CN111579882A - 工频电磁场探头、电力巡线无人机导航装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工频电磁场探头、电力巡线无人机导航装置和方法，探头设置在用于对交流电力线进行巡线的无人机上，探头的形状为长方体，探头的第一侧面设置有磁场传感器，第一侧面的四个相邻侧面均设置有电场传感器；探头的内部设置有处理模块；磁场传感器在无人机巡线旋转过程中，测量第一侧面所在位置的工频磁场强度值；电场传感器在无人机巡线飞行过程中，测量第一侧面的四个相邻侧面所在位置的工频电场强度值；处理模块将工频磁场强度值和工频电场强度值发送给无人机的控制模块，使控制模块确定交流电力线的走向和无人机相对于交流电力线的位置。在卫星导航信号缺失的情况下，实现无人机的电力巡线导航。

Description

工频电磁场探头、电力巡线无人机导航装置和方法

技术领域

本发明涉及无人机导航技术领域，尤其是涉及一种工频电磁场探头、电力巡线无人机导航装置和方法。

背景技术

无人机导航技术通常是基于GPS或者北斗导航系统的，由无人机所携带的导航接收模块，接收空间卫星导航的信号，从而识别定位自己的位置，并依据所设计的航点和航线进行导航。

目前，在电力巡检领域，可以采用无人机对交流电力线路进行巡线，即让无人机沿着架空输电线路飞行，在飞行过程中采集图像等信息，但是，有些地方由于环境恶劣或者天气条件原因，可能会存在卫星导航信号不好的情况，并且，电力设备的无线电也可能会干扰到无人机对导航信号的正常接收，导致无人机不能按照导航飞行，容易发生飞行事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工频电磁场探头、电力巡线无人机导航装置和方法，以缓解目前在卫星导航信号缺失的情况下，电力巡线无人机不能按照导航飞行的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种工频电磁场探头，所述探头设置在用于对交流电力线进行巡线的无人机上，所述探头的形状为长方体，所述探头的第一侧面设置有磁场传感器，所述第一侧面的四个相邻侧面均设置有电场传感器；所述探头的内部设置有处理模块，所述处理模块分别与所述磁场传感器和所述电场传感器连接；

所述磁场传感器，用于在所述无人机巡线旋转过程中，测量所述第一侧面处于不同位置时由所述交流电力线产生的工频磁场强度值；

四个所述电场传感器，用于在所述无人机巡线飞行过程中，分别测量所述第一侧面的四个相邻侧面所在位置由所述交流电力线产生的工频电场强度值；

所述处理模块，用于将所述工频磁场强度值和所述工频电场强度值发送给所述无人机的控制模块，以使所述控制模块根据所述工频磁场强度值确定所述交流电力线的走向以及根据所述工频电场强度值确定所述无人机相对于所述交流电力线的位置。

在可选的实施方式中，所述第一侧面的相对侧面设置有所述电场传感器。

在可选的实施方式中，所述探头的内部还设置有供电模块，所述供电模块与所述处理模块连接。

第二方面，本发明实施例提供一种电力巡线无人机导航装置，包括前述实施方式任一项所述的工频电磁场探头，所述探头设置在用于对交流电力线进行巡线的无人机上，且所述探头的第一侧面的四个相邻侧面中的一个朝向地面，还包括控制模块，所述控制模块与所述工频电磁场探头连接；

所述探头，用于在所述无人机巡线旋转过程中，通过磁场传感器测量所述第一侧面处于不同位置时由所述交流电力线产生的工频磁场强度值，以及在所述无人机巡线飞行过程中，通过四个电场传感器测量所述第一侧面的四个相邻侧面所在位置由所述交流电力线产生的工频电场强度值，向所述控制模块发送所述工频磁场强度值和所述工频电场强度值；

所述控制模块，用于根据所述工频磁场强度值确定所述交流电力线的走向以及根据所述工频电场强度值确定所述无人机相对于所述交流电力线的位置，根据所述交流电力线的走向和所述位置控制所述无人机飞行。

在可选的实施方式中，所述探头设置在所述无人机的机身的顶部中间。

在可选的实施方式中，所述控制模块，还用于确定所述工频磁场强度值的最小值，获取所述最小值对应的所述第一侧面的朝向，控制所述无人机沿所述朝向飞行，所述朝向为所述交流电力线的走向。

