RU177254U1 - Беспилотное летательное устройство для мониторинга высоковольтных линий электропередачи - Google Patents

Беспилотное летательное устройство для мониторинга высоковольтных линий электропередачи Download PDF

Info

Publication number
RU177254U1
RU177254U1 RU2017119932U RU2017119932U RU177254U1 RU 177254 U1 RU177254 U1 RU 177254U1 RU 2017119932 U RU2017119932 U RU 2017119932U RU 2017119932 U RU2017119932 U RU 2017119932U RU 177254 U1 RU177254 U1 RU 177254U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unmanned aerial
aerial vehicle
board computer
monitoring
direction finder
Prior art date
Application number
RU2017119932U
Other languages
English (en)
Inventor
Георгий Васильевич Никандров
Александр Владимирович Маликов
Дмитрий Михайлович Дрягин
Анастасия Алексеевна Ласточкина
Original Assignee
Акционерное общество "КТ-БЕСПИЛОТНЫЕ СИСТЕМЫ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "КТ-БЕСПИЛОТНЫЕ СИСТЕМЫ" filed Critical Акционерное общество "КТ-БЕСПИЛОТНЫЕ СИСТЕМЫ"
Priority to RU2017119932U priority Critical patent/RU177254U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU177254U1 publication Critical patent/RU177254U1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D39/00Refuelling during flight

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области диагностической техники, а именно воздушного мониторинга с применением беспилотного летательного аппарата, и может быть использована для дистанционного контроля состояния высоковольтных линий электропередачи, а также высоковольтного электрооборудования. Устройство содержит беспилотный летательный аппарат, включающий источник питания, приемник GPS/ГЛОНАСС, инерциальную навигационную систему, систему управления, бортовой вычислитель и приемо-передающий блок, систему авианаблюдения, включающую ультрафиолетовый пеленгатор, видеокамеру и инфракрасную камеру, и съемный носитель информации. Технический результат полезной модели заключается в повышении эффективности мониторинга высоковольтных линий электропередачи (высоковольтного электрооборудования) за счет повышения точности обнаружения и определения координат мест коронных разрядов и расширения функциональных возможностей устройства.

