CN202094531U - 适合于无人飞行器的输电线路巡检装置 - Google Patents

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董罡
苏建军
朱德祎
王滨海
陈西广
王闻
吕明
刘亚东
盛戈皞
江秀臣
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Abstract

本实用新型提供了一种适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，包括：机载检测平台，设置在无人飞行器上；所述机载检测单元包括相互连接的增稳云台和数据整合与控制单元；地面控制平台；所述地面控制单元包括相互耦合的地面无线通信模块和地面控制单元。本实用新型的机载检测系统可安装于各种无人飞行器，可以同时采集可见光、红外光、紫外光图像信息，输出视频图像经过字幕卡，融合了无人机经纬度、海拔、飞机姿态以及时间等信息。通过无线通讯方式将三路带有字幕信息的图像实时传回地面控制系统，地面操作人员根据实时图像，一方面可以通过地面控制系统远程控制机载检测系统，另一方面可及时发现输电设备缺陷及故障并根据GPS准确定位故障点。

Description

适合于无人飞行器的输电线路巡检装置
技术领域
本实用新型涉及一种输电线路巡检装置，特别是一种适合于无人飞行器的输电线路巡检装置。
背景技术
输电线路是电力网络最大的组成部分，为保障电力系统及线路和设施的正常运行，需要定期对电力线路及设施进行巡视和检测。然而输电线路具有覆盖区域大、里程极长以及野外环境复杂等特点，给线路巡视带来了极大挑战，也给电力线路的检测带来了很多困难。特别是对于电力线路穿越原始森林边缘地区、高海拔、冰雪覆盖区以及沿线存在频繁多滑坡、泥石流等地质灾害，大部分地区山高坡陡，交通和通讯极不发达时，如何解决电力线路的日常检测，提高检测精度和效率，成为困扰电力行业的一个重大难题。传统的人工巡检方法所花时间长、人力成本高、困难大、效率低，且一些巡检项目靠传统方法难以完成，对于保证电网的安全运行极为不利，而且对员工的生命安全也构成了严重威胁。
目前替代人工巡线的方式主要包括线路机器人巡线、卫星遥感和载人飞机巡线等几类。机器人巡线需要在导线上悬挂而且效率较低，卫星遥感受气象云层覆盖的影响和重访周期的限制且费用较高。其中比较实用的采用载人直升飞机的方式实现输电线路的巡检，在欧美国家已经普遍采用。直升机巡检输电线路具有巡检灵活机动和不受高山深谷限制等独特优势，可以多角度的检测，能够发现一些人工巡视中难以发现的隐蔽的设备缺陷，从而更全面的检测整条线路，极大地提高巡检的效率。目前我国对载人直升飞机巡检输电线路的尝试才刚刚起步，取得了一些的经验和成果。尽管飞机巡检极大地提高了巡检效率，但是由于我国空中资源管理严格，依靠传统载人固定翼飞机或直升机对输电线路巡检，飞行前需要飞行员培训、飞行申请等大量准备工作，调机、停机需要费用和时间，难以实现定期巡视，而且运营成本较高，受气象、地理条件的限制较多，在恶劣环境下对人员安全也是极大挑战。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种灵活机动、快速高效、实用经济的适合于无人飞行器的输电线路巡检装置。
为解决上述技术问题，本实用新型适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，包括：机载检测平台，设置在无人飞行器上；所述机载检测平台包括相互连接的增稳云台和数据整合与控制单元；地面控制平台；所述地面控制平台包括相互耦合的地面无线通信模块和地面控制单元，所述地面控制平台通过所述地面无线通信模块与所述机载检测平台通讯。
所述增稳云台上设有可见光相机、红外热像仪和紫外成像仪，所述可见光相机、所述红外热像仪和所述紫外成像仪相互分别独立设置；所述数据整合与控制单元包括嵌入式控制模块以及与之耦合的视频压缩卡模块、字幕卡模块、机载无线通信模块和储存模块；所述可见光相机、所述红外热像仪和所述紫外成像仪分别与所述嵌入式控制模块、所述视频压缩卡模块及所述字幕卡模块连接。
所述增稳云台上还设有一云台控制接口，所述增稳云台通过所述云台控制接口与所述嵌入式控制模块连接；所述数据整合与控制单元还设置有一以太网数据下载接口；所述机载检测平台还进一步包括一机载电源，所述机载电源分别与所述增稳云台和所述数据整合与控制单元连接；所述地面控制平台还进一步包括一视频监视器，所述视频监视器与所述地面无线通信模块连接；所述储存模块为嵌入式工控机硬盘；所述增稳云台为陀螺增稳云台。
本实用新型适合于无人飞行器的输电线路巡检装置是一项多学科交叉的新技术，具有灵活机动、快速高效、实用经济等特点，为保障线路安全运行和实现输电环节信息化、智能化提供了新的有效手段。机载检测系统可安装于各种无人飞行器，可以同时采集可见光、红外光、紫外光图像信息，输出视频图像经过字幕卡，融合了无人机经纬度、海拔、飞机姿态以及时间等信息。通过无线通讯方式将三路带有字幕信息的图像实时传回地面控制系统，地面操作人员根据实时图像，一方面可以通过地面控制系统远程控制机载检测系统，另一方面可及时发现输电设备缺陷及故障并根据全球定位系统（GPS，Global Positioning System）等信息准确定位故障点。
附图说明
图1为本实用新型适合于无人飞行器的输电线路巡检装置机载检测平台示意图。
图2为本实用新型适合于无人飞行器的输电线路巡检装置地面控制平台示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型适合于无人飞行器的输电线路巡检装置作进一步详细说明。
如图1、图2所示，本实用新型适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，包括：机载检测平台，设置在无人飞行器上；机载检测平台包括相互连接的陀螺增稳云台和数据整合与控制单元；地面控制平台；地面控制平台包括相互耦合的地面无线通信模块和地面控制单元。
陀螺增稳云台上设有可见光相机、红外热像仪和紫外成像仪，可见光相机、红外热像仪和紫外成像仪相互分别独立设置；数据整合与控制单元包括嵌入式控制模块以及与之耦合的视频压缩卡模块、字幕卡模块、机载无线通信模块和嵌入式工控机硬盘；可见光相机、红外热像仪和紫外成像仪分别与嵌入式控制模块、视频压缩卡模块及字幕卡模块连接。
陀螺增稳云台上还设有一云台控制接口，增稳云台通过云台控制接口与嵌入式控制模块连接；数据整合与控制单元还设置有一以太网数据下载接口；机载检测平台还进一步包括一机载电源，机载电源分别与陀螺增稳云台和数据整合与控制单元连接；地面控制平台还进一步包括一视频监视器，视频监视器与地面无线通信模块连接。
增稳云台主要负责承载红外仪、紫外仪与可见光相机，并具备陀螺增稳功能，可提高检测图像的输出质量；云台的水平与俯仰角度可以根据飞机的位置和姿态以及巡检对象的位置自动调整，也可以由地面操作人员通过软件手动控制。
数据整合与控制单元根据程序预先设定的拍摄方式或接收到的地面控制命令对红外热像仪、紫外成像仪、可见光相机、增稳云台等设备进行控制。拍摄的红外、紫外、可见光视频图像一路经过视频压缩卡模块，按H.264（高性能的视频编解码技术）标准压缩后存入嵌入式工控机硬盘；另一路经过字幕卡模块，以字幕的形式融入无人机GPS、时间、飞机姿态等信息后，通过机载无线通信模块实时传回地面控制平台。此外，可见光相机、红外仪与紫外仪所拍摄的静态图像将存入嵌入式工控机硬盘。
待巡检作业结束后可通过以太网数据下载接口，将工控机内的数据导入后台分析管理软件中。可见光、红外、紫外3路视频与静态图像可通过多媒体播放器回放，供人工观察分析。拍摄的每一张可见光照片都会相应地记录下拍摄时的无人机经纬度、海拔、飞机姿态信息，利用第一部分提到的图像测量技术，可以测量照片中导线与植被和建筑物的实际距离，线与线之间的实际距离。红外图像与紫外图像还可以由专业分析软件作进一步的处理，以确定输电线路的运行故障。
地面无线通信模块接收机载输电线路检测系统传回的红外、紫外、可见光三路带有无人机经纬度、海拔、飞机姿态以及时间等信息的实时图像；可将三路图像同步显示在视频监视器上，地面操作人员根据这三路图像，一方面可以通过地面控制平台软件发送相机、云台等设备的控制命令，另一方面可及时发现输电设备缺陷及故障并根据经纬度等信息准确定位故障点。

Claims (10)

1.适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，其特征在于，包括：
机载检测平台，设置在无人飞行器上；
所述机载检测平台包括相互连接的增稳云台和数据整合与控制单元；
地面控制平台；
所述地面控制平台包括相互耦合的地面无线通信模块和地面控制单元，所述地面控制平台通过所述地面无线通信模块与所述机载检测平台通讯。
2.根据权利要求1所述的适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，其特征在于，所述增稳云台上设有可见光相机、红外热像仪和紫外成像仪，所述可见光相机、所述红外热像仪和所述紫外成像仪相互分别独立设置。
3.根据权利要求2所述的适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，其特征在于，所述数据整合与控制单元包括嵌入式控制模块以及与之耦合的视频压缩卡模块、字幕卡模块、机载无线通信模块和储存模块。
4.根据权利要求3所述的适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，其特征在于，所述可见光相机、所述红外热像仪和所述紫外成像仪分别与所述嵌入式控制模块、所述视频压缩卡模块及所述字幕卡模块连接。
5.根据权利要求3所述的适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，其特征在于，所述增稳云台上还设有一云台控制接口，所述增稳云台通过所述云台控制接口与所述嵌入式控制模块连接。
6.根据权利要求3所述的适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，其特征在于，所述数据整合与控制单元还设置有一以太网数据下载接口。
7.根据权利要求1所述的适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，其特征在于，所述机载检测平台还进一步包括一机载电源，所述机载电源分别与所述增稳云台和所述数据整合与控制单元连接。
8.根据权利要求1所述的适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，其特征在于，所述地面控制平台还进一步包括一视频监视器，所述视频监视器与所述地面无线通信模块连接。
9.根据权利要求3所述的适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，其特征在于，所述储存模块为嵌入式工控机硬盘。
10.根据权利要求1所述的适合于无人飞行器的输电线路巡检装置，其特征在于，所述增稳云台为陀螺增稳云台。
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