
所述控制装置控制所述系统将所述融冰剂释放到所述线缆上具体包括：所述控制装置控制所述导轨倾斜至所述线缆，所述融冰剂通过所述导轨释放到所述线缆上。
5.根据权利要求4所述的无人机除冰系统，其中，所述导轨和所述融冰剂储存装置之间还设置有阀门；所述导轨包括空心导管或U型导轨。
6.根据权利要求1所述的无人机除冰系统，其中，所述控制装置还根据所述冰雪厚度，控制所述无人机的飞行速度。
7.根据权利要求1所述的无人机除冰系统，其中，所述控制装置还根据所述冰雪厚度，控制所述融冰剂的释放速度。
8.根据权利要求1所述的无人机除冰系统，其中，所述融冰剂储存装置与所述机身可拆卸式连接。
9.根据权利要求1所述的无人机除冰系统，其中，所述系统还包括增压装置，当释放所述融雪剂时，通过所述增压装置对所述融雪剂进行喷射。
10.一种无人机除冰方法，用于权利要求1-9所述的无人机除冰系统，其特征在于：
当需要进行除冰时，控制所述无人机起飞，利用线缆跟踪装置对线缆进行定位，获得所述线缆的位置信息，将所述线缆的位置信息提供给所述控制装置，所述控制装置控制所述无人机靠近所述线缆；
当所述无人机靠近所述线缆上方预定距离时，利用检测装置对所述线缆上覆盖的冰雪厚度进行检测，并将所述检测结果反馈给所述控制装置；
当所述冰雪厚度超过预定厚度时，所述控制装置控制所述无人机除冰系统将所述融冰剂释放到所述线缆上。
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