一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)及其方法，包括多旋翼式無人機(jī)，無人機(jī)主體上安裝有飛控系統(tǒng)；無人機(jī)支架上安裝有能夠活動(dòng)的云臺(tái)，云臺(tái)上安裝有場(chǎng)強(qiáng)儀；場(chǎng)強(qiáng)儀的數(shù)據(jù)通過與無人機(jī)的數(shù)據(jù)讀取接口配合，將數(shù)據(jù)傳輸至飛控系統(tǒng)中，飛控系統(tǒng)連接有圖片視頻處理系統(tǒng)，所述圖片視頻處理系統(tǒng)通過無線傳輸系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳遞至地面接收系統(tǒng)；所述飛控系統(tǒng)通過地面遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)控制。該巡檢系統(tǒng)與方法不但可以在輸電線路開展巡檢作業(yè)，同時(shí)還能在變電站開展巡檢作業(yè)，能夠顯著擴(kuò)大無人機(jī)工作的領(lǐng)域；降低無人機(jī)飛控被電場(chǎng)干擾而出現(xiàn)失控事故的概率；起到保護(hù)無人機(jī)自身和電力設(shè)施安全的作用；并能顯著提高輸變電設(shè)備巡檢效率。
【專利說明】
一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)及其方法，具體是一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)及其方法，屬于輸變電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)地域遼闊，地形復(fù)雜，導(dǎo)致我國(guó)輸電線路分布面廣。并且，自然環(huán)境復(fù)雜多變，電力輸電線路長(zhǎng)期暴露在野外，一方面要承受電力負(fù)荷帶來壓力，另一方面要長(zhǎng)期受雷擊閃絡(luò)、污穢腐蝕、風(fēng)吹雨打等外力破壞。因而，造成輸電線路絕緣子磨損缺失、導(dǎo)線斷股、防震錘缺失等隱患。這些故障隱患問題若不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，會(huì)嚴(yán)重威脅電能傳輸、電網(wǎng)安全運(yùn)行。
[0003]受破壞后的輸變電設(shè)備會(huì)發(fā)生導(dǎo)線、金具缺損，絕緣設(shè)備局部放電等現(xiàn)象，所以必須定期對(duì)輸變電設(shè)備及線路進(jìn)行檢測(cè)。而傳統(tǒng)的人工巡線方式對(duì)巡檢人員的工作量要求比較大，再加上我國(guó)地形復(fù)雜，給輸電線路的檢測(cè)又增加了困難;其次傳統(tǒng)的人工巡線是從地面觀測(cè)，對(duì)巡檢的可靠性造成了一定程度的誤差。此外，傳統(tǒng)檢查需要無人機(jī)盡可能的貼近輸變電設(shè)備，查看細(xì)節(jié);然而，由于現(xiàn)場(chǎng)輸變電設(shè)備，特別是變電站電磁環(huán)境復(fù)雜，無人機(jī)就不可避免的會(huì)被我們電力設(shè)備的電磁場(chǎng)所干擾，具體來說，無人機(jī)的飛控被干擾，造成無人機(jī)不能正常工作，輕則飛機(jī)受損，重則破壞電力設(shè)施和造成人員傷亡，危害巨大，進(jìn)而導(dǎo)致無人機(jī)無法進(jìn)入站內(nèi)開展巡檢工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)及其方法能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)避免被磁場(chǎng)干擾，提高巡線效率，減少檢測(cè)人員工作量，并能夠?qū)崿F(xiàn)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至地面接收系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)，包括多旋翼式無人機(jī)，所述無人機(jī)包括無人機(jī)主體和與所述無人機(jī)主體連接在一起的無人機(jī)支架，所述無人機(jī)主體上安裝有飛控系統(tǒng);所述無人機(jī)支架上安裝有能夠活動(dòng)的云臺(tái)，所述云臺(tái)上安裝有能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)避障的場(chǎng)強(qiáng)儀;所述場(chǎng)強(qiáng)儀的數(shù)據(jù)通過與無人機(jī)的數(shù)據(jù)讀取接口配合，將數(shù)據(jù)傳輸至飛控系統(tǒng)中，所述飛控系統(tǒng)連接有圖片視頻處理系統(tǒng)，所述圖片視頻處理系統(tǒng)通過無線傳輸系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳遞至地面接收系統(tǒng);所述飛控系統(tǒng)通過地面遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)控制。
[0006]進(jìn)一步，所述飛控系統(tǒng)包括陀螺儀、GPS、磁力計(jì)、氣壓計(jì)、場(chǎng)強(qiáng)儀和聲光報(bào)警裝置。
