CN112344924B - 输电线路巡检无人机防电磁干扰方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了输电线路巡检无人机防电磁干扰方法及装置，方法包括步骤：先获取无人机内的磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度；然后根据干扰磁力强度再磁力计周围的预设位置形成用于制约干扰磁场的制约磁场，以抵消大部分磁力，以使得磁力计周围的磁力强度不再影响磁力计的正常工作，使得磁力计恢复正常工作，实现防电磁干扰；而因制约干扰磁场时，无人机会存在偏航情况，因此再通过获取无人机的偏航角，并根据偏航角控制无人机矫正航线，从而保证无人机的正常巡检飞行。

Description

输电线路巡检无人机防电磁干扰方法及装置

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及输电线路巡检无人机防电磁干扰方法及装置。

背景技术

随着民用无人机的不断发展以及普及，无人机的用途也越来越广泛，巡检用途就是其中的一种。无人机在飞行过程中或多或少会受到一定的电磁干扰影响，而当周围的电磁强度为正常电磁强度时(<<地球磁力强度)，无人机内部的磁力计不会受到影响。而当周围的电磁强度较大时(>>地球磁力强度)，例如巡检高压输电线路时，其周围因高压输电线路会形成较大干扰磁力强度的环境，进而会影响无人机内部的磁力计，使得无人机容易出现偏离航线情况，影响正常的巡检飞行。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供输电线路巡检无人机防电磁干扰方法及装置，能够防电磁干扰，保证正常巡检飞行。

为达到上述技术目的，本申请提供了输电线路巡检无人机防电磁干扰方法，包括步骤：

获取无人机内磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度；

根据所述干扰磁力强度在所述磁力计周围的预设位置形成用于制约所述干扰磁场的制约磁场；

获取所述无人机的偏航角；

根据所述偏航角控制所述无人机矫正航线。

进一步地，所述获取无人机内磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度包括：

获取无人机内磁力计在自身周围的干扰磁场影响下的x轴偏移量以及y轴偏移量；

根据所述x轴偏移量以及所述y轴偏移量计算得到所述干扰磁场的干扰磁力强度。

进一步地，所述根据所述干扰磁力强度在所述磁力计周围的预设位置形成用于制约所述干扰磁场的制约磁场包括：

计算所述干扰磁力强度与自然磁力强度差值的绝对值，得到制约磁力强度；

根据所述制约磁力强度形成用于制约所述干扰磁场的制约磁场。

进一步地，所述获取所述无人机的偏航角包括：

获取所述磁力计的测量值；

根据所述测量值、所述x轴偏移量以及所述y轴偏移量计算得到所述无人机的偏航角。

进一步地，所述获取所述无人机的偏航角包括：

获取所述磁力计的测量值、所述无人机的翻滚角以及俯仰角；

根据所述测量值、所述翻滚角以及所述俯仰角计算得到所述无人机的偏航角。

输电线路巡检无人机防电磁干扰装置，包括：

磁力强度获取单元，用于获取无人机内磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度；

制约磁场单元，用于根据所述干扰磁力强度在所述磁力计周围的预设位置形成用于制约所述干扰磁场的制约磁场；

偏航角获取单元，用于获取所述无人机的偏航角；

矫正单元，用于根据所述偏航角控制所述无人机矫正航线。

进一步地，所述磁力强度获取单元包括：

第一获取子单元，用于获取无人机内磁力计在自身周围的干扰磁场影响下的x轴偏移量以及y轴偏移量；

第一处理子单元，根据所述x轴偏移量以及所述y轴偏移量计算得到所述干扰磁场的干扰磁力强度。

进一步地，所述制约磁场单元包括：

第二处理子单元，用于计算所述干扰磁力强度与自然磁力强度差值的绝对值，得到制约磁力强度；

制约磁场子单元，用于根据所述制约磁力强度形成用于制约所述干扰磁场的制约磁场。

进一步地，所述偏航角获取单元包括：

第二获取子单元，用于获取所述磁力计的测量值；

第三处理子单元，用于根据所述测量值、所述x轴偏移量以及所述y轴偏移量计算得到所述无人机的偏航角。

进一步地，所述偏航角获取单元包括：

第二获取子单元，用于获取所述磁力计的测量值、所述无人机的翻滚角以及俯仰角；

第三处理子单元，用于根据所述测量值、所述翻滚角以及所述俯仰角计算得到所述无人机的偏航角。

从以上技术方案可以看出，本申请先获取无人机内的磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度；然后根据干扰磁力强度再磁力计周围的预设位置形成用于制约干扰磁场的制约磁场，以抵消大部分磁力，以使得磁力计周围的磁力强度不再影响磁力计的正常工作，使得磁力计恢复正常工作，实现防电磁干扰；而因制约干扰磁场时，无人机会存在偏航情况，因此再通过获取无人机的偏航角，并根据偏航角控制无人机矫正航线，从而保证无人机的正常巡检飞行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请中提供的输电线路巡检无人机防电磁干扰方法的流程示意图；

