CN112238938A - 一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法 - Google Patents

一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112238938A
CN112238938A CN202011031100.2A CN202011031100A CN112238938A CN 112238938 A CN112238938 A CN 112238938A CN 202011031100 A CN202011031100 A CN 202011031100A CN 112238938 A CN112238938 A CN 112238938A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aerial vehicle
unmanned aerial
camera
light source
height
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011031100.2A
Other languages
English (en)
Inventor
孙旭
宁玉恒
蒋涛
刘文博
马博洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Datang Northeast Electric Power Test and Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Datang Northeast Electric Power Test and Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Datang Northeast Electric Power Test and Research Institute Co Ltd filed Critical Datang Northeast Electric Power Test and Research Institute Co Ltd
Priority to CN202011031100.2A priority Critical patent/CN112238938A/zh
Publication of CN112238938A publication Critical patent/CN112238938A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B64D47/08—Arrangements of cameras
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法，其中该装置包括无人机飞行器，无人机飞行器采用X型布局四旋翼无人机；无人机飞行器设有上置云台、下置云台及无人机支架；所述上置云台安装有上置相机，下置云台安装有下置相机及下置红外光学定位系统；无人机支架安装有外置光源；上置云台及下置云台采用可360度旋转的云台；上置相机及下置相机采用可变焦高清摄像机；下置红外光学定位系统用于通过向下部地面发射红外线进行实时飞行高度测定；外置光源用于通过外接遥控器对光源照射角度和亮度进行调整。本发明能够实现简单飞行条件下的炉膛内全景拍照，消除由于无人机无法在炉内设定巡查轨迹，从而使得检测无法全面覆盖的劣势。

