CN110445055A - 一种输电线路无人巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路无人巡检系统，属于电工技术领域。该无人巡检系统包括无人机管理系统和数据处理系统，所述的无人机管理系统包括调度系统、巡检无人机和预设充电桩，所述的巡检无人机包括第一微控制器，所述的预设充电桩包括停靠充电平台以及第二微控制器，所述的第二微控制器与停靠充电平台进行电性连接，所述的停靠充电平台包括充电模块，所述的预设充电桩接收巡检无人机的状态信息和巡检无人机所采集的数据。本发明提供的输电线路无人巡检系统不仅可以实现巡检无人机的自动停靠充电操作，而且还可以通过第二微控制器实现对巡检无人机进行全面、实时的监控和调度，从而可以实现输电线路无人巡检系统的高度自动化。

Description

一种输电线路无人巡检系统

技术领域

本发明涉及电工技术领域，具体是一种输电线路无人巡检系统。

背景技术

近年来，随着我国电力事业的快速发展，电网安全稳定运行关系到电网企业的效益和社会的稳定。作为电力系统中十分重要的环节，输电线路的稳定运行直接关系到整个电力系统的安全运行。现阶段输电线路巡视工作主要以正常巡视、故障巡视、特殊巡视三种常规巡视方式为主。其中以预防为主的正常巡视是输电线路巡检的主要工作。其中线路巡查人员以地面巡视为基本手段，并辅以带电登杆检查等。近些年来也有部分地区或者企业推出利用无人机巡检代替人的工作，如北京电力公司、山东电力公司、山西大同超高压供电公司等，在特殊区段均开始推广应用。

其中，对巡检无人机续航里程的提高主要集中在两个方面：第一，开发更加高效的能源介质，使无人机一次存储的能量更加的多，从而达到提高无人机续航里程的目的；第二，寻求一种对无人机进行动态能源补充的方式，利用仿照空中加油机或者利用太阳能进行动态的能源补充。

然而，目前采用的无人机巡检的系统也至少存在着以下几方面的问题：第一，因为无人机身上要搭载各种器械，所以不可能装载很多的燃料，造成了无人机续航里程较短，具体在巡检工作中的表现就是无人机需要频繁的起飞降落，而且无人机做的是往返飞行，即工作结束后要原路返回，这更限制了无人机的巡检工作时长，或者是由人工在地面控制无人机进行检测，然后直接对其进行回收，但这种方式也非常的依赖人工，不能更加彻底的解放人工；第二，为了提高无人机续航里程所以采用的大多数为燃料驱动，这造成了一定程度的环境污染；第三，常规无人机巡检工作的地段不能保证运营商网络的全覆盖，而且2.4G频段的通信距离较短，可是无人机在执行任务过程中必须能够被监控，以实现数据的传输，状态位置等信息的监控和巡航轨迹的控制，这就导致无人机在输电线路巡检工作中局限性更加的突出。因此，目前急需对现有的无人机巡检系统进行改进，以保证可以对无人机进行实时监控和提高输电线路巡检工作的自动化程度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路无人巡检系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种输电线路无人巡检系统，包括无人机管理系统和数据处理系统，所述的无人机管理系统包括调度系统和若干组巡检无人机，所述的巡检无人机包括第一微控制器，所述的无人机管理系统还包括若干组预设充电桩，所述的预设充电桩包括停靠充电平台以及用于调控预设充电桩的第二微控制器，所述的第二微控制器与停靠充电平台进行电性连接，所述的停靠充电平台包括用于自动对停靠的巡检无人机进行充电的充电模块，所述的预设充电桩接收巡检无人机的状态信息和巡检无人机所采集的数据；所述的巡检无人机与预设充电桩进行通信连接，所述的预设充电桩分别与调度系统和数据处理系统进行通信连接。

