CN109625266A - 一种无人机巡视系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开的一种无人机巡视系统及方法，其中，所述系统包括：无人机在线充电装置、无人机自动导航装置和后台操作系统；所述无人机在线充电装置固定安装在无人机巡视的线路上，所述无人机在线充电装置用于为所述无人机充电；所述后台操作系统用于操控所述无人机自动导航装置；所述无人机自动导航装置用于在所述后台操作系统的操控下，控制所述无人机的巡视路线，以使所述无人机停留至所述无人机在线充电装置所在的位置，由所述无人机在线充电装置对所述无人机进行充电。采用前述的系统，通过无人机在线充电装置给无人机充电，方便了无人机充电，进而方便了电力线路的巡视工作。

Description

一种无人机巡视系统及方法
技术领域
本申请涉及电力线路巡视技术领域，尤其涉及以一种无人机巡视系统及方法。
背景技术
电力线路是指在发电厂、变电站和电力用户间用来传送电能的线路。它是供电系统的重要组成部分，担负着输送和分配电能的任务。可见电力线路的可靠性直接关系到供电系统的可靠性，因此，电力线路需要定期巡视，排查故障。电力线路的巡视通常是通过人工巡视的方式。但是，在电力线路实际运行中，经常会出现线路长，线路通道环境复杂，穿越山区、河流、密林等情况，在这些情况下，人工巡视较为困难。
为解决上述问题，现有技术中出现一种利用无人机进行线路巡视，在这种线路巡视方式中，操作人员通过手持无人机控制装置，控制无人机巡视线路，其中，无人机采用蓄电池供电，当电池的电量低于一定的值时，控制无人机飞回地面进行充电。
但是发明人在研究本申请的过程中发现，现有的利用无人机巡视线路的方法中，无人机充电不便，并且，蓄电池的供电时间有限，导致无人机不能进行远距离、长时间巡视，给电力线路巡视工作带来不便。
发明内容
本申请实施例公开的一种无人机巡视系统及方法，以解决现有技术中，无人机充电不便，并且，蓄电池的供电时间有限，导致无人机不能进行远距离、长时间巡视，给电力线路巡视工作带来不便的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种无人机巡视系统，所述系统法包括：
无人机在线充电装置、无人机自动导航装置和后台操作系统；
所述无人机在线充电装置固定安装在无人机巡视的线路上，所述无人机在线充电装置用于为所述无人机充电；
所述后台操作系统用于操控所述无人机自动导航装置；
所述无人机自动导航装置用于在所述后台操作系统的操控下，控制所述无人机的巡视路线，以使所述无人机停留至所述无人机在线充电装置所在的位置，由所述无人机在线充电装置对所述无人机进行充电。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述无人机在线充电装置包括供电装置和无线充电平台，所述供电装置并联在线路上，所述无线充电平台通过导线与供电装置连接，其中，所述供电装置由环氧树脂封装的两个以上的电容器组成，所述两个以上的电容器相互串联；
当所述无人机需要充电时，所述无人机停留至所述无线充电平台所在的位置，并与所述无线充电平台相连接，以便所述供电装置通过所述无线充电平台为所述无人机充电。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述供电装置中的电容器的容量根据分压原理进行选择，使供电装置输出电压满足无线充电平台的输入电压的要求。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述无人机自动导航装置包括安装在所述无人机上的无线射频收发装置和安装在所述线路上的无线射频收发装置，其中，安装在所述线路上的无线射频收装置至少为三个，且不在同一直线上；
所述安装在所述无人机上的无线射频收发装置和安装在所述线路上的无线射频收发装置之间进行射频信号的收发，以使所述后台操作系统确定所述无人机所在的位置。
结合第一方面，在一种实现方式中，无线射频收发装置包括整流模块和无线射频收发模块；
所述整流模块连接充电装置，所述整流模块用于将所述无线射频收发装置的输入电压转换成满足所述无线射频收发模块的输入电压，其中，所述充电装置包括所述无人机在线充电装置和连接所述后台操作系统的电源；