Description

一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法
技术领域
本发明属于锅炉及相似密闭空间检测领域，尤其涉及一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法。
背景技术
锅炉作为火力发电厂三大主机之一的主设备，主要由水冷壁、过热器、再热器、省煤器、联箱、汽水连接管等设备组成，据统计，锅炉受热面四管爆漏事件占机组非计划停运事件的50％左右，个别火电厂受热面爆漏事件甚至高达65％，所以做好锅炉受热面四管爆漏预防工作，对于有效减少机组非计划停运次数，提高设备健康水平意义重大。通过对常规电厂四管防磨防爆检查现状进行研究，炉膛内水冷壁的主要检测方法为目视检查和壁厚测量，壁厚测量是基于目视发现管壁发生磨损或腐蚀情况后的精准测量。因此为实现现有检查项目，应用无人机是最好选择，通过搭载高清视频采集系统，可实现基于视觉的锅炉四管防磨防爆检查，同时相比于爬行机器人，其检测速度更快，对于空间结构适用性更广。
炉膛内壁是一个密闭空间，传统无人机GPS模块无法搜到卫星。无法进行定位。此时需采用新型空间坐标系构建系统对炉膛内壁进行坐标点构建，没有坐标，无人机就无法按照特定的轨迹进行自动巡航。而相关论文专利提出的定位方式，如激光测距定位、微波雷达定位和超声波定位等并不能满足定位要求，因此需要一种能够解决以上限制的火力发电厂四管智能检测的无人机装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法，应用无人机搭载图像采集系统、照明系统、定位系统，通过上下相机云台的图像采集功能，结合锅炉实际尺寸，实现简单飞行条件下的炉膛内全景拍照，消除由于无人机无法在炉内设定巡查轨迹，从而使得检测无法全面覆盖的劣势。
本发明提供了一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置，包括无人机飞行器，所述无人机飞行器采用X型布局四旋翼无人机；
所述无人机飞行器设有上置云台、下置云台及无人机支架；所述上置云台安装有上置相机，所述下置云台安装有下置相机及下置红外光学定位系统；所述无人机支架安装有外置光源；
所述上置云台及下置云台采用可360度旋转的云台；
所述上置相机及下置相机采用可变焦高清摄像机，用于采集火力发电厂四管的图像信息；
所述下置红外光学定位系统用于通过向下部地面发射红外线进行实时飞行高度测定；
所述外置光源用于通过外接遥控器对光源照射角度和亮度进行调整。
本发明还提供了一种应用所述装置的检测方法，包括：
步骤1，无人机飞行器从底面起飞，起飞高度为
Figure BDA0002703704590000021
上置相机及下置相机在上置云台及下置云台的带动下旋转360度进行全景数据采集，外置光源的照射角度在遥控器的控制下与上置相机及下置相机的拍摄角度同步，完成本区域检测；其中，a为固定位置的图像采集高度，
Figure BDA0002703704590000022
2b为锅炉宽度，β为相机广角；
步骤2，步骤1完成后，无人机飞行器提升高度a，上置相机、下置相机、上置云台、下置云台及外置光源重复步骤1中的操作；
步骤3，步骤2完成后，无人机飞行器继续提升高度a进行检测，直至无人机飞行器飞至高度
Figure BDA0002703704590000023
处，完成全部检测工作；其中，h为锅炉高度。
借由上述方案，通过基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法，能够实现简单飞行条件下的炉膛内全景拍照，消除由于无人机无法在炉内设定巡查轨迹，从而使得检测无法全面覆盖的劣势。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1是本发明基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置的俯视图；
图2是本发明基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置的正视图；
图3是应用本发明进行现场检测的示意图。
图中标记：
1-上置相机；2-上置云台；3-无人机飞行器；4-飞行旋翼；5-下置云台，6-下置相机；7-下置红外光学定位系统；8-外置光源；9-无人机支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1、图2所示，本实施例提供了一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置，包括无人机飞行器3，无人机飞行器3采用X型布局四旋翼无人机；四旋翼无人机飞行器3作为飞行平台集成电机组件、飞行旋翼4、电池、自驾仪以及无线通信模块等设备，飞行旋翼4为无人机飞行器3提供升力，无人机飞行器3用于安装所述电池、通信模块、电机组件等设备，为本领域的常规设置。
无人机飞行器3设有上置云台2、下置云台5及无人机支架9；上置云台2安装有上置相机1，下置云台5安装有下置相机6及下置红外光学定位系统7；无人机支架9安装有外置光源8。
上置云台2及下置云台5采用可360度旋转的云台；
上置相机1及下置相机6采用可变焦高清摄像机，用于采集火力发电厂四管的图像信息；通过将上置相机、下置相机分别设置于无人机飞行器上下两个位置，用于采集锅炉内壁缺陷，可避免无人机本体对图像采集装置造成遮挡。
下置红外光学定位系统7用于通过向下部地面发射红外线进行实时飞行高度测定，对无人机飞行器的飞行高度进行定位，且保证无人机垂直上下飞行。
外置光源8挂在无人机下支架上，可通过外接遥控器(独立操作系统)对光源照射角度和亮度进行调整。
参图3所示，应用前首先了解检测环境，通过获取锅炉高度h和宽度2b，选取合适相机广角β，通过计算可以得出：
固定位置的图像采集高度为：
Figure BDA0002703704590000041
固定高度h(锅炉高度)范围的检测需进行采集次数为：h/a。
具体检测步骤包括：
步骤1，无人机飞行器从底面起飞，起飞高度为
Figure BDA0002703704590000042
上置相机及下置相机在上置云台及下置云台的带动下旋转360度进行全景数据采集，外置光源的照射角度在遥控器的控制下与上置相机及下置相机的拍摄角度同步，完成本区域检测。
步骤2，步骤1完成后，无人机飞行器提升高度a，上置相机、下置相机、上置云台、下置云台及外置光源重复步骤1中的操作；
步骤3，步骤2完成后，无人机飞行器继续提升高度a进行检测，直至无人机飞行器飞至高度
Figure BDA0002703704590000043
处，完成全部检测工作。
该基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置，应用无人机搭载图像采集系统(上置相机、下置相机)、照明系统(外置光源)、下置红外光学定位系统，通过上下相机云台的图像采集功能，结合锅炉实际尺寸，实现简单飞行条件下的炉膛内全景拍照，消除由于无人机无法在炉内设定巡查轨迹，从而使得检测无法全面覆盖的劣势。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置，其特征在于，包括无人机飞行器，所述无人机飞行器采用X型布局四旋翼无人机；
所述无人机飞行器设有上置云台、下置云台及无人机支架；所述上置云台安装有上置相机，所述下置云台安装有下置相机及下置红外光学定位系统；所述无人机支架安装有外置光源；
所述上置云台及下置云台采用可360度旋转的云台；
所述上置相机及下置相机采用可变焦高清摄像机，用于采集火力发电厂四管的图像信息；
所述下置红外光学定位系统用于通过向下部地面发射红外线进行实时飞行高度测定；
所述外置光源用于通过外接遥控器对光源照射角度和亮度进行调整。
2.一种应用权利要求1所述装置的检测方法，其特征在于，包括：
步骤1，无人机飞行器从底面起飞，起飞高度为
Figure FDA0002703704580000011
上置相机及下置相机在上置云台及下置云台的带动下旋转360度进行全景数据采集，外置光源的照射角度在遥控器的控制下与上置相机及下置相机的拍摄角度同步，完成本区域检测；其中，a为固定位置的图像采集高度，
Figure FDA0002703704580000012
2b为锅炉宽度，β为相机广角；
步骤2，步骤1完成后，无人机飞行器提升高度a，上置相机、下置相机、上置云台、下置云台及外置光源重复步骤1中的操作；
步骤3，步骤2完成后，无人机飞行器继续提升高度a进行检测，直至无人机飞行器飞至高度
Figure FDA0002703704580000013
处，完成全部检测工作；其中，h为锅炉高度。
CN202011031100.2A 2020-09-27 2020-09-27 一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法 Pending CN112238938A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011031100.2A CN112238938A (zh) 2020-09-27 2020-09-27 一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011031100.2A CN112238938A (zh) 2020-09-27 2020-09-27 一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112238938A true CN112238938A (zh) 2021-01-19