在可选的实施方式中，所述探头的第一侧面朝向无人机的前进方向。

在可选的实施方式中，所述控制模块，还用于根据所述工频电场强度值中由两对同一个轴向的两个电场传感器测量的工频电场强度值的差异，以及预先得到的所述交流电力线的工频电磁场空间分布，确定所述无人机相对于所述交流电力线的方位和距离，根据所述方位和距离控制所述无人机在相对于所述交流电力线的目标距离范围内飞行。

第三方面，本发明实施例提供一种电力巡线无人机导航方法，应用前述实施方式任一项所述的电力巡线无人机导航装置，所述装置包括工频电磁场探头和控制模块，所述方法包括：

所述探头在所述无人机巡线旋转过程中，通过磁场传感器测量所述第一侧面处于不同位置时由交流电力线产生的工频磁场强度值，以及在所述无人机巡线飞行过程中，通过四个电场传感器测量所述第一侧面的四个相邻侧面所在位置由所述交流电力线产生的工频电场强度值，向所述控制模块发送所述工频磁场强度值和所述工频电场强度值；

所述控制模块根据所述工频磁场强度值确定所述交流电力线的走向以及根据所述工频电场强度值确定所述无人机相对于所述交流电力线的位置，根据所述交流电力线的走向和所述位置控制所述无人机飞行。

在可选的实施方式中，所述控制模块根据所述工频磁场强度值确定所述交流电力线的走向以及根据所述工频电场强度值确定所述无人机相对于所述交流电力线的位置，根据所述交流电力线的走向和所述位置控制所述无人机飞行的步骤，包括：

所述控制模块确定所述工频磁场强度值的最小值，获取所述最小值对应的无人机飞行方向下的所述第一侧面的朝向，控制所述无人机沿所述朝向飞行，所述朝向为所述交流电力线的走向；

所述控制模块根据所述工频电场强度值中由两对同一个轴向的两个电场传感器测量的工频电场强度值的差异，以及预先得到的所述交流电力线的工频电磁场空间分布，确定所述无人机相对于所述交流电力线的方位和距离，根据所述方位和距离控制所述无人机在相对于所述交流电力线的目标距离范围内飞行。

本发明实施例提供的上述工频电磁场探头，设置在用于对交流电力线进行巡线的无人机上，探头的形状为长方体，探头的磁场传感器在无人机巡线旋转过程中，测量第一侧面处于不同位置时由交流电力线产生的工频磁场强度值；电场传感器在无人机巡线飞行过程中，测量第一侧面的四个相邻侧面所在位置时由交流电力线产生的工频电场强度值；处理模块将工频磁场强度值和工频电场强度值发送给无人机的控制模块，以使控制模块根据工频磁场强度值确定交流电力线的走向以及根据工频电场强度值确定无人机相对于交流电力线的位置，从而根据电力线的走向和无人机相对于电力线的位置控制无人机飞行。因此，在卫星导航信号缺失的情况下，也可以实现无人机的电力巡线导航，使无人机保持好与电力线的距离，可以避免无人机撞上电力线而导致飞行事故。

本发明实施例提供的上述电力巡线无人机导航装置和方法中，探头在无人机巡线旋转过程中，通过磁场传感器测量第一侧面处于不同位置由交流电力线产生的工频磁场强度值，以及在无人机巡线飞行过程中，通过四个电场传感器测量第一侧面的四个相邻侧面所在位置由交流电力线产生的工频电场强度值；无人机的控制模块根据工频磁场强度值确定交流电力线的走向以及根据工频电场强度值确定无人机相对于交流电力线的位置，根据电力线的走向和位置控制无人机飞行。因此，在卫星导航信号缺失的情况下，也可以实现无人机的电力巡线导航，使无人机保持好与交流电力线的距离，可以避免无人机撞上交流电力线而导致飞行事故。

另外，第一侧面的磁场传感器随着无人机旋转测量到最小工频磁场强度值，以识别交流电力线的走向，用于指示无人机飞行的方向。通过第一侧面的四个相邻侧面上的四个电场传感器测量的工频电场强度值及交流电力线的空间工频电磁场分布，可以确定无人机相对于交流电力线的方位和距离。从而为无人机的交流电力线避障提供了具有竞争力的解决方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的工频电磁场探头的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的工频电磁场探头的内部连接示意图；

