CN110196603A - 一种基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统 - Google Patents

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郑建康
朱和平
陈磊
苏小婷
蒲路
薛军
倪娜
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Xi'an Electric Co Of Guo Wang Shaanxi Prov Power Co
XI'AN NANFENGYUN ELECTRIC POWER EQUIPMENT Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
Original Assignee
Xi'an Electric Co Of Guo Wang Shaanxi Prov Power Co
XI'AN NANFENGYUN ELECTRIC POWER EQUIPMENT Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08Systems for measuring distance only
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Abstract

本发明公开了一种基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统,笼式无人机上设置有控制器、超声波测距仪、可见光视频监控装置、红外成像仪及激光扫描仪,其中,控制器与笼式无人机、超声波测距仪、可见光视频监控装置、红外成像仪、激光扫描仪及数据中心服务器相连接,手持设备及电缆沟道监控显示设备与数据中心服务器相连接;笼式无人机上还设置有温湿度传感器以及有毒气体浓度检测器,其中,温湿度传感器以及有毒气体浓度检测器与控制器相连接,该系统能够实现电缆隧道内图像的采集、有毒气体浓度的检测以及温湿度信息的测量。

Description

一种基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统
技术领域
本发明属于电缆隧道故障巡检技术领域,涉及一种基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统。
背景技术
随着城市的快速发展,电力需求不断增加,城市的电力电缆数量也不断增加。由于电力电缆隧道是近年来才开始普及的电缆敷设形式,国家还没有颁布有关电缆隧道人员作业安全相关规范与要求,电力电缆隧道环境各不相同。电力隧道内电磁环境复杂,施工环境较地面有很大差距,地面安全监测定位以及图像回传方式在电缆隧道内受到很大限制,急需研究相应的作业方式。
随着我国电力系统的持续发展,电力系统数据总量的不断增加,管理上复杂程度的大幅度增长,以及市场竞争的影响和加大,为人工智能技术在电力系统的应用提供了广阔前景。可以预见,加强智能科学在电网中的科研和应用,将能更好的保证电网安全稳定经济运行。
随着城市输电线路入地化建设加速,输电线路安全隐患增加,为提高输电可靠性,需要定期对电缆隧道进行巡检。随着移动机器人技术的不断进步,开发出一种能够替代人工巡检的小型巡检无人机的时机已经成熟。电缆隧道巡检无人机是一种工作于电缆隧道环境,采集图像、气体浓度、温度等信息的特种机器人。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统,该系统能够实现电缆隧道内图像的采集、有毒气体浓度的检测以及温湿度信息的测量。
为达到上述目的,本发明所述的基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统包括笼式无人机、数据中心服务器、手持设备、电缆沟道监控显示设备以及用于提供电能的电源系统,其中,笼式无人机上设置有控制器、超声波测距仪、可见光视频监控装置、红外成像仪及激光扫描仪,其中,控制器与笼式无人机、超声波测距仪、可见光视频监控装置、红外成像仪、激光扫描仪及数据中心服务器相连接,手持设备及电缆沟道监控显示设备与数据中心服务器相连接;
笼式无人机上还设置有温湿度传感器以及有毒气体浓度检测器,其中,温湿度传感器以及有毒气体浓度检测器与控制器相连接。
控制器与数据中心服务器通过无线通信模块相连接。
数据中心服务器通过局域网与手持设备及电缆沟道监控显示设备相连接。
笼式无人机包括无人机本体及固定于无人机本体上的网格形球体,无人机本体位于所述网格形球体内。
所述网格形结构的材质为碳纤维。
所述无人机本体为多轴无人机。
本发明具有以下有益效果:
本发明所述的基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统在具体操作时,控制器通过可见光视频监控装置、红外成像仪、激光扫描仪、温湿度传感器以及有毒气体浓度检测器检测电缆隧道内部的信息,再发送至数据中心服务器中,数据中心服务器将获取到的信息发送至手持设备及电缆沟道监控显示设备中,以便工作人员进行查看,当电缆隧道内发生任一设备发生故障时,用户通过手持设备及电缆沟道监控显示设备调整笼式无人机的姿态,使得超声波测距仪对准发生故障的位置,通过超声波测距仪测量发生故障的位置与笼式无人机之间的距离,以实现电缆隧道内故障的定位,操作简单、方便,满足电缆隧道的日常巡检及事故状态紧急巡查,实现电缆隧道内地形地貌及内部设备的勘察,同时减少巡检人员出勤的频率,避免安全事故的发生。
附图说明
图1为本发明的原理图;
图2为笼式无人机6的结构示意图。
其中,1为可见光视频监控装置、2为红外成像仪、3为激光扫描仪、4为温湿度传感器、5为有毒气体浓度检测器、6为笼式无人机、7为控制器、8为数据中心服务器、9为手持设备、10为电缆沟道监控显示设备、11为超声波测距仪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参考图1及图2,本发明所述的基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统包括笼式无人机6、数据中心服务器8、手持设备9、电缆沟道监控显示设备10以及用于提供电能的电源系统,其中,笼式无人机6上设置有控制器7、超声波测距仪11、可见光视频监控装置1、红外成像仪2及激光扫描仪3,其中,控制器7与笼式无人机6、超声波测距仪11、可见光视频监控装置1、红外成像仪2、激光扫描仪3及数据中心服务器8相连接,手持设备9及电缆沟道监控显示设备10与数据中心服务器8相连接;笼式无人机6上还设置有温湿度传感器4以及有毒气体浓度检测器5,其中,温湿度传感器4以及有毒气体浓度检测器5与控制器7相连接。
控制器7与数据中心服务器8通过无线通信模块相连接;数据中心服务器8通过局域网与手持设备9及电缆沟道监控显示设备10相连接。
笼式无人机6包括无人机本体及固定于无人机本体上的网格形球体,无人机本体位于所述网格形球体内;所述网格形结构的材质为碳纤维;所述无人机本体为多轴无人机。
本发明的具体工作过程为:
控制器7通过可见光视频监控装置1采集电缆隧道内的视频信息,通过红外成像仪2对电缆隧道内部进行红外成像,通过激光扫描仪3对电缆隧道内进行激光扫描,通过温湿度传感器4检测电缆隧道内的温湿度信息,通过有毒气体浓度检测器5检测隧道内的有毒气体浓度信息,然后将获取的数据通过无线通信模块发送至数据中心服务器8中,数据中心服务器8将接收到的数据发送至手持设备9及电缆沟道监控显示设备10张,工作人员即可通过手持设备9及电缆沟道监控显示设备10查看电缆隧道内部的图像。
当工作人员发生电缆隧道内任一设备发生故障时,用户通过手持设备9及电缆沟道监控显示设备10调整笼式无人机6的姿态,使得超声波测距仪11对准发生故障的位置,通过超声波测距仪11测量发生故障的位置与笼式无人机6之间的距离,以实现电缆隧道内故障的定位。
例如,当发现着火点时,则调整笼式无人机6的飞行姿态,使得超声波测距仪11对准着火点,并通过超声波测距仪11测量着火点与笼式无人机6之间的间距信息,并将测量的间距信息发送至数据中心服务器8中,数据中心服务器8再将得到的间距信息发送至手持设备9及电缆沟道监控显示设备10中,以便工作人员查看。