本发明实施例采用的一种优选方案，所述的巡检无人机包括无线网络传输模块，所述的巡检无人机通过无线网络传输模块分别与调度系统和数据处理系统进行通信连接。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述的巡检无人机还包括2.4G无线模块，所述的巡检无人机通过2.4G无线模块与预设充电桩进行通信连接。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述的巡检无人机还包括存储模块，所述的存储模块储存巡检无人机所采集的数据，所述的存储模块与预设充电桩进行通信连接。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述的停靠充电平台还包括用于辅助巡检无人机进行降落的降落引导模块和降落标志，所述的降落引导模块与巡检无人机进行通信连接。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述的巡检无人机还包括超声波模块和航拍摄像模块，所述的超声波模块实时测量巡检无人机飞行的高度和监控输电线路的状况，所述的航拍摄像模块监控输电线路的状况和获取降落标志的位置；所述的超声波模块和航拍摄像模块均与第一微控制器进行电性连接。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述的巡检无人机还包括用于辅助航拍摄像模块进行监控输电线路状况的红外摄像模块，所述的红外摄像模块与预设充电桩进行通信连接。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述的数据处理系统包括数据分析模块和数据储存库，所述的数据储存库分别与巡检无人机和预设充电桩进行通信连接，所述的数据分析模块与数据储存库进行通信连接。

本发明实施例的提供的上述技术方案，相比于现有技术，具有以下技术效果：

(1)本发明实施例通过在无人机管理系统中设置带有停靠充电平台和第二微控制器的预设充电桩,不仅可以在巡检无人机停靠在停靠充电平台时，通过停靠充电平台的充电模块对巡检无人机进行自动充电，而且，还可以通过第二微控制器作为中间媒介将巡检无人机勘探、采集的数据间接地传递给数据处理系统或调度系统，从而可以实现对巡检无人机进行全面、实时的监控和调度，以及可以实现整个输电线路无人巡检系统的高度自动化。

(2)本发明实施例还通过在停靠充电平台内设置降落引导模块和降落标志，便可在巡检无人机内设置的超声波模块和航拍摄像机的配合下，辅助巡检无人机进行精确的降落，从而可以保证巡检无人机在降落充电时，不需要人为干预，以进一步提高输电线路无人巡检系统的自动化程度。

附图说明

图1为实施例1提供的一种输电线路无人巡检系统的结构示意图。

图2为实施例2提供的一种输电线路无人巡检系统的结构示意图。

具体实施方式

下面的具体实施例是结合本说明书中提供的附图对本申请的技术方案作出的具体、清楚的描述。其中，说明书的附图只是为了用于将本申请的技术方案呈现得更加清楚明了，并不代表实际生产或使用中的形状或大小，以及也不能将附图的标记作为所涉及的权利要求的限制。

另外，在本申请的描述中，所采用到的术语应当作广义的理解，对于本领域的技术人员而言，可以根据实际的具体情况来理解术语的具体含义。譬如，本申请中所采用的术语“设置”和“设有”，可以定义为接触式设置或者未接触式设置等；所采用的术语“连接”和“相连”可以定义为固定连接或者可活动连接的机械连接，也可定义为电性连接等；所采用的方位词术语均是以附图为参考或者根据以实际情况以及公知常识所定义的方向为准。

实施例1

参照附图1，该实施例提供了一种输电线路无人巡检系统，包括无人机管理系统和数据处理系统，所述的无人机管理系统包括调度系统、若干组巡检无人机和若干组预设充电桩。所述的调度系统直接面向的是整个系统的所有巡检无人机和预设充电桩，其负责协调巡检无人机在整个输电线路上的巡检过程，对整个系统的状况进行实时监控，并在需要的时候协助巡检无人机完成降落充电和起飞过程。所述的预设充电桩是架设在输电线路的杆上，其与调度系统之间可以通过有线传输来保持着双向的数据传递。所述的数据处理系统是面向输电线路健康状况的一个系统，其可以接收来自巡检无人机的勘探数据以及其他来源的数据，从而可以建立对整个输电线路健康状况的实时监控。

进一步，所述的预设充电桩包括停靠充电平台、有线网络传输模块、2.4G数据传输模块以及用于预设充电桩的第二微控制器，所述的第二微控制器与停靠充电平台进行电性连接，所述的停靠充电平台包括用于自动对停靠的巡检无人机进行充电的充电模块，在运行商网络不畅导致的无人机采集到的数据无法同步到调度系统和数据处理系统时，预设充电桩可以接收巡检无人机的状态信息和巡检无人机所采集的数据；所述的巡检无人机与预设充电桩通过有线网络传输模块或2.4G数据传输模块进行通信连接，预设充电桩还分别与调度系统和数据处理系统进行通信连接。