[0007]進(jìn)一步，所述地面遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)包括PC端顯示器和地面控制器，所述地面控制器能夠?qū)⒌孛娼邮障到y(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞至所述PC端顯示器中。
[0008]進(jìn)一步，所述圖片視頻處理系統(tǒng)包括圖傳電臺(tái)；所述地面接收系統(tǒng)包括地面圖傳電臺(tái)。
[0009]進(jìn)一步，所述無線傳輸系統(tǒng)包括衛(wèi)星定位模塊，所述衛(wèi)星定位模塊通過無人機(jī)的控制電路和GPS將數(shù)據(jù)傳遞至所述地面接收系統(tǒng)。
[0010]—種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)的操作方法，該操作方法包括如下步驟:
[0011 ] I)場(chǎng)強(qiáng)儀將無人機(jī)在空中的電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分2路傳輸，第I路傳給無人機(jī)飛控系統(tǒng)，第2路通過無線傳輸設(shè)備電傳至地面接收系統(tǒng)，通過地面PC端顯示器顯示無人機(jī)實(shí)時(shí)場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)情況；
[0012]2)當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)接近無人機(jī)所能承受的飛控系統(tǒng)不被干擾的場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，發(fā)出預(yù)警，提醒飛控手和地面站監(jiān)視人員注意；
[0013]3)當(dāng)監(jiān)測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)臨界無人機(jī)所能承受的飛控不被干擾的場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，地面站發(fā)出告警信號(hào)，如果飛控手繼續(xù)操作無人機(jī)朝向帶電設(shè)備前進(jìn)，無人機(jī)將啟動(dòng)自動(dòng)駕駛奪回飛機(jī)控制權(quán)，無人機(jī)由飛控操作緊急剎車并遠(yuǎn)離帶電設(shè)備；
[0014]4)無人機(jī)遠(yuǎn)離帶電部位后，懸停于安全的區(qū)域，等待操作手接回?zé)o人機(jī)控制權(quán)；
[0015]5)飛控手接回?zé)o人機(jī)控制權(quán)，進(jìn)行正常巡檢。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:利用無人機(jī)搭載巡檢設(shè)備進(jìn)行巡線，有著傳統(tǒng)巡線方式無法比擬的優(yōu)勢(shì):(I)無人駕駛，不會(huì)造成人員傷亡，安全性高；(2)不受地理?xiàng)l件的限制，即使遇到地震，洪澇等自然災(zāi)害，依然能夠?qū)κ転?zāi)區(qū)域的電力線路進(jìn)行巡檢；(3)巡線效率高。
[0017]直接在無人機(jī)中裝入場(chǎng)強(qiáng)儀，場(chǎng)強(qiáng)通過圖片視頻處理系統(tǒng)傳到地面接收系統(tǒng)系統(tǒng)，當(dāng)監(jiān)測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)臨界無人機(jī)所能承受的飛控不被干擾的場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，地面站發(fā)出告警信號(hào)，如果飛控手繼續(xù)操作無人機(jī)朝向帶電設(shè)備前進(jìn)，無人機(jī)將啟動(dòng)自動(dòng)駕駛奪回飛機(jī)控制權(quán)，無人機(jī)由飛控操作緊急剎車并遠(yuǎn)離帶電設(shè)備。從而從根本上避免了設(shè)備碰撞帶電設(shè)備造成的人身、財(cái)產(chǎn)損失，從根本上保護(hù)了電力設(shè)施的安全，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0018]該巡檢系統(tǒng)與方法不但可以在輸電線路開展巡檢作業(yè)，同時(shí)還能在變電站開展巡檢作業(yè)，能夠顯著擴(kuò)大無人機(jī)工作的領(lǐng)域;降低無人機(jī)飛控被電場(chǎng)干擾而出現(xiàn)失控事故的概率;起到保護(hù)無人機(jī)自身和電力設(shè)施安全的作用;并能顯著提高輸變電設(shè)備巡檢效率。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明整體系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022]如圖1和圖2所示，一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)，包括多旋翼式無人機(jī)，所述無人機(jī)包括無人機(jī)主體和與所述無人機(jī)主體連接在一起的無人機(jī)支架，所述無人機(jī)主體上安裝有飛控系統(tǒng);所述無人機(jī)支架上安裝有能夠活動(dòng)的云臺(tái)，所述云臺(tái)上安裝有能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)避障的場(chǎng)強(qiáng)儀;所述場(chǎng)強(qiáng)儀的數(shù)據(jù)通過與無人機(jī)的數(shù)據(jù)讀取接口配合，將數(shù)據(jù)傳輸至飛控系統(tǒng)中，所述飛控系統(tǒng)連接有圖片視頻處理系統(tǒng)，所述圖片視頻處理系統(tǒng)通過無線傳輸系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳遞至地面接收系統(tǒng);所述飛控系統(tǒng)通過地面遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)控制。
