CN218767913U - 一种巡线无人机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种巡线无人机控制系统，属于无人机领域，所述的巡线无人机控制系统包括控制模块、数据传输模块、地面站、姿态数据采集模块、避障模块，所述的控制模块输出端与数据传输模块连接，数据传输模块与地面站连接，姿态数据采集模块输出端与控制模块输入端连接，避障模块输出端与控制模块连接，本实用新型能够适用于专用巡线无人机，在高压电力线巡线过程中，由于电力线对于传统无人机的视觉避障来说，很容易出现光线干扰，导致无人机不能及时发现电力线。本实用新型通过探测电力线产生的磁场，能够实现无人机对于电力线的避障。

Description

一种巡线无人机控制系统

技术领域

本实用新型属于无人机控制领域，更具体的说涉及一种巡线无人机控制系统。

背景技术

近年来， 我国国民经济的持续快速发展对我国 电力工业提出了越来越高的要求。 现有的人工巡线 作业方式劳动强度大、工作条件艰苦，劳动效率低，已经不能适应现代化电网建设与发展的需求。 出于 建设坚强智能电网的需要， 无人机巡线作为一种比较先进、科学、高效的电力巡线方式，开始逐步实现 工程化应用

目前，已有关于介绍实际飞行环境中复杂电磁 环境对无人机的影响、 无人机遥测链路系统和电气 系统的电磁兼容研究、 无人机主要电源电磁干扰的 抑制方案、无人机避障等的相关文献，以及有关 高压输电导线电磁环境对人体影响的介绍。 而高压输电导线电磁环境对电力巡线的无人机在进行巡 线作业时的安全可靠性的影响、 所搭载的电子设备的干扰及巡线作业安全距离的评测， 尚未有系统的研究成果报道。

实用新型内容

本实用新型通过在传统无人机控制系统上加装磁场计，通过探测无人机下方高压电力线产生的磁场，通过磁场强度，从而判断距离高压线的距离，解决了传统无人机因为视觉避障，不能及时发现高压电力线的困难。使得巡线无人机的飞行过程更为安全。

为了实现上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：所述的巡线无人机控制系统包括控制模块1、数据传输模块2、地面站3、姿态数据采集模块4、避障模块5，所述的控制模块1输出端与数据传输模块2连接，数据传输模块2与地面站3连接，姿态数据采集模块4输出端与控制模块1输入端连接，避障模块5输出端与控制模块1连接。

进一步地，所述的数据传输模块2采用4G无线通信模块。

进一步地，所述的姿态数据采集模块4包括三轴陀螺仪6、三轴加速度仪7、GPS定位模块8、气压高度计9，所述的三轴陀螺仪6、三轴加速度仪7、GPS定位模块8、气压高度计9信号输出端与控制模块1连接。

进一步地，所述的避障模块5包括三轴数字磁场计10，视觉定位模块11，所述的三轴数字磁场计10，视觉定位模块11输出端与控制模块1连接，三轴数字磁场计10安装于无人机机腹下方。

进一步地，所述的地面站3采用移动PC电脑以及4G信号接收模块组成，能够接受无人机传输来的数据，并实现对无人机的飞行控制。

本实用新型有益效果：

本实用新型通过在传统无人机控制系统上加装磁场计，通过探测无人机下方高压电力线产生的磁场，通过磁场强度，从而判断距离高压线的距离，解决了传统无人机因为视觉避障，不能及时发现高压电力线的困难。使得巡线无人机的飞行过程更为安全。

附图说明

图1为本实用新型系统框图；

图2为本实用新型控制模块电路图。

图中，1-控制模块、2-数据传输模块、3-地面站、4-姿态数据采集模块、5-避障模块、6-三轴陀螺仪、7-三轴加速度仪、8-GPS定位模块、9-气压高度计、10-三轴数字磁场计、11-视觉定位模块。

具体实施方式

以下将以附图公开本公开的实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本公开。也就是说，在本公开内容部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出的。

所述的巡线无人机控制系统包括控制模块1、数据传输模块2、地面站3、姿态数据采集模块4、避障模块5，所述的控制模块1输出端与数据传输模块2连接，数据传输模块2与地面站3连接，姿态数据采集模块4输出端与控制模块1输入端连接，避障模块5输出端与控制模块1连接。所述的数据传输模块2采用4G无线通信模块。所述的控制模块1采用司南导航无人机控制模块1，能够进行惯性运算以及其他常规数据运算。

