CN111123973A - 一种无人机线路杆塔巡视引导系统及引导方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无人机线路杆塔巡视引导系统及引导方法，涉及电力巡检领域，采用多旋翼无人机系统，对输电线路进行详细巡视。通过作业前准备，确定巡检作业输电线路段和巡检作业目标，实现巡检作业环境生成；基于GPS导航技术，实现了自动巡检作业、实时航迹坐标显示等功能；通过无线通讯模块，实现巡检视频接收和显示。对巡检拍摄的图像，通过图像处理实现故障分析诊断；巡检流程结束，对巡检任务信息保存和打印。通过对无人机巡线指挥系统进行测试，系统能够按照无人机巡检作业流程，对无人机巡检任务进行详细记录，完成输电线路巡检工作。巡线指挥系统的应用明显提高巡检效率和效果，能进一步降低进行人工故障识别的难度。
Description
技术领域
本发明属于电力巡检领域，具体涉及一种无人机线路杆塔巡视引导系统及引导方法。
背景技术
10kV以上电压等级的高压输电线路，一般都会经过山川、树林泊等传统的人工作业需要花费大量时间的区域，巡查效率、观察效果和作业安全无法得到保障，而采用无人机对输电线路进行巡检能够对输电线路进行高效、非接触式的巡检作业，能提高巡检质量，并确保巡检作业人员安全。
无人机巡检区域多为低空领域，地形和小气候环境复杂多变，存在电力杆塔、线路、树木、建筑物等障碍，作业场地也限制了无人机无法随时安全起降。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种无人机线路杆塔巡视引导系统及引导方法，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种无人机线路杆塔巡视引导方法，其步骤主要包括：
(1)作业前准备，根据线路杆塔安装位置及周围环境确定巡检作业线路段和巡检作业目标，实现巡检作业环境生成；
(2)根据作业环境设计无人机巡视线路和无人机动作姿态信息；
(3)将巡视线路和动作姿态载入多旋翼无人机系统；
(4)多旋翼无人机起飞前检查；
(5)多旋翼无人机起飞；
(6)对巡检拍摄的图像，通过图像处理实现故障分析诊断；
(7)巡检流程结束，巡检任务信息保存和打印。
进一步的，在多旋翼无人机飞行过程中，利用多旋翼无人机系统的地面站，对多旋翼无人机的飞行情况进行实时监控和调整。
第二方面，本发明提供一种无人机线路杆塔巡视引导系统，包括多旋翼无人机系统，所述多旋翼无人机系统包括机身和机身控制系统，所述机身上安装有飞行控制系统，所述飞行控制系统包括自动驾驶仪和GPS模块，所述机身控制系统包括地面站，所述自动驾驶仪和GPS模块与地面站无线连接，所述地面站与信息输出装置连接，所述信息输出装置包括打印机。
进一步的，所述机身通过云台搭载拍摄系统。
进一步的，所述多旋翼无人机系统包括图传系统，所述图传系统与拍摄系统电连接，所述图传系统包括发射机、地面接收装置，所述拍摄系统与发射机电连接，所述发射机与地面接收装置无线连接，所述地面接收装置与地面站电连接。
进一步的，所述飞行控制系统包括陀螺仪、地磁感应飞控、气压传感器、超声波传感器、光流传感器以及控制电路。
本发明的有益效果在于，本发明提供的无人机线路杆塔巡视引导系统及方法，采用多旋翼无人机系统，多旋翼无人机对起飞和降落场地无特殊要求，能够在空中悬停作业，飞行转弯弧度小，因此采用旋翼无人机对输电线路进行详细巡视。四旋翼无人机由于航程和自身性能约束，仅能对输电线路杆塔及杆塔附近线路进行巡线。本系统设计了无人机线路杆塔巡视引导系统。通过作业前准备，确定巡检作业输电线路段和巡检作业目标，实现巡检作业环境生成；基于GPS导航技术，实现了自动巡检作业、实时航迹坐标显示等功能；通过无线通讯模块，实现巡检视频接收和显示。对巡检拍摄的图像，通过图像处理实现故障分析诊断；巡检流程结束，对巡检任务信息保存和打印。通过对无人机巡线指挥系统进行测试，系统能够按照无人机巡检作业流程，对无人机巡检任务进行详细记录，完成输电线路巡检工作。巡线指挥系统的应用明显提高巡检效率和效果，能进一步降低进行人工故障识别的难度。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种利用多旋翼无人机系统进行线路杆塔巡视引导方法，其步骤主要包括：
(1)作业前准备，根据线路杆塔安装位置及周围环境确定巡检作业线路段和巡检作业目标，实现巡检作业环境生成；