图2为本申请中提供的输电线路巡检无人机防电磁干扰方法的磁力计建立坐标系结构示意图；

图3为本申请中提供的输电线路巡检无人机防电磁干扰方法的磁力计、弹簧以及永磁体配合应用示意图；

图4为本申请中提供的输电线路巡检无人机防电磁干扰装置的结构框图；

图中：1、弹簧；2、磁力计；3、永磁体；4、磁力强度获取单元；5、制约磁场单元；6、偏航角获取单元；7、矫正单元。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例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申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。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。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，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，也可以是可更换连接，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申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了输电线路巡检无人机防电磁干扰方法。

请参阅图1，本申请实施例中提供的输电线路巡检无人机防电磁干扰方法及装置的一个实施例包括步骤：

S1，获取无人机内磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度。

S2，根据干扰磁力强度在磁力计周围的预设位置形成用于制约干扰磁场的制约磁场；需要说明的是，其中预设位置可以根据实际内部结构以及历史实验数据等而定，具体不做限制，根据获取的干扰磁力强度来建立制约磁场，以抵消大部分干扰磁力强度，保证磁力计的正常工作。

S3，获取无人机的偏航角。

S4，根据偏航角控制无人机矫正航线。

应用于例如输电线路，特别是高压输电线路巡检的无人机，其巡检过程处于一个干扰磁力强度大于预设磁力强度的干扰磁场，无人机中的磁力计会受到较大影响，进而影响无人机的正常飞行，其中预设磁力强度即可以为无人机可以正常飞行的自然磁场下的自然磁力强度(0-0.3A/m)。为了解决电磁干扰问题，本申请先获取无人机内的磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度；然后根据干扰磁力强度再磁力计周围的预设位置形成用于制约干扰磁场的制约磁场，以抵消大部分磁力，以使得磁力计周围的磁力强度不再影响磁力计的正常工作，使得磁力计恢复正常工作，实现防电磁干扰；而因制约干扰磁场时，无人机会存在偏航情况，因此再通过获取无人机的偏航角，并根据偏航角控制无人机矫正航线，从而保证无人机的正常巡检飞行。

以上为本申请实施例提供的输电线路巡检无人机防电磁干扰方法的实施例一，以下为本申请实施例提供的输电线路巡检无人机防电磁干扰方法的实施例二，具体请参阅图2以及图3。

上述实施例一中的步骤S1具体可以包括：

获取无人机内磁力计在自身周围的干扰磁场影响下的x轴偏移量以及y轴偏移量；需要说明的是，如图2所示，可以以磁力计为原点建立坐标系，磁力计在受到干扰磁场影响时，会发生偏移；以图中A位置偏移至B位置为例，x轴偏移量以及y轴偏移量即为磁力计受到干扰磁场的干扰偏离后自身的x轴坐标值x₁以及y轴坐标值y₁。具体获取磁力计的x轴偏离量以及y轴偏移量可以是例如图3所示，在磁力计2的x轴方向正负端以及y轴方向正负端均可以通过弹簧1进行固定，而弹簧端部可以设置相应的传感器(图中未示)，用于感应检测弹簧的形变量，进而实现对磁力计2的x轴偏移量以及y轴偏移量的检测获取。本领域技术人员可以以此为基础做适当的变化，具体不做限制。

根据x轴偏移量以及y轴偏移量计算得到干扰磁场的干扰磁力强度。需要说明的是，计算过程可以例如下：

先根据x轴偏移量x₁以及y轴偏移量y₁计算得到距离坐标原点的距离d；

再计算偏移后坐标o₁(x₁，y₁)与原点o之前的线段相对于x轴的夹角θ；

干扰磁力强度为

由此可以计算得到磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度。

上述实施例一中的步骤S2具体可以包括：

计算干扰磁力强度与自然磁力强度差值的绝对值，得到制约磁力强度；需要说明的是，因自然磁力强度下无人机能够正常飞行，磁力计正常工作。为此可以知道，无人机正常飞行的条件为：

|制约磁力强度-干扰磁力强度|∈自然磁力强度(0-0.3A/m)；为此在已知自然磁力强度以及干扰磁力强度的情况下，即可计算得到制约磁力强度。

根据制约磁力强度形成用于制约干扰磁场的制约磁场；需要说明的是，具体可以通过电磁铁等来产生可调节的制约磁场具体不做限制。当然，如果干扰磁力强度为恒定的话，则可以直接采用标定好磁力强度的永磁体，本领域技术人员可以以此为基础做适当的变化选择，不做限制。以永磁体3为例，其与磁力计的分布位置关系可以例如图3，分布于磁力计2的一侧，具体可以根据实际需要而做变化，不做限制。