所述无线射频收发模块用于收发射频信号。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述后台操作系统装置包括：可编程芯片、无人机选择面板和至少一个无线射频收发装置，每个无线射频收发装置用于操控一个对应的无人机；
所述无人机选择面板用于根据接收到的选择操作，选择本次操控的无人机；
通过无人机自动导航装置内安装的无线射频收发装置向所述后台操作系统内的无线射频收发装置发射射频信号，根据所述射频信号，所述可编程芯片获取所述无人机所在的位置，并根据所述无人机所在的位置，控制无人机自动导航装置。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述后台操作系统还包括：显示屏、手动操作摇杆、切换开关和自动巡视模式面板；
所述显示屏用于显示无人机的信息；
所述切换开关用于切换无人机的手动巡视和自动巡视两种状态；
当所述切换开关切换至手动巡视状态时，通过手动操作摇杆操控所述无人机进行线路巡视；
当所述切换开关切换至自动巡视状态时，通过自动巡视模式面板选择自动巡视状态下的巡视模式，所述无人机根据所述巡视模式，进行线路巡视。
第二方面，本申请实施例部分提供了一种无人机巡视方法，其特征在于，所述无人机巡视方法应用于第一方面所述的无人机巡视系统，所述无人机巡视方法包括：
通过后台操作系统操控无人机自动导航装置；
所述无人机自动导航装置在所述后台操作系统的操控下，控制所述无人机的巡视路线，以使无人机停留至无人机在线充电装置所在的位置，由所述无人机在线充电装置对所述无人机进行充电；
所述无人机在线充电装置为所述无人机充电。
结合第二方面，在一种实现方式中，通过后台操作系统操控无人机自动导航装置包括：
无人机选择面板根据接收到的选择操作，选择本次操控的无人机；
通过无人机自动导航装置内安装的无线射频收发装置向所述后台操作系统内的无线射频收发装置发射射频信号，根据所述射频信号，所述可编程芯片获取所述无人机所在的位置，并根据所述无人机所在的位置，控制无人机自动导航装置。
结合第二方面，在一种实现方式中，所述通过后台操作系统操控无人机自动导航装置还包括：
通过切换开关切换所述无人机的手动巡视和自动巡视两种状态；
当所述切换开关切换至手动巡视状态时，通过手动操作摇杆操控所述无人机进行线路巡视；
当所述切换开关切换至自动巡视状态时，通过自动巡视模式面板选择自动巡视状态下的巡视模式，所述无人机根据所述巡视模式，进行线路巡视。
本申请实施例公开的一种无人机巡视系统及方法，其中，所述系统包括：无人机在线充电装置、无人机自动导航装置和后台操作系统；所述无人机在线充电装置固定安装在无人机巡视的线路上，所述无人机在线充电装置用于为所述无人机充电；所述后台操作系统用于操控所述无人机自动导航装置；所述无人机自动导航装置用于在所述后台操作系统的操控下，控制所述无人机的巡视路线，以使所述无人机停留至所述无人机在线充电装置所在的位置，由所述无人机在线充电装置对所述无人机进行充电。
采用前述的一种线路无人机巡视系统，通过安装在巡视线路上的无人机在线充电装置给无人机充电，通过后台操作系统控制无人机的巡视路线，以使无人机停留至无人机在线充电装置所在的位置，本申请的无人机在线充电装置直接从巡视线路获取电能，通过无人机在线充电装置给无人机充电，方便了无人机充电，进而方便了电力线路的巡视工作。
更进一步地，通过设置在无人机、线路和后台操作系统的无线收发装置相互之间进行无线射频信号的收发，不用操作人员到现场操控，方便操作人员的线路巡视工作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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是本申请实施例提供的一种无人机巡视系统的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种无人机巡视系统中，无人机在线充电装置的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种无人机巡视系统中，无线射频收发装置的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种无人机巡视系统中，后台操作系统的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种无人机巡视方法的流程示意图；