[0023]所述飛控系統(tǒng)包括陀螺儀、GPS、磁力計(jì)、氣壓計(jì)、場(chǎng)強(qiáng)儀和聲光報(bào)警裝置。所述地面遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)包括PC端顯示器和地面控制器，所述地面控制器能夠?qū)⒌孛娼邮障到y(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞至所述PC端顯示器中。所述圖片視頻處理系統(tǒng)包括圖傳電臺(tái)；所述地面接收系統(tǒng)包括地面圖傳電臺(tái)。所述無線傳輸系統(tǒng)包括衛(wèi)星定位模塊，所述衛(wèi)星定位模塊通過無人機(jī)的控制電路和GPS將數(shù)據(jù)傳遞至所述地面接收系統(tǒng)。
[0024]—種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)的操作方法，該操作方法包括如下步驟:
[0025]I)場(chǎng)強(qiáng)儀將無人機(jī)在空中的電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分2路傳輸，第I路傳給無人機(jī)飛控系統(tǒng)，第2路通過無線傳輸設(shè)備電傳至地面接收系統(tǒng)，通過地面PC端顯示器顯示無人機(jī)實(shí)時(shí)場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)情況；
[0026]2)當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)接近無人機(jī)所能承受的飛控系統(tǒng)不被干擾的場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，發(fā)出預(yù)警，提醒飛控手和地面站監(jiān)視人員注意；
[0027]3)當(dāng)監(jiān)測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)臨界無人機(jī)所能承受的飛控不被干擾的場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，地面站發(fā)出告警信號(hào)，如果飛控手繼續(xù)操作無人機(jī)朝向帶電設(shè)備前進(jìn)，無人機(jī)將啟動(dòng)自動(dòng)駕駛奪回飛機(jī)控制權(quán)，無人機(jī)由飛控操作緊急剎車并遠(yuǎn)離帶電設(shè)備；
[0028]4)無人機(jī)遠(yuǎn)離帶電部位后，懸停于安全的區(qū)域，等待操作手接回?zé)o人機(jī)控制權(quán)；
[0029]5)飛控手接回?zé)o人機(jī)控制權(quán)，進(jìn)行正常巡檢。
[0030]實(shí)施例
[0031]A、以四旋翼無人機(jī)為主體，無人機(jī)支架為支撐，保證無人機(jī)I可平穩(wěn)落在地面上，起飛時(shí)確保無人機(jī)電量充沛；
[0032]B、初步分析待測(cè)巡線線路，保證無人機(jī)在可續(xù)航范圍內(nèi)，確保無人機(jī)與地面接收系統(tǒng)系統(tǒng)正常；
[0033]C、無人機(jī)自身帶有GPS定位系統(tǒng)和陀螺儀，通過無人機(jī)圖傳電臺(tái)發(fā)到地面圖傳電臺(tái)。開始巡檢前，工作人員將場(chǎng)強(qiáng)儀固定在無人機(jī)下部云臺(tái)上，確保場(chǎng)強(qiáng)儀的RS232視頻輸出接口無人機(jī)主體能夠進(jìn)行傳輸，確保一切正常后，啟動(dòng)無人機(jī)。
[0034]D、通過GPS定位到無人機(jī)達(dá)到待巡檢線路附近時(shí)，保持無人機(jī)與待巡檢線路有一定距離，地面遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)的控制飛機(jī)主體啟動(dòng)場(chǎng)強(qiáng)儀，并將所得的場(chǎng)強(qiáng)通過RS232傳輸至無人機(jī)主機(jī)，所述圖片視頻處理系統(tǒng)通過無線傳輸系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳遞至地面接收系統(tǒng)。當(dāng)出現(xiàn)告警值時(shí)，無人機(jī)飛控接管人工控制并遠(yuǎn)離高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域。
