CN113391646A - 输电线路的巡检系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电线路的巡检系统。其中，该系统包括：无人机编队；5G网络，用于无人机编队与无人机操控中心之间的通信；无人机操控中心，用于控制无人机编队按照预设巡检模式执行对输电线路的巡检任务。本发明解决了相关技术中的手动操控无人机巡检和传统人工巡检，导致输电线路的巡检效率较低和安全性差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路无人机巡检领域，具体而言，涉及一种输电线路的巡检系统。
背景技术
在现有的输电线路巡检中，通常采用传统人工巡检以及无人机巡检。目前仍然以手动控制无人机巡检为主，但是手动控制无人机巡检仍然存在许多不足之处。比如，若是在地理位置复杂的地方，难以携带设备近距离靠近电力杆塔，而人的视力范围有限，难以目测无人机和电力杆塔以及障碍物之间的距离，一旦操作不注意则很容易造成无人机撞毁等风险。再者，由于电池技术迟迟没有突破，导致无人机续航能力不高，而手动控制无人机巡检时的航迹路线通常是杂乱、随机性比较强的，导致无人机巡检时的续航能力进一步降低，从而降低巡检的效率。另外，因为是手动控制，在面对较大的工作量时身体很容易产生疲惫，进一步会影响操作的安全性和巡检的效率。同时，现有的无人机数据处理还未同步发展，都需要人工处理。
针对上述相关技术中的手动操控无人机巡检和传统人工巡检，导致输电线路的巡检效率较低和安全性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种输电线路的巡检系统，以至少解决相关技术中的手动操控无人机巡检和传统人工巡检，导致输电线路的巡检效率较低和安全性差的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种输电线路的巡检系统，包括：无人机编队；5G网络，用于所述无人机编队与无人机操控中心之间的通信；所述无人机操控中心，用于控制所述无人机编队按照预设巡检模式执行对输电线路的巡检任务。
可选地，所述无人机编队中的各个无人机采用模块化部件构成，其中，所述模块化部件至少包括感应电取电模块，用于从所述输电线路取电为所述无人机提供续航电源。
可选地，在所述输电线路的杆塔设置有5G基站且在所述杆塔之间设置有5G路由器，形成所述5G网络。
可选地，所述杆塔包括：电磁波定向发射器，用于通过所述输电线路取电向所述无人机编队中的任意一个无人机定向发生正弦电磁波，以使无所述人机感应电取电。
可选地，所述杆塔还包括：无人机识别对焦标识，用于无人机自动对焦，多角度同步拍照。
可选地，所述无人机操控中心包括：无人机虚拟现实(Virtual Reality，简称为VR)操作仓，用于还原远端现场以及切换各个无人机视角操控对应的各个无人机。
可选地，所述无人机VR操作仓包括：多个角度的全息投影设备，用于对所述无人机编队采集的数据进行全息投影，从多个角度进行现场还原。
可选地，所述无人机VR操作仓还包括：头戴式VR设备，用于获取所述无人机编队各个无人机的飞行视角，并对各个无人机搭载的终端设备进行操作。
可选地，还包括：箱式无人机驻站，设置在所述输电线路的预定位置，用于提供所述无人机的起飞、降落以及维修保养的场所。
可选地，所述无人机通过传送装置运送至所述箱式无人机驻站放入顶部进行飞行起飞；所述无人机完成飞行后由所述箱式无人机驻站的主动捕获装置进行捕获，以使所述无人机降落停留；所述箱式无人机驻站的机械手将所述无人机放至所述箱式无人机驻站的预定位置完成无人机状态检测，由所述机械手对所述无人机的异常模块化部件进行更换；以及入库的所述无人机进行无线充电以备飞。
在本发明实施例中，采用无人机编队；5G网络，用于所述无人机编队与无人机操控中心之间的通信；所述无人机操控中心，用于控制所述无人机编队按照预设巡检模式执行对输电线路的巡检任务，该输电线路的巡检系统可以基于5G网络组建输电线路无人机物联网实现输电线路无人机自主巡检，达到了自主巡检的目的，从而实现了大大提高了巡检效率和安全性的技术效果，进而解决了相关技术中的手动操控无人机巡检和传统人工巡检，导致输电线路的巡检效率较低和安全性差的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的输电线路的巡检系统的示意图；
图2是根据本发明实施例的无人机编队阵列飞行以及信息交互的示意图；
图3是根据本发明实施例的无人机各个模块化部件的示意图；
图4是根据本发明实施例的杆塔之间的5G无线信号级联的示意图；
图5是根据本发明实施例的杆塔顶端的电磁波定向发射器的示意图；
图6是根据本发明实施例的阵列无人机自动对焦多角度同步拍照的示意图；
图7是根据本发明实施例的无人机VR操作仓的示意图；
图8是根据本发明实施例的箱式无人机驻站的示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、无人机编队；12、5G网络；14、无人机操控中心。