Description

Полезная модель относится к области диагностической техники, а именно воздушного мониторинга с применением беспилотного летательного аппарата, и может быть использована для дистанционного контроля состояния высоковольтных линий электропередачи, а также высоковольтного электрооборудования.
Одной из особенностей данных устройств является возможность обнаружения и определения координат мест коронных разрядов, которые сопровождают неисправности на высоковольтных линиях электропередачи (высоковольтном электрооборудовании).
Известно устройство, реализующее способ дистанционного контроля качества изоляции объектов высоковольтных электрических установок переменного тока (патент RU 2402030, МПК G01R 31/12, опублик. 20.10.2010), являющееся ультрафиолетовым (УФ) пеленгатором, содержащий оптическую систему, включающую УФ-объектив, в котором используются линзы, специальные кристаллы с пропусканием УФ-излучения в диапазоне 250-280 нм, и подавлением других длин волн, а также УФ-фильтры, за которыми размещен монофотонный время-координатно-чувствительный детектор, временной канат, электронная система управления.
Недостатком этого устройств является низкая точность определения координат и отсутствие возможности идентификации источника излучения по изображению.
Известен маломерный беспилотный летательный аппарат для диагностики высоковольтных электроустановок (патент RU 149071, В64С 39/02, G01R 31/08, опублик. 20.12.2014), содержащий портативный компьютер, систему автоматического пилотирования беспилотного летательного аппарата, включающую устройство автоматического пилотирования, блок навигации и датчики измерения напряженности электрического поля, измерительную аппаратуру, систему электрических антенн, аккумуляторную батарею и подзаряжающее устройство.
Недостатком этого устройства является отсутствие способности регистрации коронных разрядов и, следовательно, невозможность определения в автоматическом режиме координат мест коронных разрядов, а также отсутствие возможности идентификации источника излучения по изображению.
За прототип заявляемой полезной модели принято решение по патенту RU 2612937, МПК В64С 39/02 от 13.03.2017 «Беспилотный авиационный комплекс для определения координат коронных разрядов». Беспилотный авиационный комплекс включает наземный мобильный пункт контроля и управления и беспилотный летательный аппарат, содержащий несущий каркас с закрепленными на нем шестью или больше электродвигателями с пропеллерами с контролируемой частотой вращения, осуществляемого определенным образом, аккумулятор, компьютер, систему авианаблюдения в виде ультрафиолетового пеленгатора на основе многоанодного фотоумножителя, приемник GPS/ГЛОНАСС, регулятор вращения электродвигателей, приемопередатчик, акселерометр, компас, альтиметр (высотомер), гироскоп.
Недостатком этого комплекса является высокая вероятность ложных срабатываний, обусловленная высокой чувствительностью ультрафиолетового пеленгатора, низкая точность определения координат мест коронных разрядов и отсутствие возможности идентификации источника излучения по изображению.
Задачей настоящей полезной модели является создание беспилотного летательного устройства для мониторинга высоковольтных линий электропередачи, обеспечивающего автоматическое обнаружение и определение координат мест коронных разрядов, а также идентификацию источника излучения по изображению.
Технический результат полезной модели заключается в повышении эффективности мониторинга высоковольтных линий электропередачи (высоковольтного электрооборудования) за счет повышения точности обнаружения и определения координат мест коронных разрядов и расширения функциональных возможностей устройства.
Достигается технический результат за счет того, что в беспилотное летательное устройство для мониторинга высоковольтных линий электропередачи, содержащее конструктивно связанные беспилотный летательный аппарат, включающий инерциальную навигационную систему, приемник GPS/ГЛОНАСС и источник питания, связанный с бортовым вычислителем, и система авианаблюдения, которая включает ультрафиолетовый пеленгатор, связанный с бортовым вычислителем, согласно полезной модели дополнительно введена в беспилотный летательный аппарат система управления, связанная с источником питания, инерциальной навигационной системой, приемником GPS/ГЛОПЛСС и бортовым вычислителем, в систему авианаблюдения дополнительно введена видеокамера, связанная с бортовым вычислителем, который выполнен с возможностью соединения с съемным носителем информации, а ультрафиолетовый пеленгатор выполнен на основе фотоприемного модуля, включающего электронно-оптический преобразователь и модульную камеру наблюдения на основе матрицы.
Технический результат достигается и тем, что:
устройство включает съемный носитель информации, связанный с бортовым вычислителем;
беспилотный летательный аппарат выполнен по нормальной аэродинамической схеме с возможностью вертикального взлета и посадки;
инерциальная навигационная система включает акселерометр, компас, высотомер и гироскоп;
беспилотный летательный аппарат включает приемо-передающий блок, соединенный с системой управления, бортовым вычислителем и блоком питания, при чем приемо-передающий блок выполнен с возможностью обмена данными с удаленным пунктом управления;
система авианаблюдения включает инфракрасную камеру, связанную с бортовым вычислителем.
Сущность заявляемого беспилотного летательного устройства для мониторинга высоковольтных линий электропередачи поясняется чертежом (фиг.), на котором представлена структурная электрическая схема.
Устройство включает (фиг.) беспилотный летательный аппарат 1, систему 2 авианаблюдения и съемный носитель 3 информации.
Беспилотный летательный аппарат 1 предназначен для выполнения автоматического полета по заданному маршруту с возможностью его корректировки дистанционно по командам, поступающим с удаленного пункта управления. Беспилотный летательный аппарат 1 представляет собой летательный аппарат, выполненный по нормальной аэродинамической схеме с возможностью вертикального взлета и посадки, который включает (фиг.) источник 4 питания, приемник 5 GPS/ГЛОНАСС, инерциальную навигационную систему 6, систему 7 управления, бортовой вычислитель 8 и приемо-передающий блок 9.
Источник 4 питания предназначен для электрического питания напряжением постоянного тока блоков и систем беспилотного летательного аппарата 1 и представляет собой аккумулятор типа Li-Pol.
Приемник 5 GPS/ГЛОНАСС предназначен для определения текущих координат, высоты, скорости беспилотного летательного аппарата 1 и времени по сигналам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS и представляет собой устройство Ublox NEO-M8N.
Инерциальная навигационная система 6 обеспечивает формирование и выдачу в автономном режиме данных для решения задачи полета беспилотного летательного аппарата 1 по заданному маршруту. Инерциальная навигационная система 6 включает акселерометр, компас, высотомер и гироскоп.