图3为本发明实施例提供的另一工频电磁场探头的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电力巡线无人机导航装置的示意图；

图5为本发明实施例提供的电力巡线无人机导航方法流程图；

图6为本发明实施例提供的另一电力巡线无人机导航方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，在电力巡检领域，可以采用无人机对交流电力线路进行巡线，即让无人机沿着架空输电线路飞行，在飞行过程中采集图像等信息，但是，有些地方由于环境恶劣或者天气条件原因，可能会存在卫星导航信号不好的情况，并且，电力设备的无线电也可能会干扰到无人机对导航信号的正常接收，导致无人机不能按照导航飞行，容易发生飞行事故。基于此，本发明实施例提供的一种工频电磁场探头、电力巡线无人机导航装置和方法，在卫星导航信号缺失的情况下，也可以实现无人机的电力巡线导航，使无人机保持好与交流电力线的距离，可以避免无人机撞上交流电力线而导致飞行事故。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1示出了本发明实施例提供的工频电磁场探头的结构示意图，图2示出了本发明实施例提供的工频电磁场探头的内部连接示意图。如图1和图2所示，本发明实施例提供一种工频电磁场探头，该探头设置在用于对交流电力线进行巡线的无人机上，探头的形状为长方体，需要说明的是，该长方体可以是立方体。

探头的第一侧面设置有磁场传感器11，第一侧面的四个相邻侧面均设置有电场传感器12；探头的内部设置有处理模块13，处理模块13分别与磁场传感器11和电场传感器12连接；

磁场传感器11，用于在无人机巡线旋转过程中，测量第一侧面处于不同位置时由交流电力线产生的工频磁场强度值；四个电场传感器12，用于在无人机巡线飞行过程中，分别测量第一侧面的四个相邻侧面所在位置由交流电力线产生的工频电场强度值；处理模块13，用于将工频磁场强度值和工频电场强度值发送给无人机的控制模块，以使控制模块根据工频磁场强度值确定交流电力线的走向以及根据工频电场强度值确定无人机相对于交流电力线的位置。

具体的，上述电场传感器可以为电场平板传感器，磁场传感器可以为磁场线圈传感器。

在一些实施例中，第一侧面的相对侧面也可以设置电场传感器。

示例性的，如图3所示，探头的六个面分别为X-面、Y-面、Z-面、X+面，Y+面，Z+面，其中，X+面设置有磁场传感器，X-面、Y-面、Z-面、Y+面、Z+面这五个面均设置有电场传感器。

在一些实施例中，探头的内部还设置有供电模块14，供电模块14与处理模块13连接，用于对探头进行供电，具体的，该供电模块14可以采用电池。

本发明实施例提供的上述工频电磁场探头，通过磁场传感器在无人机巡线旋转过程中，测量第一侧面处于不同位置时由交流电力线产生的工频磁场强度值；电场传感器在无人机巡线飞行过程中，测量第一侧面的四个相邻侧面所在位置由交流电力线产生的工频电场强度值；处理模块将工频磁场强度值和工频电场强度值发送给无人机的控制模块，以使控制模块根据工频磁场强度值确定交流电力线的走向以及根据工频电场强度值确定无人机相对于交流电力线的位置，从而根据交流电力线的走向和无人机相对于电力线的位置控制无人机飞行。因此，在卫星导航信号缺失的情况下，也可以实现无人机的电力巡线导航，使无人机保持好与电力线的距离，可以避免无人机撞上电力线而导致飞行事故。

在上述实施例的基础上，本发明实施例提供一种电力巡线无人机导航装置，如图4所示，该装置包括前述工频电磁场探头41，探头设置在无人机上，且探头的第一侧面的四个相邻侧面中的一个朝向地面，还包括控制模块42，控制模块42与工频电磁场探头41连接；

探头，用于在无人机巡线旋转过程中，通过磁场传感器测量第一侧面处于不同位置时由交流电力线产生的工频磁场强度值，以及在无人机巡线飞行过程中，通过四个电场传感器测量第一侧面的四个相邻侧面所在位置由交流电力线产生的工频电场强度值，向控制模块发送工频磁场强度值和工频电场强度值；