具体的，所述的巡检无人机包括无人机本体、第一微控制器、无线网络传输模块、2.4G无线模块、存储模块、超声波模块、航拍摄像模块和红外摄像模块。所述的存储模块、超声波模块、航拍摄像模块和红外摄像模块均与无线网络传输模块进行电性连接，所述的存储模块、超声波模块、航拍摄像模块和红外摄像模块还均与2.4G无线模块进行电性连接；所述的存储模块、超声波模块、航拍摄像模块和红外摄像模块还均与第一微控制器进行电性连接。

其中，所述的巡检无人机通过无线网络传输模块分别与调度系统和数据处理系统进行通信连接。对于运营商网络覆盖到的区域，巡检无人机和调度系统可以一直建立实时的联系，调度系统对巡检无人机的位置、电量等信息直接建立实时监控，对巡检无人机的巡航轨迹、降落充电以及起飞过程进行调控。同时，巡检无人机勘探采集的数据将会实时的传回数据处理系统进行处理。

另外，所述的巡检无人机通过2.4G无线模块与预设充电桩进行通信连接。对于运营商网络覆盖不到的区域，可以通过各个区域设置的预设充电桩的第二微控制器，对巡检无人机进行调控，每一个第二微控制器都有一定的控制范围，巡检无人机由一个区域运行到另一个区域的时候会进行巡检无人机控制权限的切换，以实现对巡检无人机进行完整的监控和调度。此外，当巡检无人机由预设充电桩进行控制的时候，巡检无人机的状态信息和巡检无人机所采集的数据会先通过2.4G无线模块发给预设充电桩，然后再由预设充电桩上搭载的第二微控制器通过多级转发或者有线传输，传输给调度系统，由此可以建立调度系统对巡检无人机的间接监控，从而可以对巡检无人机进行实时完整的监控和调度。

进一步，所述的存储模块分别与红外摄像模块和航拍摄像模块进行电性连接，所述的存储模块通过2.4G无线模块与预设充电桩进行通信连接，所述的存储模块用于储存巡检无人机所采集的数据。当因气象等原因造成2.4G频段的信号也受限时，可以通过存储模块将巡检无人机状态信息和其所采集的数据进行储存，等到巡检无人机停靠充电的时候，便可将存储模块所储存的信息和数据传递给预设充电桩，然后再由预设充电桩上搭载的第二微控制器将数据和信息传回给调度系统或数据处理系统。

进一步，所述的红外摄像模块通过2.4G无线模块与预设充电桩进行通信连接，所述的红外摄像模块可以用于辅助航拍摄像模块进行监控输电线路状况，从而可以大大提高巡检无人机勘探、采集数据的精准度。

进一步，为了便于巡检无人机能够进行准确的停靠，所述的停靠充电平台还包括用于辅助巡检无人机进行降落的降落引导模块和降落标志，降落标志为黑白相间的圆环图像，以便于巡检无人机可以降落到预定的位置；另外，所述的降落引导模块在预设充电桩搭载的第二微控制器的控制下与无人机建立通信连接。

具体的，所述的超声波模块用于实时测量巡检无人机飞行的高度和监控输电线路的状况，所述的航拍摄像模块除了可以监控输电线路的状况外，还可以捕捉、获取降落标志的位置；所述的超声波模块通过2.4G无线模块与预设充电桩进行通信连接，所述的航拍摄像模块通过2.4G无线模块与预设充电桩进行通信连接，预设充电桩上搭载的第二微控制器与降落引导模块进行电性连接。通过航拍摄像模块获取的降落标志的位置，以及通过超声波模块测量的巡检无人机飞行的高度，便可在降落引导模块的引导下，使巡检无人机实现精确的降落操作，同时，停靠充电平台可以按照预设的高度在巡检无人机的支架上寻找充电口，对无人机自动进行有线充电。需要说明的是，停靠充电平台还可以设置能够自动卷起和放开的顶棚，从而可以对抗雨雪等恶劣天气，以保护巡检无人机不受到损坏和影响。

此外，由于预设充电桩本身也是一种物理器件，所以，巡检无人机也可以勘探、检测预设充电桩包括健康状况在内的自身状态等数据信息，通过将这些数据信息传递给调度系统，便可通过调度系统来判断预设充电桩上的停靠充电平台适不适合巡检无人机的降落。

实施例2

参照附图2，为便于处理巡检无人机所采集的数据，该实施例是在实施例1的基础上进行改进，具体的，所述的数据处理系统包括数据分析模块和数据储存库，所述的数据储存库分别与巡检无人机和预设充电桩进行通信连接，所述的数据分析模块与数据储存库进行通信连接。

