CN209640731U - 一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，解决现有无人机技术在进行电力巡检时因不能自动避开障碍物而存在的安全隐患问题。本实用新型包括地面巡检站和电力巡检无人机；电力巡检无人机包括飞行控制器、毫米波雷达传感器、雷达控制器、数传电台、图传发射机、红外双光相机、无线接收机和GPS定位器；地面巡检站内设有地面处理器、与地面处理器相连接的液晶显示器、以及与地面处理器相连接的蜂鸣器，地面处理器分别与数传电台、图传发射机和无线接收机通过无线连接。本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，当无人机在进行电力巡检时能够自动避障，可有效消除无人机在电力巡检作业时存在的安全隐患。

Description

一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统。

背景技术

无人机对输电线路进行巡检时，为了能够更加准确判断存在的缺陷，需要尽可能使用清晰的图像来进行分析。而无人机巡检需要考虑无人机本身、机载传感器和经济效益等之间的关系，最大限度地完成输电线路的巡检任务。无人机的作业区域主要为复杂多变的低空领域，既存在输电线路、电力杆塔、建筑物、树木等有形的障碍物，又存在危险区、禁飞区等一些无形障碍。如不能处理好无人机、输电线路及其周围自然环境三者之间的约束和威胁关系，不仅无人机可能坠毁，更严重的可能会引起电网事故，导致大规模的停电，造成严重的经济损失。

因此，设计一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，以实现无人机在进行电力巡检时能够自动避障，从而消除无人机在进行电力巡检时存在的安全隐患，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，解决现有技术无人机在进行电力巡检时不能自动避开障碍物存在安全隐患的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，包括地面巡检站、以及与所述地面巡检站无线连接的电力巡检无人机；

所述电力巡检无人机内设有飞行控制器，六个毫米波雷达传感器，以及分别与所述飞行控制器连接的雷达控制器、数传电台、图传发射机、红外双光相机、无线接收机和GPS定位器，所述GPS定位器与所述无线接收机连接，所述雷达控制器分别与六个所述毫米波雷达传感器连接，并且六个所述毫米波雷达传感器分别位于所述电力巡检无人机的前、后、左、右、上、下六个面的第一视角处；

所述地面巡检站内设有地面处理器、与所述地面处理器相连接的液晶显示器、以及与所述地面处理器相连接的蜂鸣器，所述地面处理器分别与所述数传电台、图传发射机和所述无线接收机通过无线连接。

进一步地，所述地面处理器通过915M无线数传信号与所述数传电台无线连接。

进一步地，所述数传电台为915MHz无线电台。

进一步地，所述地面处理器通过5.8G无线图传信号与所述图传发射机无线连接。

进一步地，所述地面处理器通过2.4G无线信号与所述无线接收机无线连接。

进一步地，所述飞行控制器连接有为所述电力巡检无人机供电的锂电池。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，当无人机在进行电力巡检时能够自动避障，可有效消除无人机在电力巡检作业时存在的安全隐患。

本实用新型在电力巡检无人机的前后左右上下六个面的第一视角分别设一个毫米波雷达传感器，六个毫米波雷达传感器分别从电力巡检无人机的六个面进行毫米波雷达测距，并将测距数据实时传送至雷达控制器，雷达控制器将所接收到的测距数据传送至飞行控制器，GPS定位器实时对电力巡检无人机进行定位并将定位信息实时传送至飞行控制器，飞行控制器根据接收到的测距数据和定位信息控制电力巡检无人机的动力系统运行，可有效自动避开障碍物，保证无人机在电力巡检时的安全作业。

本实用新型电力巡检无人机与地面巡检站连接，其中，数传电台通过915M无线数传信号与地面处理器连接，用时实时将飞行控制数据和雷达测距数据传送至地面巡检站并通过液晶显示器显示，当雷达测距数据超过设定的预警值时，地面处理器控制蜂鸣器预警，地面巡检站根据液晶显示器显示的信息干预电力巡检无人机运行；图传发射机通过5.8G无线图传信号与地面处理器连接，用时实时将红外双光相机拍摄的巡检图像传送至地面巡检站并通过液晶显示器显示；无线接收机通过2.4G无线信号与地面处理器连接，用时实时将GPS定位器监测的定位信息传送至地面巡检站并通过液晶显示器显示；整个传送过程快速高效实时流畅。

附图说明

图1为本实用新型结构框图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-地面巡检站、2-电力巡检无人机、3-飞行控制器、4-雷达控制器、5-数传电台、6-图传发射机、7-红外双光相机、8-无线接收机、9-GPS定位器、10-毫米波雷达传感器、11-地面处理器、12-液晶显示器、13-锂电池、14-蜂鸣器。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1所示，本实用新型提供的一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，结构简单、设计科学合理，使用方便，当无人机在进行电力巡检时能够自动避障，可有效消除无人机在电力巡检作业时存在的安全隐患。本实用新型包括地面巡检站1、以及与所述地面巡检站1无线连接的电力巡检无人机2。

本实用新型所述电力巡检无人机2内设有飞行控制器3，六个毫米波雷达传感器10，以及分别与所述飞行控制器3连接的雷达控制器4、数传电台5、图传发射机6、红外双光相机7、无线接收机8和GPS定位器9，所述GPS定位器9与所述无线接收机8连接，所述雷达控制器4分别与六个所述毫米波雷达传感器10连接，并且六个所述毫米波雷达传感器10分别位于所述电力巡检无人机2的前、后、左、右、上、下六个面的第一视角处，所述数传电台5为915MHz无线电台，所述飞行控制器3连接有为所述电力巡检无人机2供电的锂电池13。