图6是本申请实施例提供的一种无人机巡视方法的一种应用场景图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
本申请实施例公开的一种无人机巡视系统及方法，以解决现有技术中，无人机充电不便，并且，蓄电池的供电时间有限，导致无人机不能进行远距离、长时间巡视，给电力线路巡视工作带来不便的问题。
参照图1，示出了一种无人机巡视系统，所述无人机巡视系统包括：
无人机在线充电装置、无人机自动导航装置和后台操作系统；
所述无人机在线充电装置固定安装在无人机巡视的线路上，所述无人机在线充电装置用于为所述无人机充电；
具体地，所述无人机在线充电装置可以安装在线路上的任意两根线路上，例如：将无人机在线充电装置安装在A相和B相之间，或者安装在B相和C相之间，本申请不做具体限定。
所述后台操作系统用于操控所述无人机自动导航装置；
其中，所述后台操控系统通过可编程芯片设定的无人机位置计算方法获取无人机的位置信息，根据所述位置信息进行无人机定位，根据可编程芯片中设定的无人机巡视线路进行巡视。
所述无人机自动导航装置用于在所述后台操作系统的操控下，控制所述无人机的巡视路线，以使所述无人机停留至所述无人机在线充电装置所在的位置，由所述无人机在线充电装置对所述无人机进行充电。
本申请实施例公开的一种无人机巡视系统，包括：无人机在线充电装置、无人机自动导航装置和后台操作系统；所述无人机在线充电装置固定安装在无人机巡视的线路上，所述无人机在线充电装置用于为所述无人机充电；所述后台操作系统用于操控所述无人机自动导航装置；所述无人机自动导航装置用于在所述后台操作系统的操控下，控制所述无人机的巡视路线，以使所述无人机停留至所述无人机在线充电装置所在的位置，由所述无人机在线充电装置对所述无人机进行充电。
采用前述的一种线路无人机巡视系统，通过安装在巡视线路上的无人机在线充电装置给无人机充电，通过后台操作系统控制无人机的巡视路线，以使无人机停留至无人机在线充电装置所在的位置，本申请的无人机在线充电装置直接从巡视线路获取电能，通过无人机在线充电装置给无人机充电，方便了无人机充电，进而方便了电力线路的巡视工作。
进一步地，所述无人机在线充电装置包括供电装置和无线充电平台，所述供电装置并联在线路上，所述无线充电平台通过导线与供电装置连接，其中，所述供电装置由环氧树脂封装的两个以上的电容器组成，所述两个以上的电容器相互串联；
当所述无人机需要充电时，所述无人机停留至所述无线充电平台所在的位置，并与所述无线充电平台相连接，以便所述供电装置通过所述无线充电平台为所述无人机充电。
其中，所述无线充电平台可固定安装在距离所述供电装置最近的塔杆上，所述无线充电平台需能承受所述无人的重量，当无人需要充电时，通过后台操作系统控制无人机停靠在所述无线充电平台上进行充电。
图2是一种无人机在线充电装置的结构示意图(无线充电平台图中未示出)，本实施例中公开的供电装置包括三个相互串联的电容器：C1、C2和C12，用环氧树脂将这三个电容器封装在一起组成供电装置，其中，供电装置设置在线路的A相和B相之间；1、2、3、4为所述供电装置的四个固定位点，5和6为所述供电装置获取电能的位点，从C12的两端引出连接线，通过所述连接线连接无线充电平台和巡视线路上的无线射频收发装置，为所述无人机和巡视线路上的无线射频收发装置进行充电。
优选地，所述供电装置中的电容器的容量根据分压原理进行选择，使供电装置输出电压满足无线充电平台的输入电压的要求。
进一步地，所述无人机自动导航装置包括安装在所述无人机上的无线射频收发装置和安装在所述线路上的无线射频收发装置，其中，安装在所述线路上的无线射频收装置至少为三个，且不在同一直线上；
所述安装在所述无人机上的无线射频收发装置和安装在所述线路上的无线射频收发装置之间进行射频信号的收发，以使所述后台操作系统确定所述无人机所在的位置。
下面举例说明所述无人机位置信息的获取方法，如图3所示，假设A、B和C代表线路上的三个无线射频收发装置，D表示无人机所在的位置，已知A、B、C三点的坐标分别为(XA、YA)、(XB、YB)、(XC、YC)，无人机坐标为(X、Y)，无人机位置D到A、B、C三点的距离分别为DA、DB、DC，则通过以下公式计算无人机的坐标(X、Y)：