Claims (6)

1.一种基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统,其特征在于,包括笼式无人机(6)、数据中心服务器(8)、手持设备(9)、电缆沟道监控显示设备(10)以及用于提供电能的电源系统,其中,笼式无人机(6)上设置有控制器(7)、超声波测距仪(11)、可见光视频监控装置(1)、红外成像仪(2)及激光扫描仪(3),其中,控制器(7)与笼式无人机(6)、超声波测距仪(11)、可见光视频监控装置(1)、红外成像仪(2)、激光扫描仪(3)及数据中心服务器(8)相连接,手持设备(9)及电缆沟道监控显示设备(10)与数据中心服务器(8)相连接;
笼式无人机(6)上还设置有温湿度传感器(4)以及有毒气体浓度检测器(5),其中,温湿度传感器(4)以及有毒气体浓度检测器(5)与控制器(7)相连接。
2.根据权利要求1所述的基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统,其特征在于,控制器(7)与数据中心服务器(8)通过无线通信模块相连接。
3.根据权利要求1所述的基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统,其特征在于,数据中心服务器(8)通过局域网与手持设备(9)及电缆沟道监控显示设备(10)相连接。
4.根据权利要求1所述的基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统,其特征在于,笼式无人机(6)包括无人机本体及固定于无人机本体上的网格形球体,无人机本体位于所述网格形球体内。
5.根据权利要求4所述的基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统,其特征在于,所述网格形结构的材质为碳纤维。
6.根据权利要求4所述的基于笼式无人机的电缆隧道故障巡检系统,其特征在于,所述无人机本体为多轴无人机。
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