控制模块42，用于根据工频磁场强度值确定交流电力线的走向以及根据工频电场强度值确定无人机相对于交流电力线的位置，根据交流电力线的走向和位置控制无人机飞行。

示例性的，还以图3所示的探头为例，X+面设置有磁场传感器，X+面的四个相邻侧面Y-面、Z-面、Y+面、Z+面分别设置有电场传感器，在将探头搭载在无人机上时，使Y-面Z-面、Y+面、Z+面这四个面中的其中一个朝向地面。

在一些实施例中，探头可以设置在无人机的机身的顶部中间，以便于无人机飞行更稳定。

在一些实施例中，控制模块42，还用于确定工频磁场强度值中的最小值，获取最小值对应的第一侧面的朝向，控制无人机沿朝向飞行，朝向为交流电力线的走向。

具体的，当无人机电力巡线飞行时，在交流电力线(通常为架空输电线路)正常输电的工况下，在交流电力线的附近，控制模块控制无人机在空中点位自行旋转一周，观察磁场传感器的测量值，在测量值最小时，磁场传感器所在侧面(例如上述X+面)的朝向与交流电力线的线路走向一致。此时，如果磁场传感器所在侧面的相对侧面(例如上述X-面)也设置有电场传感器，该传感器对应的测量值也应当最小。因此，根据磁场传感器的最小测量值对应的磁场传感器所在侧面的朝向可以确定电力线的走向。

上述是由于，交流电力线上的电流是沿着交流电力线流动的，工频电流产生工频磁场，根据安培右手定律，工频磁场的方向为以电流方向为中心的垂直平面上一个圆，无人机搭载的工频电磁场探头，当其磁场传感器所在侧面与交流电力线垂直时，理论上应当测不到交流电力线产生的工频磁场，但是由于实际的交流电力线做不到与磁场传感器所在侧面完全的垂直，所以磁场传感器还是可以接收到交流电力线所产生的工频磁场的，此时的磁场测量值最小。所以当无人机带着工频电磁场探头旋转时，当旋转到某个位置磁场测量值最小时，可以判断这时的线路走向与磁场传感器所在侧面垂直，磁场传感器所在侧面的朝向即交流电力线的走向。

在上述实施例基础上，探头的第一侧面可以朝向无人机的前进方向，即磁场传感器所在的所在侧面的朝向与无人机的前进方向一致，当无人机在交流电力线附近的空中点位自行旋转一周过程中，磁场测量值最小时，无人机的前进方向与交流电力线的走向一致。

在一些实施例中，控制模块42，还用于根据工频电场强度值中由两对同一个轴向的两个电场传感器测量的工频电场强度值的差异，以及预先得到的电力线的工频电磁场空间分布，确定无人机相对于交流电力线的方位和距离，根据方位和距离控制无人机在相对于交流电力线的目标距离范围内飞行。

示例性的，如图3所示，工频电磁场探头在Y轴方向(Y-面、Y+面)和Z轴方向(Z-面、Z+面)，均布置了两个电场传感器，即两对同一个轴向的两个电场传感器，Y轴方向或者Z轴方向的两个电场传感器中间间隔了一定的距离，该距离与探头的尺寸有关。每个轴向上的两个电场传感器的性能设计和调试的完全一致，这样在对同一个交流电力线进行工频电场测量时，每个轴向上的两个电场传感器的测量数据是有差异的，靠近交流电力线那一侧的电场传感器测量值较大，从而可以根据同一轴向的两个电场传感器的工频电场测量值的大小判断出交流电力线位于探头的哪个方位。

例如，在图3所示的探头中，当Z+面朝上，Z-面朝下，X+面朝向无人机前进方向时，当Y﹢面的电场传感器的测量值大于Y-面的电场传感器的测量值时，交流电力线位于无人机的右侧；当Z﹢面的电场传感器的测量值大于Z-面的电场传感器的测量值时，交流电力线位于无人机的上方。

目前，电力输变电线路(上述交流电力线)的常见电压等级有110kV，220kV，330kV，500kV等，高压输电线路的电压基本是保持稳定的，电压波动性小于5％。每种线路的电磁场空间分布是可以预先计算出来的，也就是可以仿真计算出各种不同电压，不同线路排列方式和线缆架设方式的电力线的空间电磁场分布情况。在这个基础上，无人机可以通过测量到的工频电场强度值(包括Z轴向的电场强度值和Y轴向电场强度值)，结合前述交流电力线相对于无人机的方位，可以得到无人机相对于交流电力线的距离以及方位。