根据上面三个等式，即可求得(X、Y)。
进一步地，参照图3，示出了一种无线射频收发装置的结构示意图，所述无线射频收发装置包括整流模块和无线射频收发模块；
所述整流模块连接充电装置，所述整流模块用于将所述无线射频收发装置的输入电压转换成满足所述无线射频收发模块的输入电压，其中，所述充电装置包括所述无人机在线充电装置和连接所述后台操作系统的电源；
所述无线射频收发模块用于收发射频信号。
其中，本申请中的无线射频收发装置包括，无人机中的无线射频收装置、线路上的多个无线射频收发装置和后台操作系统中的无线射频收发装置，上述无线射频收装置之间均可互相收发射频信号。
参照图4，示出了一种后台操作系统的结构示意图，所述后台操作系统装置包括：可编程芯片、无人机选择面板和至少一个无线射频收发装置，每个无线射频收发装置用于操控一个对应的无人机；
所述无人机选择面板用于根据接收到的选择操作，选择本次操控的无人机；
通过无人机自动导航装置内安装的无线射频收发装置向所述后台操作系统内的无线射频收发装置发射射频信号，根据所述射频信号，所述可编程芯片获取所述无人机所在的位置，并根据所述无人机所在的位置，控制无人机自动导航装置。
进一步地，所述后台操作系统还包括：显示屏、手动操作摇杆、切换开关和自动巡视模式面板；
所述显示屏用于显示无人机的信息；
其中，显示屏可以用来显示无人机巡视时传回的线路画面，还可以用来显示无人机的相关信息，例如，无人机的电量等。
所述切换开关用于切换无人机的手动巡视和自动巡视两种状态；
当所述切换开关切换至手动巡视状态时，通过手动操作摇杆操控所述无人机进行线路巡视；
当所述切换开关切换至自动巡视状态时，通过自动巡视模式面板选择自动巡视状态下的巡视模式，所述无人机根据所述巡视模式，进行线路巡视。
例如，所述巡视模式可以是沿着平行巡视线缆的方向进行巡视，还可以是沿着垂直线缆的方向进行巡视。
更进一步地，通过设置在无人机、线路和后台操作系统的无线收发装置相互之间进行无线射频信号的收发，不用操作人员到现场操控，方便操作人员的线路巡视工作。
参照图5，示出了一种无人机巡视方法，所述无人机巡视方法应用于前述的任一项所述的无人机巡视系统，所述无人机巡视方法包括：
步骤S101，通过后台操作系统操控无人机自动导航装置；
步骤S102，所述无人机自动导航装置在所述后台操作系统的操控下，控制所述无人机的巡视路线，以使无人机停留至无人机在线充电装置所在的位置，由所述无人机在线充电装置对所述无人机进行充电；
步骤S103，所述无人机在线充电装置为所述无人机充电。
进一步地，通过后台操作系统操控无人机自动导航装置包括：
无人机选择面板根据接收到的选择操作，选择本次操控的无人机；
通过无人机自动导航装置内安装的无线射频收发装置向所述后台操作系统内的无线射频收发装置发射射频信号，根据所述射频信号，所述可编程芯片获取所述无人机所在的位置，并根据所述无人机所在的位置，控制无人机自动导航装置。
进一步地，所述通过后台操作系统操控无人机自动导航装置还包括：
通过切换开关切换所述无人机的手动巡视和自动巡视两种状态；
当所述切换开关切换至手动巡视状态时，通过手动操作摇杆操控所述无人机进行线路巡视；
当所述切换开关切换至自动巡视状态时，通过自动巡视模式面板选择自动巡视状态下的巡视模式，所述无人机根据所述巡视模式，进行线路巡视。
本申请还示例性的公开一种无人机巡视方法的应用场景图，参照图6所示，图中的G1、G2......G5表示无人机在线充电装置，无人机自动导航装置图中未标出，在本示例中，后台操作系统向自动导航系统发出频率为840.375MHz的无线射频信号，无人机自动导航装置控制无人机1按照设定的模式进行巡线，并实时将巡视线路的视频图像发回后台操作系统。例如：无人机1向在线充电装置G3的位置移动进行自动巡视线路，到达G3位置后，按照原路返回G1在线充电装置处，进行充电，充电3小时后，再次按照以上模式进行巡视线路。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置实施例而言，由于其
基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无人机巡视系统，其特征在于，包括：
无人机在线充电装置、无人机自动导航装置和后台操作系统；