[0035]E、無人機(jī)達(dá)到巡檢終點(diǎn)后選擇返航，在返航過程中可以繼續(xù)對(duì)待巡線的另一側(cè)進(jìn)行巡檢。達(dá)到起始點(diǎn)后開始離開線路，返航到地面，無人機(jī)支架以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)著陸。
[0036]F、著陸后，工作人員對(duì)無人機(jī)及場(chǎng)強(qiáng)儀進(jìn)行檢查維護(hù)。
[0037]以上所舉實(shí)施例為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，僅用來方便說明本發(fā)明，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部更動(dòng)或修飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)，包括多旋翼式無人機(jī)，所述無人機(jī)包括無人機(jī)主體和與所述無人機(jī)主體連接在一起的無人機(jī)支架，其特征在于:所述無人機(jī)主體上安裝有飛控系統(tǒng);所述無人機(jī)支架上安裝有能夠活動(dòng)的云臺(tái)，所述云臺(tái)上安裝有能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)避障的場(chǎng)強(qiáng)儀;所述場(chǎng)強(qiáng)儀的數(shù)據(jù)通過與無人機(jī)的數(shù)據(jù)讀取接口配合，將數(shù)據(jù)傳輸至飛控系統(tǒng)中，所述飛控系統(tǒng)連接有圖片視頻處理系統(tǒng)，所述圖片視頻處理系統(tǒng)通過無線傳輸系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳遞至地面接收系統(tǒng);所述飛控系統(tǒng)通過地面遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)，其特征在于:所述飛控系統(tǒng)包括陀螺儀、GPS、磁力計(jì)、氣壓計(jì)、場(chǎng)強(qiáng)儀和聲光報(bào)警裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)，其特征在于:所述地面遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)包括PC端顯示器和地面控制器，所述地面控制器能夠?qū)⒌孛娼邮障到y(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞至所述PC端顯示器中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)，其特征在于:所述圖片視頻處理系統(tǒng)包括圖傳電臺(tái)；所述地面接收系統(tǒng)包括地面圖傳電臺(tái)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)，其特征在于:所述無線傳輸系統(tǒng)包括衛(wèi)星定位模塊，所述衛(wèi)星定位模塊通過無人機(jī)的控制電路和GPS將數(shù)據(jù)傳遞至所述地面接收系統(tǒng)。6.—種基于輸變電設(shè)備無人機(jī)載場(chǎng)強(qiáng)儀避障系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，該操作方法包括如下步驟: 1)場(chǎng)強(qiáng)儀將無人機(jī)在空中的電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分2路傳輸，第I路傳給無人機(jī)飛控系統(tǒng)，第2路通過無線傳輸設(shè)備電傳至地面接收系統(tǒng)，通過地面PC端顯示器顯示無人機(jī)實(shí)時(shí)場(chǎng)強(qiáng)監(jiān)測(cè)情況； 2)當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)接近無人機(jī)所能承受的飛控系統(tǒng)不被干擾的場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，發(fā)出預(yù)警，提醒飛控手和地面站監(jiān)視人員注意； 3)當(dāng)監(jiān)測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)臨界無人機(jī)所能承受的飛控不被干擾的場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，地面站發(fā)出告警信號(hào)，如果飛控手繼續(xù)操作無人機(jī)朝向帶電設(shè)備前進(jìn)，無人機(jī)將啟動(dòng)自動(dòng)駕駛奪回飛機(jī)控制權(quán)，無人機(jī)由飛控操作緊急剎車并遠(yuǎn)離帶電設(shè)備； 4)無人機(jī)遠(yuǎn)離帶電部位后，懸停于安全的區(qū)域，等待操作手接回?zé)o人機(jī)控制權(quán)； 5)飛控手接回?zé)o人機(jī)控制權(quán)，進(jìn)行正常巡檢。
【文檔編號(hào)】G05D1/10GK105955293SQ201610344011
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】吳軍, 杜勇
【申請(qǐng)人】湖北省超能超高壓電力科技開發(fā)有限公司