在上述基础上，当无人机进行电力巡线时，通过测量的工频电场强度值的大小确定无人机相对于交流电力线的距离以及方位后，可以设定一个工频电场强度值的范围，在这个范围内认为无人机距离交流电力线的距离是合适的，比如距离20m-50m，根据所监测交流电力线的电压等级，计算出这个距离范围对应的工频电场强度值范围。

如果测量的工频电场强度值超过所设定范围的上限，说明距离交流电力线过近，应当朝电场减小的方向飞行，也就是，在Y轴向上，Y-方向、Y+方向中哪个方向电场小就往哪边飞行，在Z轴向上，Z-方向、Z+方向中哪个方向的工频电场强度值小，就往哪个方向飞行。如果测量的工频电场强度值小于所设定范围下限，说明距离电力线过远，应当朝电场增大的方向飞行，也就是，在Y轴向上，Y-方向、Y+方向中哪个方向电场大就往哪边飞行，在Z轴向上，Z-方向、Z+方向中哪个方向的工频电场强度值大，就往哪个方向飞。如果监测的工频电场强度值在合适的范围内，说明距离合适，这时可以根据需要沿着垂直于磁场线圈的方向飞行即可。

需要说明的是，本实施例中的控制模块可以是无人机上的控制模块，控制无人机自主巡线飞行；也可以是无人机远程控制端的控制模块，可以远程控制无人机巡线飞行。

本发明实施例提供的上述电力巡线无人机导航装置中，探头在无人机巡线旋转过程中，通过磁场传感器测量第一侧面处于不同位置由交流电力线产生的工频磁场强度值，以及在无人机巡线飞行过程中，通过四个电场传感器测量第一侧面的四个相邻侧面所在位置由交流电力线产生的工频电场强度值；无人机的控制模块根据工频磁场强度值确定交流电力线的走向以及根据工频电场强度值确定无人机相对于交流电力线的位置，根据电力线的走向和位置控制无人机飞行。因此，在卫星导航信号缺失的情况下，也可以实现无人机的电力巡线导航，使无人机保持好与交流电力线的距离，可以避免无人机撞上交流电力线而导致飞行事故。

另外，第一侧面的磁场传感器随着无人机旋转测量到最小工频磁场强度值，以识别交流电力线的走向，用于指示无人机飞行的方向。通过第一侧面的四个相邻侧面上的四个电场传感器测量的工频电场强度值及交流电力线的空间工频电磁场分布，可以确定无人机相对于交流电力线的方位和距离。从而为无人机的交流电力线避障提供了具有竞争力的解决方案。

如图5所示，本发明实施例提供一种电力巡线无人机导航方法，应用前述的电力巡线无人机导航装置，装置包括工频电磁场探头和控制模块，该方法包括以下步骤：

步骤S501，探头在无人机巡线旋转过程中，通过磁场传感器测量第一侧面处于不同位置时由交流电力线产生的工频磁场强度值，以及在无人机巡线飞行过程中，通过四个电场传感器测量第一侧面的四个相邻侧面所在位置由交流电力线产生的工频电场强度值，向控制模块发送工频磁场强度值和工频电场强度值；

步骤S502，控制模块根据工频磁场强度值确定交流电力线的走向以及根据工频电场强度值确定无人机相对于交流电力线的位置，根据交流电力线的走向和位置控制无人机飞行。

在一些实施例中，如图6所示，步骤S502包括以下步骤：

步骤S5021，控制模块确定工频磁场强度值中的最小值，获取最小值对应的无人机飞行方向下的第一侧面的朝向，控制无人机沿朝向飞行，朝向为交流电力线的走向；

步骤S5022，控制模块根据工频电场强度值中由两对同一个轴向的两个电场传感器测量的工频电场强度值的差异，以及预先得到的交流电力线的工频电磁场空间分布，确定无人机相对于交流电力线的方位和距离，根据方位和距离控制无人机在相对于交流电力线的目标距离范围内飞行。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，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。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，又例如，多个单元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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种工频电磁场探头，其特征在于，所述探头设置在用于对交流电力线进行巡线的无人机上，所述探头的形状为长方体，所述探头的第一侧面设置有磁场传感器，所述第一侧面的四个相邻侧面均设置有电场传感器；所述探头的内部设置有处理模块，所述处理模块分别与所述磁场传感器和所述电场传感器连接；