(2)根据作业环境设计无人机巡视线路和无人机动作姿态信息；
(3)将巡视线路和动作姿态载入多旋翼无人机系统；
(4)多旋翼无人机起飞前检查；
(5)多旋翼无人机起飞；
(6)对巡检拍摄的图像，通过图像处理实现故障分析诊断；
(7)巡检流程结束，巡检任务信息保存和打印。
在多旋翼无人机飞行过程中，利用多旋翼无人机系统的地面站，对多旋翼无人机的飞行情况进行实时监控和调整。
此外，提供一种无人机线路杆塔巡视引导系统，包括多旋翼无人机系统，所述多旋翼无人机系统包括机身和机身控制系统，所述机身上安装有飞行控制系统，所述飞行控制系统包括自动驾驶仪和GPS模块，所述机身控制系统包括地面站，所述自动驾驶仪和GPS模块与地面站无线连接，所述地面站与信息输出装置连接，所述信息输出装置包括打印机。当飞行器超出视线，通过地面站观测其姿态角、GPS位置、剩余电量、带图传载荷的机身，还能在地面站上看到视频，控制载荷的行为。
进一步的，为了保证拍摄的平稳，所述机身通过云台搭载拍摄系统。
进一步的，所述多旋翼无人机系统包括图传系统，所述图传系统与拍摄系统电连接，所述图传系统包括发射机、地面接收装置，所述拍摄系统与发射机电连接，所述发射机与地面接收装置无线连接，所述地面接收装置与地面站电连接。
进一步的，所述飞行控制系统包括进行飞行姿态感知的陀螺仪、地磁感应飞控、进行悬停高度粗略控制的气压传感器、进行低空高度精确控制或避障的超声波传感器、进行悬停水平位置精确确定的光流传感器以及控制电路，以自动保持飞机正常飞行姿态。
本发明的有益效果在于，本发明提供的无人机线路杆塔巡视引导系统及方法，采用多旋翼无人机系统，多旋翼无人机对起飞和降落场地无特殊要求，能够在空中悬停作业，飞行转弯弧度小，因此采用旋翼无人机对输电线路进行详细巡视。四旋翼无人机由于航程和自身性能约束，仅能对输电线路杆塔及杆塔附近线路进行巡线。本系统设计了无人机线路杆塔巡视引导系统。通过作业前准备，确定巡检作业输电线路段和巡检作业目标，实现巡检作业环境生成；基于GPS导航技术，实现了自动巡检作业、实时航迹坐标显示等功能；通过无线通讯模块，实现巡检视频接收和显示。对巡检拍摄的图像，通过图像处理实现故障分析诊断；巡检流程结束，对巡检任务信息保存和打印。通过对无人机巡线指挥系统进行测试，系统能够按照无人机巡检作业流程，对无人机巡检任务进行详细记录，完成输电线路巡检工作。巡线指挥系统的应用明显提高巡检效率和效果，能进一步降低进行人工故障识别的难度。
尽管结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种无人机线路杆塔巡视引导方法，其步骤主要包括：
(1)作业前准备，根据线路杆塔安装位置及周围环境确定巡检作业线路段和巡检作业目标，实现巡检作业环境生成；
(2)根据作业环境设计无人机巡视线路和无人机动作姿态信息；
(3)将巡视线路和动作姿态载入多旋翼无人机系统；
(4)多旋翼无人机起飞前检查；
(5)多旋翼无人机起飞；
(6)对巡检拍摄的图像，通过图像处理实现故障分析诊断；
(7)巡检流程结束，巡检任务信息保存和打印。
2.如权利要求1所述的无人机线路杆塔巡视引导方法，其特征在于：在多旋翼无人机飞行过程中，利用多旋翼无人机系统的地面站，对多旋翼无人机的飞行情况进行实时监控和调整。
3.一种无人机线路杆塔巡视引导系统，其特征在于：包括多旋翼无人机系统，所述多旋翼无人机系统包括机身和机身控制系统，所述机身上安装有飞行控制系统，所述飞行控制系统包括自动驾驶仪和GPS模块，所述机身控制系统包括地面站，所述自动驾驶仪和GPS模块与地面站无线连接，所述地面站与信息输出装置连接，所述信息输出装置包括打印机。
4.如权利要求3所述的无人机线路杆塔巡视引导系统，其特征在于：所述机身通过云台搭载拍摄系统。
5.如权利要求3所述的无人机线路杆塔巡视引导系统，其特征在于：所述多旋翼无人机系统包括图传系统，所述图传系统与拍摄系统电连接，所述图传系统包括发射机、地面接收装置，所述拍摄系统与发射机电连接，所述发射机与地面接收装置无线连接，所述地面接收装置与地面站电连接。
6.如权利要求3所述的无人机线路杆塔巡视引导系统，其特征在于：所述飞行控制系统包括陀螺仪、地磁感应飞控、气压传感器、超声波传感器、光流传感器以及控制电路。
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