本实用新型在电力巡检无人机的前后左右上下六个面的第一视角分别设一个毫米波雷达传感器，六个毫米波雷达传感器分别从电力巡检无人机的六个面进行毫米波雷达测距，并将测距数据实时传送至雷达控制器，雷达控制器将所接收到的测距数据传送至飞行控制器，GPS定位器实时对电力巡检无人机进行定位并将定位信息实时传送至飞行控制器，飞行控制器根据接收到的测距数据和定位信息控制电力巡检无人机的动力系统运行，可有效自动避开障碍物，保证无人机在电力巡检时的安全作业。

本实用新型所述地面巡检站1内设有地面处理器11、与所述地面处理器11相连接的液晶显示器12、以及与所述地面处理器11相连接的蜂鸣器14，所述地面处理器11分别与所述数传电台5、图传发射机6和所述无线接收机8通过无线连接，所述地面处理器11通过915M无线数传信号与所述数传电台5无线连接，所述地面处理器11通过5.8G无线图传信号与所述图传发射机6无线连接，所述地面处理器11通过2.4G无线信号与所述无线接收机8无线连接。

本实用新型电力巡检无人机与地面巡检站连接，其中，数传电台通过915M无线数传信号与地面处理器连接，用时实时将飞行控制数据和雷达测距数据传送至地面巡检站并通过液晶显示器显示，当雷达测距数据超过设定的预警值时，地面处理器控制蜂鸣器预警，地面巡检站根据液晶显示器显示的信息干预电力巡检无人机运行；图传发射机通过5.8G无线图传信号与地面处理器连接，用时实时将红外双光相机拍摄的巡检图像传送至地面巡检站并通过液晶显示器显示；无线接收机通过2.4G无线信号与地面处理器连接，用时实时将GPS定位器监测的定位信息传送至地面巡检站并通过液晶显示器显示；整个传送过程快速高效实时流畅。

本实用新型所述液晶显示器12用于实时显示所述飞行控制器3处理的飞行数据、所述红外双光相机7拍摄的飞行画面和六个所述毫米波雷达传感器10监测的毫米波雷达测距数据。

本实用新型自动避障主要由前、后、左、右、上、下六个毫米波雷达传感器10和雷达控制器组成，雷达控制器再与飞行控制器连接。六个方向的毫米波雷达传感器分别安装于电力巡检无人机一体成型机壳的前向、后向、左向、右向、向上、向下六个方位，数据线接口连接到安装于机舱的雷达控制器相应接口上，雷达控制器再与无人机飞行控制模块连接，并将采集的雷达测距数据传输给飞行控制器，飞行控制器再根据接收的雷达测距数据让无人机动力系统作出相应动作，如：悬停、左移、右移、爬升或下降，可有效避障。

本实用新型所用飞行控制器、雷达控制器、数传电台、图传发射机、无线接收机、GPS定位器、毫米波雷达传感器、地面处理器和液晶显示器均为现有设备，并且上述设备的结构、电路、以及控制传输原理均为现有成熟技术，本实用新型通过创造性劳动将上述现有设备进行科学巧妙的组合运用，以实现自动避障的功能，并不涉及上述设备本身的结构、电路、以及控制传输原理等方面的改进，因此关于上述设备的结构、电路、以及控制传输原理等在此不赘述。

本实用新型地面巡检站支持移动端和电脑端，地面巡检站界面实时显示无人机的飞行数据、飞行画面和毫米波雷达的测距数据；当雷达测距数据超过设定的预警值时，就会报警提示；用户可根据需要对雷达数据的启用、禁用和设置进行操作。本实用新型雷达测距范围为：50m，测距精度为20mm，向下毫米波雷达传感器采集的数据可单独用作电力巡检无人机一键起降和降落，同时可用作仿地飞行。本实用新型主要用于配网10kV线路巡检、输电线路通道巡视和输电线路精细化巡检。

本实用新型构思奇妙，在进行电力巡检时可有效自动避障以消除安全隐患，同时还能预警，实用性强，适于在本技术领域大力推广应用。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，其特征在于：包括地面巡检站(1)、以及与所述地面巡检站(1)无线连接的电力巡检无人机(2)；

所述电力巡检无人机(2)内设有飞行控制器(3)，六个毫米波雷达传感器(10)，以及分别与所述飞行控制器(3)连接的雷达控制器(4)、数传电台(5)、图传发射机(6)、红外双光相机(7)、无线接收机(8)和GPS定位器(9)，所述GPS定位器(9)与所述无线接收机(8)连接，所述雷达控制器(4)分别与六个所述毫米波雷达传感器(10)连接，并且六个所述毫米波雷达传感器(10)分别位于所述电力巡检无人机(2)的前、后、左、右、上、下六个面的第一视角处；

所述地面巡检站(1)内设有地面处理器(11)、与所述地面处理器(11)相连接的液晶显示器(12)、以及与所述地面处理器(11)相连接的蜂鸣器(14)，所述地面处理器(11)分别与所述数传电台(5)、图传发射机(6)和所述无线接收机(8)通过无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，其特征在于：所述地面处理器(11)通过915M无线数传信号与所述数传电台(5)无线连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，其特征在于：所述数传电台(5)为915MHz无线电台。

4.根据权利要求3所述的一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，其特征在于：所述地面处理器(11)通过5.8G无线图传信号与所述图传发射机(6)无线连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，其特征在于：所述地面处理器(11)通过2.4G无线信号与所述无线接收机(8)无线连接。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种基于毫米波雷达避障的电力巡检系统，其特征在于：所述飞行控制器(3)连接有为所述电力巡检无人机(2)供电的锂电池(13)。