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方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是根据本发明实施例的输电线路的巡检系统的示意图，如图1所示，该输电线路的巡检系统，包括：无人机编队10；5G网络12，用于无人机编队与无人机操控中心之间的通信；无人机操控中心14，用于控制无人机编队按照预设巡检模式执行对输电线路的巡检任务。
图2是根据本发明实施例的无人机编队阵列飞行以及信息交互的示意图，如图2所示，无人机编队阵列飞行，将输电线路杆塔坐标输入主控无人机形成无人机自主飞行路线，主控无人机根据自主飞行路线进行飞行和竖直平面扫描并与编队无人机进行阵列飞行信息主交互，完成编队无人机飞行路线规划和避障指引，其余无人机通过捕捉线路导地线轨迹和AI避障，达到自主飞行的目标和信息采集。
需要说明的是，上述无人机编队可以实现自主巡检，能够规划更加合理的巡检航线、进一步降低巡检难度，由于是自主控制，可以节约很大一部分人力成本，并将巡检人员的危险系数降到最低，再结合无人机的各种优点，可以极大提高输电线路巡检的效率。
在一种可选的实施方式中，无人机操控中心利用5G网络的时效性，进行无人机巡检任务发布、状态检查与巡检精细控制，同时可以查阅无人机物联网中各单元状态，及时通知运维人员进行物资补充、设备更换和升级改造，可以节约大量人力资源。
在上述实施方式中，该输电线路的巡检系统可以基于5G网络组建输电线路无人机物联网实现输电线路无人机自主巡检，达到了自主巡检的目的，从而实现了大大提高了巡检效率和安全性的技术效果，进而解决了相关技术中的手动操控无人机巡检和传统人工巡检，导致输电线路的巡检效率较低和安全性差的技术问题。
另外，上述系统的应用范围广，还可以应用于军事侦察、地形绘制等。
可选地，上述无人机编队10中的各个无人机采用模块化部件构成，其中，模块化部件至少包括感应电取电模块，用于从输电线路取电为无人机提供续航电源。
在一种可选的实施方式中，将无人机各机构组成部分进行模块化设计，单一部件损坏后由箱式无人机驻站进行模块更换；配备感应电取电模块使用无人机感应电取电技术，保证无人机巡检续航。
图3是根据本发明实施例的无人机各个模块化部件的示意图，如图3所示，该模块化部件包括但不限于通信模块、感应电取电模块、飞行模块、电源模块、摄像模块等。需要说明的是，各个模块化部件又可以任意组合形成一个组合模块化部件。
可选地，在输电线路的杆塔设置有5G基站且在杆塔之间设置有5G路由器，形成5G网络12。
图4是根据本发明实施例的杆塔之间的5G无线信号级联的示意图，如图4所示，沿输电线路杆塔路径设置5G基站，杆塔之间可以设置5G路由器完成5G无线信号级联，从而保证无人机巡检通信及VR控制通道畅通；利用5G网络使巡检过程中各单位互联通信，建成无人机巡检物联网。
可选地，上述杆塔包括：电磁波定向发射器，用于通过输电线路取电向无人机编队10中的任意一个无人机定向发生正弦电磁波，以使无人机感应电取电。
图5是根据本发明实施例的杆塔顶端的电磁波定向发射器的示意图，如图5所示，输电线路的杆塔顶端设置电磁波定向发射器，通过杆塔上设置的5G基站连通后台控制系统判断无人机距离，达到传输范围内后通过输电线路取电向无人机定向发生正弦电磁波，以便无人机进行感应电取电，保证无人机续航。
可选地，上述杆塔还包括：无人机识别对焦标识，用于无人机自动对焦，多角度同步拍照。
图6是根据本发明实施例的阵列无人机自动对焦多角度同步拍照的示意图，如图6所示，杆塔关键部位设置无人机识别对焦标识，阵列无人机自动对焦多角度同步拍照，通过5G网络完成照片上传及缺陷立体式识别。
可选地，上述无人机操控中心14包括：无人机VR操作仓，用于还原远端现场以及切换各个无人机视角操控对应的各个无人机。
图7是根据本发明实施例的无人机VR操作仓的示意图，如图7所示，上述无人机操控中心14设置有无人机VR操作仓，操控人员通过VR操作仓实现无人机物联网中各单元的操控、调配及无人机操作，同时大数据服务器完成无人机阵列巡检采集的数据，通过VR操作仓显示屏或头戴式3D成像设备还原远端现场真实情况，通过切换各个无人机视角操控各个无人机，真正达到足不出户完成输电线路巡视。
可选地，上述无人机VR操作仓包括：多个角度的全息投影设备，用于对无人机编队10采集的数据进行全息投影，从多个角度进行现场还原。
在一种可选的实施方式中，无人机在巡检飞行过程中，通过5G网络将阵列数据回传至无人机操控中心14的数据服务器存储并进行多角度还原现场，同时完成全方位缺陷自主识别。
在一种可选的实施方式中，上述无人机操控中心14布设多个角度的全息投影设备，通过对阵列无人机飞行采集的数据进行处理由全息投影设备进行全息投影，将多角度的全息投影设备进行阵列变化实现从多个角度进行现场还原查看。
可选地，上述无人机VR操作仓还包括：头戴式VR设备，用于获取无人机编队10各个无人机的飞行视角，并对各个无人机搭载的终端设备进行操作。
在一种可选的实施方式中，将无人机操控方式与VR设备进行融合，建设无人机VR操作舱，操作舱通过5G网络控制无人机升降起落及状态控制，通过操作舱中的头戴式VR设备获取无人机飞行视角并对无人机搭载的终端设备进行操作，例如，相机的聚焦、调距、拍照及录像。