Система 7 управления предназначена для определения ориентации и пространственного положения беспилотного летательного аппарата 1, решения навигационной задачи, формирования выходов регуляторов по всем каналам управления и выполнения встроенного самоконтроля.
Бортовой вычислитель 8 предназначен для сбора данных системы 2 авианаблюдения, опроса и сбора телеметрии с системы 7 управления и записи полученных данных на съемный носитель 3. Бортовой вычислитель 8 имеет возможность определения географических координат источников УФ излучения методом триангуляции. Бортовой вычислитель 8 предоставляет доступ ко всем этим данным посредством кабельного подключения или по средствам командно-телеметрической радиолинии приемопередающего блока 9. Бортовой вычислитель 8 представляет собой устройство Raspberry Pi3 Model В.
Приемо-передающий блок 9 обеспечивает реализацию радиоканалов между беспилотным летательным аппаратом 1 и удаленным пунктом управления для передачи команд управления и данных мониторинга. Приемо-передающий блок 9 представляет собой устройство 3DR Telemetry Radio Set.
Система 2 авианаблюдения предназначена для фиксирования результатов мониторинга состояния высоковольтных линий электропередачи, которые при последующей обработки позволяют определить координаты и характер неисправности контролируемого объекта, а также оценить возможность ее возникновения. Система 2 авианаблюдения включает ультрафиолетовый пеленгатор 10, видеокамеру 11 и инфракрасную камеру 12.
Ультрафиолетовый пеленгатор 10 предназначен для фиксирования ультрафиолетового излучения коронных разрядов, сопровождающих неисправности высоковольтных линий электропередачи (высоковольтного электрооборудования). Ультрафиолетовый пеленгатор 10 представляет собой фотоприемный модуль, содержащий электронно-оптический преобразователь и модульную камеру наблюдения на основе матрицы, который позволяет уменьшить вероятность ложного срабатывания и повышение точности определения координат коронных разрядов. Ультрафиолетовый пеленгатор 10 выполнен на основе камеры КНВ4-3/18-2UV.
Видеокамера 11 предназначена для фиксирования результатов мониторинга состояния высоковольтных линий электропередачи в видимом диапазоне излучения и представляет собой камеру Sony XCG 510С.
Инфракрасная камера 12 предназначена для фиксирования результатов мониторинга состояния высоковольтных линий электропередачи в инфракрасном диапазоне излучения, которые позволяют не только увидеть тепловые свойства контролируемого объекта, но и определить характер неисправности и/или оценить возможность возникновения проблем. Инфракрасная камера 12 представляет собой камеру VLM640.
Съемный носитель 3 информации предназначен для записи, хранения, переноса и обмена данными параметров маршрута заданного полета беспилотного летательного аппарата 1 и данными мониторинга состояния высоковольтных линий электропередачи, зафиксированных системой 2 авианаблюдения. Съемный носитель 3 информации представляет собой флэш-накопитель типа micro SD.
Устройство работает следующим образом.
При подготовке устройства к работе в систему 7 управления беспилотного летательного аппарата 1 через прямое кабельное соединение или командную радиолинию с помощью приемо-передающего блока 9 записывается полетное задание, включающее маршрут подхода, маршрут отхода и рабочую область мониторинга состояния высоковольтных линий электропередачи.
После запуска беспилотный летательный аппарат 1 в автоматическом режиме осуществляет взлет, полет по заданному маршруту и посадку. Управление полетом беспилотного летательного аппарат 1 выполняется на основе сигналов системы 7 управления, которые обеспечивают приближение текущих параметров полета, поступающих из инерциальной навигационной системы 6 и приемника 5 GPS/ГЛОНАСС, к заданным параметрам полета, соответствующих текущему этапу полетного задания. При достижении заданной точки начала мониторинга объекта контроля система 7 управления дает команду бортовому вычислителю 8 на включение системы 2 авианаблюдения. При включении системы 2 авианаблюдения начинают работу ультрафиолетовый пеленгатор 10. видеокамера 11 и инфракрасная камера 12. При полете в рабочей области маршрута бортовой вычислитель 8 получает поток видеоизображений с системы 2 авианаблюдения, а также координаты и углы ориентации беспилотного летательного аппарата 1 с системы 7 управления. При появлении ультрафиолетового излучения коронного разряда ультрафиолетовый пеленгатор 10 определяет направление источника излучения относительно своей оптической оси. Данная операция повторяется из трех различных точек маршрута: фиксируются углы между оптической осью ультрафиолетового пеленгатора 10 и направлениями на коронный разряд, а также координаты беспилотного летательного аппарата 1. Бортовой вычислитель 8 на основе полученных данных от ультрафиолетового пеленгатора 10 и системы 7 управления определяет уравнения трех прямых, на которых расположен коронный разряд. Совместное попарное решение этих уравнений позволяет найти географические координаты трех точек, в результате усреднения которых определяются географические координаты коронного разряда. Указанная последовательность действий повторяется для всех последующих обнаруженных коронных разрядов. На протяжении полета между заданными начальной и конечной точками маршрута мониторинга видеокамерой 11 и инфракрасной камерой 12 фиксируются данные, которые поступают в бортовой вычислитель 8. Далее эта информация записывается на съемный носитель 3 для возможной последующей обработки на компьютере со специальным программным обеспечением, обеспечивающем отображение данных и их комплексирование. В случае применения наземного пункта управления возможна передача данных в режиме реального времени по командной радио линии с помощью приемо-передающего блока 9.
Комплексирование данных мониторинга, зафиксированных системой 2 авианаблюдения, позволяет по координатам, определенных ультрафиолетовым пеленгатором 10, определить место неисправности, по данным, полученным с видеокамеры 11 и инфракрасной камеры 12, идентифицировать неисправный элемент контролируемого объекта, а также провести детальных анализ характера неисправности (повреждения). Данные мониторинга могут использоваться для построения трехмерных моделей контролируемого объекта.
Таким образом, применение указанной полезной модели позволяет повысить точность обнаружения и определения координат мест коронных разрядов за счет использования ультрафиолетового пеленгатора на базе фотоприемного модуля, содержащего электронно-оптический преобразователь и модульную камеру наблюдения на основе матрицы, и расширить функциональные возможностей устройства за счет комплексирования данных с камер различного спектрального диапазона, что, в целом, обеспечивает повышение эффективности мониторинга высоковольтных линий электропередачи.
Область применения устройства не ограничивается электроэнергетикой. Устройство может быть использовано в любой области, где требуется обнаружение и определение координат мест источников ультрафиолетового излучения.