所述的姿态数据采集模块4包括三轴陀螺仪6、三轴加速度仪7、GPS定位模块8、气压高度计9，所述的三轴陀螺仪6、三轴加速度仪7、GPS定位模块8、气压高度计9信号输出端与控制模块1连接。

所述的三轴陀螺仪6用于测量无人机在控制的稳定姿态，用于判断无人机是否有翻滚现象出现。三轴加速度仪7，用于测量无人机在三轴空间坐标系个方向的加速度。GPS定位模块8用于为无人机提供GPS定位功能，GPS定位模块8采用北斗和GPS双模定位模块。气压高度计9用于测量无人机当前的海拔高度。

所述的避障模块5包括三轴数字磁场计10，视觉定位模块11，所述的三轴数字磁场计10，视觉定位模块11输出端与控制模块1连接，三轴数字磁场计10安装于无人机机腹下方。

首先计算铁塔导线的磁场强度，来确定使用的三轴数字磁场计10的灵敏度。以500kV交流输电线路为例，选用典型直线塔型，设定参数为：输电导线相间距12400mm；输电导线距地高度30000mm；地线间距20550mm；地线距输电导线垂直高度7800mm；导线采用4×LGJ-400／35型号，导线半径13.4mm、分裂间距450mm、电导率3.183×107S／m；地线采用GJ-80型号，导线半径5.7mm、电导率5.075×106S／m。三轴数字磁场计10。三轴数字磁场计10是采用磁阻传感器原理测量磁场的强度和方向，在无人机上主要用于航向测量。其使用量程要求为-2~2Gs，即-2×10-4~2×10-4T。

视觉定位模块11采用无人机传统的视觉定位模块11，能够在无人机往返图中，进行视觉辅助定位，因为离开高压电力线区域后，无人机就不能够接收到电力线产生的磁场了。所以需要视觉定位模块11进行定位。

所述的地面站3采用移动PC电脑以及4G信号接收模块组成，能够接受无人机传输来的数据，并实现对无人机的飞行控制。4G无线通信模块，能够将无人机采集到的图像进行进行远程传输，传输到移动PC电脑上进行查看。也能够通过PC电脑对无人机远程发送控制指令。

本实用新型工作原理：无人机上的三轴陀螺仪6、三轴加速度仪7、GPS定位模块8、气压高度计9将数据传输到控制模块1，三轴数字磁场计10将磁场强度传输到无人机控制模块1，视觉定位模块11通过实时摄像将拍摄到的图像传输到控制模块1，无人机控制模块1通过接收到的磁场强度判断距离高压电力线的距离，并通过其他模块接收到的信号判断无人机的飞行状态和飞行参数。综合处理后，对无人机的飞行进行控制。从而避免了无人机与高压电力线进行碰撞。

应当理解，以上借助优选实施例对本实用新型的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本实用新型说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种巡线无人机控制系统，其特征在于：所述的巡线无人机控制系统包括控制模块（1）、数据传输模块（2）、地面站（3）、姿态数据采集模块（4）、避障模块（5），所述的控制模块（1）输出端与数据传输模块（2）连接，数据传输模块（2）与地面站（3）连接，姿态数据采集模块（4）输出端与控制模块（1）输入端连接，避障模块（5）输出端与控制模块（1）连接。

2.根据权利要求1所述的一种巡线无人机控制系统，其特征在于：所述的数据传输模块（2）采用4G无线通信模块。

3.根据权利要求1所述的一种巡线无人机控制系统，其特征在于：所述的姿态数据采集模块（4）包括三轴陀螺仪（6）、三轴加速度仪（7）、GPS定位模块（8）、气压高度计（9），所述的三轴陀螺仪（6）、三轴加速度仪（7）、GPS定位模块（8）、气压高度计（9）信号输出端与控制模块（1）连接。

4.根据权利要求1所述的一种巡线无人机控制系统，其特征在于：所述的避障模块（5）包括三轴数字磁场计（10），视觉定位模块（11），所述的三轴数字磁场计（10），视觉定位模块（11）输出端与控制模块（1）连接，三轴数字磁场计（10）安装于无人机机腹下方。

5.根据权利要求1所述的一种巡线无人机控制系统，其特征在于：所述的地面站（3）采用移动PC电脑以及4G信号接收模块组成，能够接受无人机传输来的数据，并实现对无人机的飞行控制。

Images