其中，所述的巡检无人机可以通过无线网络传输模块与数据储存库进行通信连接，所述的巡检无人机还可以通过2.4G无线模块和预设充电桩与数据储存库进行通信连接。具体的，由巡检无人机或预设充电桩传输过来的数据可以储存到数据储存库中，工作人员可以直接通过调取数据储存库的数据信息来对巡检无人机勘探的数据进行处理分析；另外，数据储存库的数据信息也可以传递给数据分析模块进行计算、分析和处理，从而来确定输电线路的健康状况，同时，处理分析后的数据可以同步到数据储存库中，便于相应的部门对需要处理的情况进行处理。

综上所述，本发明实施例通过在无人机管理系统中设置带有停靠充电平台和第二微控制器的预设充电桩,不仅可以在巡检无人机停靠在停靠充电平台时，通过停靠充电平台的充电模块对巡检无人机进行自动充电，而且，还可以通过充电桩作为中间媒介将巡检无人机勘探、采集的数据间接地传递给数据处理系统或调度系统，从而可以实现对巡检无人机进行全面、实时的监控和调度，以及可以实现整个输电线路无人巡检系统的高度自动化。

另外，本发明实施例还通过在停靠充电平台内设置降落引导模块和降落标志，便可在巡检无人机内设置的超声波模块和航拍摄像机的配合下，辅助巡检无人机进行精确的降落，从而可以保证巡检无人机在降落充电时，不需要人为干预，以进一步提高输电线路无人巡检系统的自动化程度。

需要说明的是，上述实施例只是针对本申请的技术方案和技术特征进行具体、清楚的描述。而对于本领域技术人员而言，属于现有技术或者公知常识的方案或特征，在上面实施例中就不作详细地描述了。

当然，本申请的技术方案不只局限于上述的实施例，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，从而可以形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种输电线路无人巡检系统，包括无人机管理系统和数据处理系统，所述的无人机管理系统包括调度系统和若干组巡检无人机，所述的巡检无人机包括第一微控制器，其特征在于，所述的无人机管理系统还包括若干组预设充电桩，所述的预设充电桩包括停靠充电平台以及用于调控预设充电桩的第二微控制器，所述的第二微控制器与停靠充电平台进行电性连接，所述的停靠充电平台包括用于自动对停靠的巡检无人机进行充电的充电模块，所述的预设充电桩接收巡检无人机的状态信息和巡检无人机所采集的数据；所述的巡检无人机与预设充电桩进行通信连接，所述的预设充电桩分别与调度系统和数据处理系统进行通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路无人巡检系统，其特征在于，所述的巡检无人机包括无线网络传输模块，所述的巡检无人机通过无线网络传输模块分别与调度系统和数据处理系统进行通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种输电线路无人巡检系统，其特征在于，所述的巡检无人机还包括2.4G无线模块，所述的巡检无人机通过2.4G无线模块与预设充电桩进行通信连接。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路无人巡检系统，其特征在于，所述的巡检无人机还包括存储模块，所述的存储模块储存巡检无人机所采集的数据，所述的存储模块与预设充电桩进行通信连接。

5.根据权利要求1所述的一种输电线路无人巡检系统，其特征在于，所述的停靠充电平台还包括用于辅助巡检无人机进行降落的降落引导模块和降落标志，所述的降落引导模块与巡检无人机进行通信连接。

6.根据权利要求5所述的一种输电线路无人巡检系统，其特征在于，所述的巡检无人机还包括超声波模块和航拍摄像模块，所述的超声波模块实时测量巡检无人机飞行的高度和监控输电线路的状况，所述的航拍摄像模块监控输电线路的状况和获取降落标志的位置；所述的超声波模块和航拍摄像模块均与第一微控制器进行电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种输电线路无人巡检系统，其特征在于，所述的巡检无人机还包括用于辅助航拍摄像模块进行监控输电线路状况的红外摄像模块，所述的红外摄像模块与预设充电桩进行通信连接。

8.根据权利要求1所述的一种输电线路无人巡检系统，其特征在于，所述的数据处理系统包括数据分析模块和数据储存库，所述的数据储存库分别与巡检无人机和预设充电桩进行通信连接，所述的数据分析模块与数据储存库进行通信连接。