所述磁场传感器，用于在所述无人机巡线旋转过程中，测量所述第一侧面处于不同位置时由所述交流电力线产生的工频磁场强度值；

四个所述电场传感器，用于在所述无人机巡线飞行过程中，分别测量所述第一侧面的四个相邻侧面所在位置由所述交流电力线产生的工频电场强度值；

所述处理模块，用于将所述工频磁场强度值和所述工频电场强度值发送给所述无人机的控制模块，以使所述控制模块根据所述工频磁场强度值确定所述交流电力线的走向以及根据所述工频电场强度值确定所述无人机相对于所述交流电力线的位置。

2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述第一侧面的相对侧面设置有所述电场传感器。

3.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述探头的内部还设置有供电模块，所述供电模块与所述处理模块连接。

4.一种电力巡线无人机导航装置，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的工频电磁场探头，所述探头设置在用于对交流电力线进行巡线的无人机上，且所述探头的第一侧面的四个相邻侧面中的一个朝向地面，还包括控制模块，所述控制模块与所述工频电磁场探头连接；

所述探头，用于在所述无人机巡线旋转过程中，通过磁场传感器测量所述第一侧面处于不同位置时由所述交流电力线产生的工频磁场强度值，以及在所述无人机巡线飞行过程中，通过四个电场传感器测量所述第一侧面的四个相邻侧面所在位置由所述交流电力线产生的工频电场强度值，向所述控制模块发送所述工频磁场强度值和所述工频电场强度值；

所述控制模块，用于根据所述工频磁场强度值确定交流电力线的走向以及根据所述工频电场强度值确定所述无人机相对于所述交流电力线的位置，根据所述交流电力线的走向和所述位置控制所述无人机飞行。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述探头设置在所述无人机的机身的顶部中间。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于确定所述工频磁场强度值的最小值，获取所述最小值对应的所述第一侧面的朝向，控制所述无人机沿所述朝向飞行，所述朝向为所述交流电力线的走向。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述探头的第一侧面朝向无人机的前进方向。

8.根据权利要求4或6所述的装置，其特征在于，所述控制模块，还用于根据所述工频电场强度值中由两对同一个轴向的两个电场传感器测量的工频电场强度值的差异，以及预先得到的所述交流电力线的工频电磁场空间分布，确定所述无人机相对于所述交流电力线的方位和距离，根据所述方位和距离控制所述无人机在相对于所述交流电力线的目标距离范围内飞行。

9.一种电力巡线无人机导航方法，其特征在于，应用权利要求4至8任一项所述的电力巡线无人机导航装置，所述装置包括工频电磁场探头和控制模块，所述方法包括：

所述探头在所述无人机巡线旋转过程中，通过磁场传感器测量所述第一侧面处于不同位置时由交流电力线产生的工频磁场强度值，以及在所述无人机巡线飞行过程中，通过四个电场传感器测量所述第一侧面的四个相邻侧面所在位置由所述交流电力线产生的工频电场强度值，向所述控制模块发送所述工频磁场强度值和所述工频电场强度值；

所述控制模块根据所述工频磁场强度值确定所述交流电力线的走向以及根据所述工频电场强度值确定所述无人机相对于所述交流电力线的位置，根据所述交流电力线的走向和所述位置控制所述无人机飞行。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制模块根据所述工频磁场强度值确定所述交流电力线的走向以及根据所述工频电场强度值确定所述无人机相对于所述交流电力线的位置，根据所述交流电力线的走向和所述位置控制所述无人机飞行的步骤，包括：

所述控制模块确定所述工频磁场强度值的最小值，获取所述最小值对应的无人机飞行方向下的所述第一侧面的朝向，控制所述无人机沿所述朝向飞行，所述朝向为所述交流电力线的走向；

所述控制模块根据所述工频电场强度值中由两对同一个轴向的两个电场传感器测量的工频电场强度值的差异，以及预先得到的所述交流电力线的工频电磁场空间分布，确定所述无人机相对于所述交流电力线的方位和距离，根据所述方位和距离控制所述无人机在相对于所述交流电力线的目标距离范围内飞行。

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