以水平测试方式计算偏航角为例，上述实施例一中的步骤S3具体可以包括步骤：

获取磁力计的测量值；需要说明的是，测量值即为磁力计读到的值。

根据测量值、x轴偏移量以及y轴偏移量计算得到无人机的偏航角。需要说明的是，x轴偏移量以及y轴偏移量的获取具体可以参考步骤S11，不做过多赘述。具体计算过程可以例如下：

将磁力计读到的值减去对应的偏移值，得到用做偏航角角度计算的x_角度，y_角度；

x_角度＝x_读-x₁

y_角度＝y_读-y₁

其中x_读、y_读即为磁力计读到的值；

再根据以下公式计算得到偏航角θ_差，其中本申请中的偏航角也即是方位角；

θ_差＝arctany_角度/x_角度

以非水平测试方式计算偏航角为例，上述实施例一中的步骤S3具体还可以是包括步骤：

获取无人机的翻滚角以及俯仰角，需要说明的是，具体可以通过加速计计算得到翻滚角以及俯仰角，不做限制。

根据翻滚角以及俯仰角计算得到无人机的偏航角。需要说明的是，具体计算过程可以例如下：

先计算得到用做偏航角角度计算的x_角度，y_角度；

x_角度＝x_读cos(P)+y_读sin(P)-z_读cos(R)sin(P)

y_角度＝y_读cos(R)+z_读sin(R)

其中P为俯仰角，R为翻滚角，x_读、y_读、z_读即为磁力计读到的值，可以控制无人机在z轴方向匀速转动预设角度，例如90度，以测到z轴的读值z_读，具体不做限制。

再根据上述公式计算得到偏航角θ_差；

θ_差＝arctany_角度/x_角度

本申请中通过对x轴偏移量以及y轴偏移量的计算或通过对翻滚角以及俯仰角的计算，来得到无人机偏离航线的偏航角，通过偏航角让无人机知道自身偏离航线情况，从而提供无人机调整依据，方便无人机调整返回正常航线。

参阅图4，本申请还提供输电线路巡检无人机防电磁干扰装置，应用于上述实施例中的方法，包括：磁力强度获取单元4，用于获取无人机内磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度；制约磁场单元5，用于根据干扰磁力强度在磁力计周围的预设位置形成用于制约干扰磁场的制约磁场；偏航角获取单元6，用于获取无人机的偏航角；矫正单元7，用于根据偏航角控制无人机矫正航线。矫正单元7可以是无人机控制系统中的控制无人机飞行的控制模块，具体不做限制。

以上为本申请实施例提供的输电线路巡检无人机防电磁干装置的实施例一，以下为本申请实施例提供的输电线路巡检无人机防电磁干扰装置的实施例二，具体请参阅图4。

进一步地，磁力强度获取单元4包括：第一获取子单元，用于获取无人机内磁力计在自身周围的干扰磁场影响下的x轴偏移量以及y轴偏移量；第一处理子单元，根据x轴偏移量以及y轴偏移量计算得到干扰磁场的干扰磁力强度。

具体来说，第一获取单元即可以为上述应用于弹簧的感应器，用于测得弹簧在x轴以及y轴的形变量，进而得到x轴偏移量以及y轴偏移量，不做限制。第一处理子单元可以是无人机控制系统中的一个处理模块，或者单独采用的一个处理模块，具体不做限制。

进一步地，制约磁场单元5包括：第二处理子单元，用于计算干扰磁力强度与自然磁力强度差值的绝对值，得到制约磁力强度；制约磁场子单元，用于根据制约磁力强度形成用于制约干扰磁场的制约磁场。

具体来说，同理，第二处理子单元可以是无人机控制系统中的一个处理模块，或者单独采用的一个处理模块，具体不做限制。而制约磁场子单元可以是永磁体或电磁铁，具体不做限制。

进一步地，以水平测试方式计算偏航角为例，偏航角获取单元6可以包括：第二获取子单元，用于获取磁力计的测量值；第三处理子单元，用于根据测量值、x轴偏移量以及y轴偏移量计算得到无人机的偏航角。

具体来说，第二获取子单元可以是无人机控制系统中的读取模块，用于读取磁力计测量值，具体不做限制。同上，第三处理子单元可以是无人机控制系统中的一个处理模块，或者单独采用的一个处理模块，具体不做限制。

进一步地，以非水平测试方式计算偏航角为例，偏航角获取单元6包括：第二获取子单元，用于获取无人机的翻滚角以及俯仰角；第三处理子单元，用于根据翻滚角以及俯仰角计算得到无人机的偏航角。

具体来说，第二获取子单元可以是加速计，具体不做限制。第三处理子单元可以同上述第三处理子单元，可以是无人机控制系统中的一个处理模块，或者单独采用的一个处理模块，具体不做限制。

以上对本申请所提供的输电线路巡检无人机防电磁干扰方法及装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.输电线路巡检无人机防电磁干扰方法，其特征在于，包括步骤：

获取无人机内磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度；

所述获取无人机内磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度包括：

获取无人机内磁力计在自身周围的干扰磁场影响下的x轴偏移量以及y轴偏移量；

根据所述x轴偏移量以及所述y轴偏移量计算得到所述干扰磁场的干扰磁力强度；

根据所述干扰磁力强度在所述磁力计周围的预设位置形成用于制约所述干扰磁场的制约磁场；

所述根据所述干扰磁力强度在所述磁力计周围的预设位置形成用于制约所述干扰磁场的制约磁场包括：

计算所述干扰磁力强度与自然磁力强度差值的绝对值，得到制约磁力强度；

根据所述制约磁力强度形成用于制约所述干扰磁场的制约磁场；

获取所述无人机的偏航角；

根据所述偏航角控制所述无人机矫正航线；

所述根据所述x轴偏移量以及所述y轴偏移量计算得到所述干扰磁场的干扰磁力强度具体包括：

根据x轴偏移量x₁以及y轴偏移量y₁计算得到磁力计距离坐标原点的距离d；

再计算偏移后坐标o₁(x₁，y₁)与原点o之前的线段相对于x轴的夹角θ；

干扰磁力强度为

所述偏航角具体为

根据磁力计的测量值、x轴偏移量以及y轴偏移量计算得到；或

根据磁力计的测量值、无人机的翻滚角以及俯仰角计算得到。

2.根据权利要求1所述的输电线路巡检无人机防电磁干扰方法，其特征在于，所述获取所述无人机的偏航角包括：

获取所述磁力计的测量值；

根据所述测量值、所述x轴偏移量以及所述y轴偏移量计算得到所述无人机的偏航角。

3.根据权利要求1所述的输电线路巡检无人机防电磁干扰方法，其特征在于，所述获取所述无人机的偏航角包括：

获取所述磁力计的测量值、所述无人机的翻滚角以及俯仰角；

根据所述测量值、所述翻滚角以及所述俯仰角计算得到所述无人机的偏航角。

4.输电线路巡检无人机防电磁干扰装置，其特征在于，包括：

磁力强度获取单元，用于获取无人机内磁力计周围的干扰磁场的干扰磁力强度；

所述磁力强度获取单元包括：

第一获取子单元，用于获取无人机内磁力计在自身周围的干扰磁场影响下的x轴偏移量以及y轴偏移量；

第一处理子单元，根据所述x轴偏移量以及所述y轴偏移量计算得到所述干扰磁场的干扰磁力强度；

制约磁场单元，用于根据所述干扰磁力强度在所述磁力计周围的预设位置形成用于制约所述干扰磁场的制约磁场；

所述制约磁场单元包括：

第二处理子单元，用于计算所述干扰磁力强度与自然磁力强度差值的绝对值，得到制约磁力强度；

制约磁场子单元，用于根据所述制约磁力强度形成用于制约所述干扰磁场的制约磁场；

偏航角获取单元，用于获取所述无人机的偏航角；

矫正单元，用于根据所述偏航角控制所述无人机矫正航线；

所述根据所述x轴偏移量以及所述y轴偏移量计算得到所述干扰磁场的干扰磁力强度具体包括：

根据x轴偏移量x₁以及y轴偏移量y₁计算得到磁力计距离坐标原点的距离d；

再计算偏移后坐标o₁(x₁，y₁)与原点o之前的线段相对于x轴的夹角θ；

干扰磁力强度为

所述偏航角具体为

根据磁力计的测量值、x轴偏移量以及y轴偏移量计算得到；或

根据磁力计的测量值、无人机的翻滚角以及俯仰角计算得到。

5.根据权利要求4所述的输电线路巡检无人机防电磁干扰装置，其特征在于，所述偏航角获取单元包括：

第二获取子单元，用于获取所述磁力计的测量值；

第三处理子单元，用于根据所述测量值、所述x轴偏移量以及所述y轴偏移量计算得到所述无人机的偏航角。

6.根据权利要求4所述的输电线路巡检无人机防电磁干扰装置，其特征在于，所述偏航角获取单元包括：

第二获取子单元，用于获取所述磁力计的测量值、所述无人机的翻滚角以及俯仰角；

第三处理子单元，用于根据所述测量值、所述翻滚角以及所述俯仰角计算得到所述无人机的偏航角。

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