可选地，上述系统还包括：箱式无人机驻站，设置在输电线路的预定位置，用于提供无人机的起飞、降落以及维修保养的场所。
图8是根据本发明实施例的箱式无人机驻站的示意图，如图8所示，在输电线路适当位置布置箱式无人机驻站以满足无人机起飞、降落及维修保养的平台。其中，箱式无人机驻站内部主要有机械手、集控检测功能模块、无人机备品备件、无线充电模块、远程通信模块等。
可选地，无人机通过传送装置运送至箱式无人机驻站放入顶部进行飞行起飞；无人机完成飞行后由箱式无人机驻站的主动捕获装置进行捕获，以使无人机降落停留；箱式无人机驻站的机械手将无人机放至箱式无人机驻站的预定位置完成无人机状态检测，由机械手对无人机的异常模块化部件进行更换；以及入库的无人机进行无线充电以备飞。
在一种可选的实施方式中，箱式无人机驻站将无人机通过传送装置运送至箱式无人机驻站顶部进行飞行起飞，无人机完成飞行后由箱式无人机驻站主动捕获装置进行捕获，以便无人机降落停留；再由机械手将无人机放至箱式无人机驻站指定位置完成无人机状态检测，由机械手对无人机异常模块进行更换；最后入库进行无线充电进行备飞。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，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，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，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接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元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全部或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(可为个人计算机、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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种输电线路的巡检系统，其特征在于，包括：
无人机编队；
5G网络，用于所述无人机编队与无人机操控中心之间的通信；
所述无人机操控中心，用于控制所述无人机编队按照预设巡检模式执行对输电线路的巡检任务。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无人机编队中的各个无人机采用模块化部件构成，其中，所述模块化部件至少包括感应电取电模块，用于从所述输电线路取电为所述无人机提供续航电源。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述输电线路的杆塔设置有5G基站且在所述杆塔之间设置有5G路由器，形成所述5G网络。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述杆塔包括：电磁波定向发射器，用于通过所述输电线路取电向所述无人机编队中的任意一个无人机定向发生正弦电磁波，以使无所述人机感应电取电。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述杆塔还包括：无人机识别对焦标识，用于无人机自动对焦，多角度同步拍照。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无人机操控中心包括：无人机虚拟现实VR操作仓，用于还原远端现场以及切换各个无人机视角操控对应的各个无人机。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无人机VR操作仓包括：多个角度的全息投影设备，用于对所述无人机编队采集的数据进行全息投影，从多个角度进行现场还原。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无人机VR操作仓还包括：头戴式VR设备，用于获取所述无人机编队各个无人机的飞行视角，并对各个无人机搭载的终端设备进行操作。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的系统，其特征在于，还包括：箱式无人机驻站，设置在所述输电线路的预定位置，用于提供所述无人机的起飞、降落以及维修保养的场所。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述无人机通过传送装置运送至所述箱式无人机驻站放入顶部进行飞行起飞；所述无人机完成飞行后由所述箱式无人机驻站的主动捕获装置进行捕获，以使所述无人机降落停留；所述箱式无人机驻站的机械手将所述无人机放至所述箱式无人机驻站的预定位置完成无人机状态检测，由所述机械手对所述无人机的异常模块化部件进行更换；以及入库的所述无人机进行无线充电以备飞。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210914 |