Claims (7)

1. Беспилотное летательное устройство для мониторинга высоковольтных линий электропередачи, содержащее конструктивно связанные беспилотный летательный аппарат, включающий инерциальную навигационную систему, приемник GPS/ГЛОНАСС и источник питания, связанный с бортовым вычислителем, и система авианаблюдения, которая включает ультрафиолетовый пеленгатор, связанный с бортовым вычислителем, отличающееся тем, что в беспилотный летательный аппарат дополнительно введена система управления, связанная с источником питания, инерциальной навигационной системой, приемником GPS/ГЛОНАСС и бортовым вычислителем, в систему авианаблюдения дополнительно введена видеокамера, связанная с бортовым вычислителем, который выполнен с возможностью соединения со съемным носителем информации, а ультрафиолетовый пеленгатор выполнен на основе фотоприемного модуля, включающего электронно-оптический преобразователь и модульную камеру наблюдения на основе матрицы.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что включает съемный носитель информации, связанный с бортовым вычислителем.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что беспилотный летательный аппарат выполнен по нормальной аэродинамической схеме.
4. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что беспилотный летательный аппарат выполнен с возможностью вертикального взлета и посадки.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инерциальная навигационная система включает акселерометр, компас, высотомер и гироскоп.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что беспилотный летательный аппарат включает приемо-передающий блок, соединенный с системой управления, бортовым вычислителем и блоком питания, причем приемо-передающий блок выполнен с возможностью обмена данными с удаленным пунктом управления.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система авианаблюдения включает инфракрасную камеру, связанную с бортовым вычислителем.
RU2017119932U 2017-06-06 2017-06-06 Беспилотное летательное устройство для мониторинга высоковольтных линий электропередачи RU177254U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119932U RU177254U1 (ru) 2017-06-06 2017-06-06 Беспилотное летательное устройство для мониторинга высоковольтных линий электропередачи

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119932U RU177254U1 (ru) 2017-06-06 2017-06-06 Беспилотное летательное устройство для мониторинга высоковольтных линий электропередачи

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU177254U1 true RU177254U1 (ru) 2018-02-14

Family

ID=61227317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017119932U RU177254U1 (ru) 2017-06-06 2017-06-06 Беспилотное летательное устройство для мониторинга высоковольтных линий электропередачи

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU177254U1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755924C1 (ru) * 2020-08-27 2021-09-23 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэнерго-Инжиниринг" (Ооо "Форэнерго-Инжиниринг") Способ и устройство индикации электрического состояния полимерных изоляторов
RU210640U1 (ru) * 2021-12-29 2022-04-25 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего" Устройство для дистанционного магнитного сканирования провода или грозотроса ВЛ
RU2776589C1 (ru) * 2021-10-25 2022-07-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Устройство для дистанционного мониторинга объектов электроэнергетики