Family

ID=74171448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011031100.2A Pending CN112238938A (zh) 2020-09-27 2020-09-27 一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112238938A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112758323A (zh) * 2021-01-22 2021-05-07 浙江氢航科技有限公司 一种用于桥梁检测的具有随动照明功能的无人机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112758323A (zh) * 2021-01-22 2021-05-07 浙江氢航科技有限公司 一种用于桥梁检测的具有随动照明功能的无人机
CN112758323B (zh) * 2021-01-22 2023-12-08 浙江氢航科技有限公司 一种用于桥梁检测的具有随动照明功能的无人机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2023098164A1 (zh) 一种网格化机巢的无人机巡检系统及方法
CN109118585B (zh) 一种满足时空一致性的建筑物三维场景采集的虚拟复眼相机系统及其工作方法
CN204304922U (zh) 一种基于无人机的光伏组件热斑巡检装置
CN108413987B (zh) 一种定日镜的校准方法、装置及系统
CN105700544A (zh) 一种无人机光伏电站电气设备巡检系统及实现方法
CN110398233B (zh) 一种基于无人机的定日镜场坐标测绘方法
CN111596297A (zh) 基于全景成像及超声旋转对空中无人机的探测装置及方法
CN108974373B (zh) 一种飞行器自主着陆方法和基于双目视觉飞行器自主着陆装置
JP7188832B1 (ja) 無人飛行体、および、風力発電設備の点検システム、並びに、風力発電設備の点検方法
CN110716576A (zh) 一种基于无人机的定日镜场巡检系统和方法
US20220195994A1 (en) Blade inspection device and a blade condition monitoring system
CN111060073A (zh) 一种建筑外墙检测系统及其使用方法
CN115202376A (zh) 一种基于单兵移动的无人机巡检电力网格化管控平台
CN202197057U (zh) 一种无人机输电线路航巡系统
CN111319502A (zh) 基于双目视觉定位的无人机激光充电方法
CN112238938A (zh) 一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置及方法
CN110040244A (zh) 基于无人机悬挂平台的烟囱内壁图像采集装置与方法
CN110750101A (zh) 一种面向自动操作的登机桥停靠位置设定方法
CN113031634B (zh) 基于无人机的光伏巡检方法
CN114274152A (zh) 一种全方位巡检机器人
CN213705621U (zh) 机器人和巡检系统
CN212501010U (zh) 一种基于无人机的火力发电厂四管智能检测装置
CN116952081B (zh) 灭火弹落点参数图像空中监测系统及监测方法
CN109739261B (zh) 一种燃气泄漏无人机巡检装置及其飞行控制方法
CN115826596B (zh) 基于多旋翼无人机的智能火电厂烟囱巡检方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination