CN205375193U - 一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，期包括无人机飞行控制模块、北斗导航模块、摄像模块、无线通信模块、线路地理数据库以及地面无人机遥控器，其中，北斗导航模块、摄像模块、线路地理数据库通过数据线与飞行控制模块相连接；地面无人机遥控器通过无线通信模块与无人机飞行控制模块连接，该基于北斗卫星导航的旋翼无人机电网巡检系统，在巡线数据库的支持下，利用北斗卫星导航模块引导无人机按照电线的走向自动飞行巡检，极大地提高了线路巡检效率；在杆塔处切换到人工控制方式，能够对杆塔关键部件进行仔细巡检，保证巡检效果。从而能够实现对电网的高效检查。

Description

一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统

技术领域

本实用新型涉及无人机控制领域，尤其涉及一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统。

背景技术

近年来，随着无人机控制技术及无线通信技术的快速发展，无人机已经被应用到民用的诸多方面。本实用新型专利提出一种利用无人机对电网线路进行巡检的系统，与传统电网线路巡检作业方式相比，无人机轻巧、体积小，携带方便；能远程遥控控制、姿态稳定、起降方便，操作灵活；能够对输电线路进行高效、非接触式巡检作业，确保安全。无人机可以通过搭载相机来采集线路图片或视频，对线路故障进行直接判断或用作后期故障识别处理。与传统人工巡检相比，无人机巡检作业方式不仅降低了巡检风险和巡检成本，还提高了巡检作业效率，而且最大限度保障输电线路巡检作业中人员安全问题。

为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，其在巡线数据库的支持下，利用北斗卫星导航模块引导无人机按照电线的走向自动飞行巡检，极大地提高了巡检效率；在杆塔处切换到人工控制方式，能够对杆塔关键部件进行仔细巡检，保证巡检效果。从而能够实现对电网线路的高效检查。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供了一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，其包括无人机飞行控制模块、北斗导航模块、摄像模块、无线通信模块、线路地理数据库以及地面控制系统,其特征在于，所述北斗导航模块、摄像模块和线路地理数据库均通过数据线与所述无人机飞行控制模块相连接；所述地面控制系统通过无线通信模块与所述无人机飞行控制模块连接。

进一步，作为优选，所述的北斗导航模块为用于无人机定位及飞行导航的二代北斗接收器。

进一步，作为优选，所述的摄像模块可以为CCD摄像机，用于对巡检线路及杆塔进行图像采集。

进一步，作为优选，所述的无线通信模块为3G、4G、WIFI或者其他无线通信设备，所述的无线通信模块用于实现无人机向地面控制系统传输所检查的线路照片，同时能够接收地面发送的飞行指令、巡检任务、作业方式。

进一步，作为优选，其特征在于，所述的线路地理数据库为所巡检线路、杆塔的地理位置及其属性；所述的线路地理数据库作为实现无人机自动巡线与人工控制之间切换的数据基础，以及根据线路地理数据库的数据保证无人机自动巡线过程中不偏离所巡线路。

进一步，作为优选，所述杆塔的地理位置至少包括杆塔的经纬度，所述杆塔的地理位置的属性至少包括电线的类型、线路电线条数和杆塔的高度。

当无人机接收地面起飞指令后，由地面控制无人机飞向目的作业区域。无人机通过北斗卫星定位模块200获取实时位置，同时遍历线路地理数据库中杆塔的位置信息（如，经纬度），与当前位置的经纬度比较，如果二者距离小于某个距离（如，5米），则向地面控制台发送达到作业区域的反馈到达信息。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，其在巡线数据库的支持下，利用北斗卫星导航模块引导无人机按照电线的走向自动飞行巡检，极大地提高了巡检效率；在杆塔处切换到人工控制方式，能够对杆塔关键部件进行仔细巡检，保证巡检效果。从而能够实现对电网线路的高效检查。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统进行自动控制巡线航线原理图；

其中，100、无人机飞行控制系统，200、北斗导航模块，300、摄像模块，400、线路地理数据库，500、无线通信模块，600、地面控制系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，该基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统包括以下几部分：无人机飞行控制系统100、北斗导航模块200、摄像模块300、无线通信模块400、线路地理数据库500以及地面控制系统600其中，北斗导航模块200、摄像模块300、线路地理数据库400通过数据线与飞行控制系统100相连接。

其中，所述的北斗导航模块200为二代北斗，用于无人机定位及飞行导航。所述的摄像模块300可以为CCD摄像机，用于对巡检线路及杆塔进行图像采集。所述的无线通信模块400可以是3G、4G、WIFI或者其他无线通信设备，用于实现无人机向地面控制系统传输所检查的线路照片，同时能够接收地面发送的飞行指令、巡检任务、作业方式等。

所述的线路地理数据库500为所巡检线路、杆塔的地理位置（如，杆塔的经纬度）及其属性（如电线的类型、线路电线条数、杆塔的高度等）。所述的线路地理数据库作为实现无人机自动巡线与人工控制之间切换的数据基础，以及根据线路地理数据库500的数据保证无人机自动巡线过程中不偏离所巡线路。所述的地面控制系统600，包括无人机遥控设备、存储设备及显示器。

当无人机接收地面起飞指令后，由地面控制无人机飞向目的作业区域。无人机通过北斗卫星定位模块200获取实时位置，同时遍历线路地理数据库中杆塔的位置信息（如，经纬度），与当前位置的经纬度比较，如果二者距离小于某个距离（如，5米），则向地面控制台发送达到作业区域的反馈到达信息。

地面控制台控制无人机飞向线路之上，然后向无人机发送下一个相邻杆塔的编号，无人机飞行控制系统100在接收到该数据和指令后，无人机切换到自动巡线模式，同时从线路地理数据库500中查找相应的杆塔信息（经纬度、高度、杆塔高度），如附图2所示，其中杆塔101为当前杆塔，杆塔103为目的杆塔，其中杆塔101的A点的经纬度、高度信息为杆塔101的位置信息，h1为杆塔101的高度；杆塔103的B点的经纬度、高度信息为杆塔103的位置信息，h2为杆塔103的高度。则根据几何关系及电线的材料基本属性，计算得到一条抛物线102。以该抛物线为基础，向上偏移一定的高度（如，10厘米），设定为无人机自动巡线航线。无人机飞行控制系统设定该航线为巡航线路，控制无人机沿着该路线飞行。

摄像模块300在飞行过程中拍摄经过的线路及其周边状况的照片，传输到飞行控制系统100中，飞行控制系统100读取北斗导航模块200获取的无人机位置信息，将图片数据与位置数据打包通过无线通信模块400传输到地面控制系统600。

飞行控制系统100通过北斗导航模块200获取的无人机位置（经纬度）与飞向的目标位置（经纬度）进行比较，判断当前位置与目标位置是否小于一定的距离（如5米）。如果达到该位置，则无人机飞行控制系统100体通过无线通信模块400向地面控制系统600反馈到达目标的消息。地面控制台600确认该消息，将无人机飞行模式设置为人工控制。

当无人机接收地面起飞指令后，由地面控制无人机飞向目的作业区域。无人机通过北斗卫星定位模块200获取实时位置，同时遍历线路地理数据库中杆塔的位置信息（如，经纬度），与当前位置的经纬度比较，如果二者距离小于某个距离（如，5米），则向地面控制台发送达到作业区域的反馈到达信息。

地面控制台控制无人机在杆塔附近飞行。地面监控台控制无人机飞行杆塔顶部，调整无人机的摄像模块300的拍摄角度，在选中特定的部件（如，线路与杆塔连接处），通过无线通信模块400向飞行控制系统100发送悬停指令，同时切换摄像模块300的工作模式，从摄像模式转换成拍照模式，对选取特定的部件（如，线路与杆塔连接处等）进行拍照，并将照片数据和从北斗导航模块获取的位置信息，通过无线通讯模块400传输到地面控制系统600，进行存储判断是否存在线路故障。

然后控制无人机向下飞行，找到选取特定的部件（如，线路与杆塔连接处等）进行拍照，并将照片数据和从北斗导航模块获取的位置信息，通过无线通讯模块400传输到地面控制系统600，进行存储判断是否存在线路故障。直到将杆塔可能的部件全部进行检查，拍照。地面控制系统600向无人机飞行控制系统100发送下一个相邻杆塔的编号，无人机开始进行自动巡航。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，其包括无人机飞行控制模块、北斗导航模块、摄像模块、无线通信模块、线路地理数据库以及地面控制系统,其特征在于，所述北斗导航模块、摄像模块和线路地理数据库均通过数据线与所述无人机飞行控制模块相连接；所述地面控制系统通过无线通信模块与所述无人机飞行控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，其特征在于，所述的北斗导航模块为用于无人机定位及飞行导航的二代北斗接收器。

3.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，其特征在于，所述的摄像模块可以为CCD摄像机，用于对巡检线路及杆塔进行图像采集。

4.根据权利要求2所述的一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，其特征在于，所述的无线通信模块为3G、4G或WIFI，所述的无线通信模块用于实现无人机向地面控制系统传输所检查的线路照片，同时能够接收地面发送的飞行指令、巡检任务、作业方式。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，其特征在于，所述的线路地理数据库为所巡检线路、杆塔的地理位置及其属性；所述的线路地理数据库作为实现无人机自动巡线与人工控制之间切换的数据基础，以及根据线路地理数据库的数据保证无人机自动巡线过程中不偏离所巡线路。

6.根据权利要求5所述的一种基于北斗导航的旋翼无人机电网巡线系统，其特征在于，所述杆塔的地理位置至少包括杆塔的经纬度，所述杆塔的地理位置的属性至少包括电线的类型、线路电线条数和杆塔的高度。