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2421746C1 (ru) * 2010-02-10 2011-06-20 Ооо Научно-Производственное Предприятие "Энергоконсалт" Способ диагностики высоковольтной линии электропередачи
RU2558002C1 (ru) * 2014-02-03 2015-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего" Устройство диагностики воздушных линий электропередач и его компонент
US20150353196A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-10 Izak Jan van Cruyningen UAV Constraint in Overhead Line Inspection
RU2612937C1 (ru) * 2015-11-10 2017-03-13 Александр Федорович Осипов Беспилотный авиационный комплекс для определения координат коронных разрядов

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2421746C1 (ru) * 2010-02-10 2011-06-20 Ооо Научно-Производственное Предприятие "Энергоконсалт" Способ диагностики высоковольтной линии электропередачи
RU2558002C1 (ru) * 2014-02-03 2015-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего" Устройство диагностики воздушных линий электропередач и его компонент
US20150353196A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-10 Izak Jan van Cruyningen UAV Constraint in Overhead Line Inspection
RU2612937C1 (ru) * 2015-11-10 2017-03-13 Александр Федорович Осипов Беспилотный авиационный комплекс для определения координат коронных разрядов

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779019C2 (ru) * 2019-10-08 2022-08-30 Ооо "Статус Консалт" Способ диагностического осмотра наружной поверхности воздушного судна на стоянке с помощью роботизированного комплекса
RU2755924C1 (ru) * 2020-08-27 2021-09-23 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэнерго-Инжиниринг" (Ооо "Форэнерго-Инжиниринг") Способ и устройство индикации электрического состояния полимерных изоляторов
RU2776589C1 (ru) * 2021-10-25 2022-07-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Устройство для дистанционного мониторинга объектов электроэнергетики
RU2780801C1 (ru) * 2021-11-03 2022-10-04 Вячеслав Михайлович Смелков Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения для беспилотного летательного аппарата
RU210640U1 (ru) * 2021-12-29 2022-04-25 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего" Устройство для дистанционного магнитного сканирования провода или грозотроса ВЛ
RU2794393C1 (ru) * 2022-12-29 2023-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Способ технического диагностирования заглубленных кабельных линий электропередачи с применением беспилотного летательного аппарата

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11205311B2 (en) System and method for data recording and analysis
CN110308457B (zh) 一种基于无人机的输电线路巡检系统
JP6609833B2 (ja) 無人航空機の飛行を制御する方法及びシステム
KR102553453B1 (ko) 전력설비 감시용 무인 진단장치 및 방법
CN107434034A (zh) 具有竖直起飞和着陆(vtol)功能的无人飞行器(uav)
JP2018504652A (ja) 顕著特徴ベースの移動体測位
EP3734394A1 (en) Sensor fusion using inertial and image sensors
TWI686686B (zh) 飛行器的控制方法和裝置
CN111670419A (zh) 用于自主导航的主动补充曝光设置
CN109737981B (zh) 基于多传感器的无人车目标搜索装置及方法
CN103675609A (zh) 电力巡线设备及系统
WO2019212675A1 (en) Radio link coverage map and loss mitigation systems and methods
RU177254U1 (ru) Беспилотное летательное устройство для мониторинга высоковольтных линий электропередачи
CN106240807A (zh) 一种集光电探测一体化的无人机
KR20120036684A (ko) 지피에스를 이용한 지능형 항공로봇
Krämer et al. Multi-sensor fusion for UAV collision avoidance
KR102441077B1 (ko) 차량의 드론 이착륙 제어 장치 및 그 방법
Ariante et al. Safe landing area determination (SLAD) for unmanned aircraft systems by using rotary LiDAR
CN113110534A (zh) 一种小型无人机控制与感知系统
CN110997488A (zh) 动态控制用于处理传感器输出数据的参数的系统和方法
CN212695608U (zh) 一种架空输电线路巡检作业系统及飞行作业平台
CN113138603B (zh) 系绳管理系统和方法
Moiz et al. QuadSWARM: A Real-Time Autonomous Surveillance System using Multi-Quadcopter UAVs
Gonzalez et al. Obstacle detection and avoidance device for multirotor uavs through interface with pixhawk flight controller
CN113433963A (zh) 一种针对磁悬浮轨道巡检的无人机多平台系统及方法