所述无人机在线充电装置固定安装在无人机巡视的线路上，所述无人机在线充电装置用于为所述无人机充电；
所述后台操作系统用于操控所述无人机自动导航装置；
所述无人机自动导航装置用于在所述后台操作系统的操控下，控制所述无人机的巡视路线，以使所述无人机停留至所述无人机在线充电装置所在的位置，由所述无人机在线充电装置对所述无人机进行充电。
2.根据权利要求1所述的无人机巡视系统，其特征在于，
所述无人机在线充电装置包括：供电装置和无线充电平台，所述供电装置并联在线路上，所述无线充电平台通过导线与供电装置连接，其中，所述供电装置由环氧树脂封装的两个以上的电容器组成，所述两个以上的电容器相互串联；
当所述无人机需要充电时，所述无人机停留至所述无线充电平台所在的位置，并与所述无线充电平台相连接，以便所述供电装置通过所述无线充电平台为所述无人机充电。
3.根据权利要求2所述的无人机巡视系统，其特征在于，
所述供电装置中的电容器的容量根据分压原理进行选择，使供电装置输出电压满足无线充电平台的输入电压的要求。
4.根据权利要求1所述的无人机巡视系统，其特征在于，
所述无人机自动导航装置包括安装在所述无人机上的无线射频收发装置和安装在所述线路上的无线射频收发装置，其中，安装在所述线路上的无线射频收装置至少为三个，且不在同一直线上；
所述安装在所述无人机上的无线射频收发装置和安装在所述线路上的无线射频收发装置之间进行射频信号的收发，以使所述后台操作系统确定所述无人机所在的位置。
5.根据权利要求4所述的无人机巡视系统，其特征在于，
无线射频收发装置包括整流模块和无线射频收发模块；
所述整流模块连接充电装置，所述整流模块用于将所述无线射频收发装置的输入电压转换成满足所述无线射频收发模块的输入电压，其中，所述充电装置包括所述无人机在线充电装置和连接所述后台操作系统的电源；
所述无线射频收发模块用于收发射频信号。
6.根据权利要求4所述的无人机巡视系统，其特征在于，
所述后台操作系统装置包括：可编程芯片、无人机选择面板和至少一个无线射频收发装置，每个无线射频收发装置用于操控一个对应的无人机；
所述无人机选择面板用于根据接收到的选择操作，选择本次操控的无人机；
通过无人机自动导航装置内安装的无线射频收发装置向所述后台操作系统内的无线射频收发装置发射射频信号，根据所述射频信号，所述可编程芯片获取所述无人机所在的位置，并根据所述无人机所在的位置，控制所述无人机自动导航装置。
7.根据权利要求6所述的无人机巡视系统，其特征在于，
所述后台操作系统还包括：显示屏、手动操作摇杆、切换开关和自动巡视模式面板；
所述显示屏用于显示无人机的信息；
所述切换开关用于切换无人机的手动巡视和自动巡视两种状态；
当所述切换开关切换至手动巡视状态时，通过手动操作摇杆操控所述无人机进行线路巡视；
当所述切换开关切换至自动巡视状态时，通过自动巡视模式面板选择自动巡视状态下的巡视模式，所述无人机根据所述巡视模式，进行线路巡视。
8.一种无人机巡视方法，其特征在于，所述无人机巡视方法应用于权利要求1至7任一项所述的无人机巡视系统，所述无人机巡视方法包括：
通过后台操作系统操控无人机自动导航装置；
所述无人机自动导航装置在所述后台操作系统的操控下，控制所述无人机的巡视路线，以使无人机停留至无人机在线充电装置所在的位置，由所述无人机在线充电装置对所述无人机进行充电；
所述无人机在线充电装置为所述无人机充电。
9.根据权利要求8所述的无人机巡视方法，其特征在于，通过后台操作系统操控无人机自动导航装置包括：
无人机选择面板根据接收到的选择操作，选择本次操控的无人机；
通过无人机自动导航装置内安装的无线射频收发装置向所述后台操作系统内的无线射频收发装置发射射频信号，根据所述射频信号，所述可编程芯片获取所述无人机所在的位置，并根据所述无人机所在的位置，控制无人机自动导航装置。
10.根据权利要求9所述的无人机巡视方法，其特征在于，所述通过后台操作系统操控无人机自动导航装置还包括：
通过切换开关切换所述无人机的手动巡视和自动巡视两种状态；
当所述切换开关切换至手动巡视状态时，通过手动操作摇杆操控所述无人机进行线路巡视；
当所述切换开关切换至自动巡视状态时，通过自动巡视模式面板选择自动巡视状态下的巡视模式，所述无人机根据所述巡视模式，进行线路巡视。
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