一種輸電線路覆冰圖像采集裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種輸電線路覆冰圖像采集裝置，包括：固定組件和圖像采集相機，其中，所述固定組件包括用于放置所述圖像采集相機的固定箱和支架，所述支架包括底座平臺及對稱設置在所述底座平臺兩端、且與底座平臺相垂直的支撐座，所述底座平臺上設置有用于與無人機進行對接的螺孔，所述支撐座與固定箱固定連接；所述圖像采集相機包括常用相機組和備用相機組。所述裝置在全天候可見度低的環(huán)境下實現(xiàn)對輸電線路的覆冰情況進行勘探，同時通過優(yōu)選的設備有效的降低了無人機覆冰勘探負荷重量，有效的提高了無人機續(xù)航能力。
【專利說明】
一種輸電線路覆冰圖像采集裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電力輸配電技術領域，特別是涉及一種輸電線路覆冰圖像采集裝置。
【背景技術】
[0002]我國作為世界上輸電線路覆冰重災國之一，輸電線路冰災事故頻繁發(fā)生，輸電線路冰災事故的發(fā)生不僅是對電網(wǎng)企業(yè)巨大的損失，更是對我國電力能源安全的巨大隱患。所以當發(fā)生輸電線路覆冰時，應及時查明線路災情是抗災減損的一個重要措施。
[0003]我國南方電網(wǎng)所處區(qū)域地理環(huán)境惡劣、自然氣候條件復雜。當發(fā)生自然災害時，公路交通易出現(xiàn)不同程度的阻斷，在客觀上給電網(wǎng)災情勘察預警增加了難度。因此，在自然災害多發(fā)期，尤其是極端天氣里，以人工為主高效開展巡檢工作，存在相當大的難度。
[0004]無人機作為有人直升機和人工災情勘查手段的有效補充，在應對輸電線路災情勘測時，得到越來越廣泛的應用。無人機對電網(wǎng)災情的勘探時，利用其搭載的輸電線路圖像采集設備對輸電線路的覆冰情況進行圖像采集。
[0005]但現(xiàn)有圖像采集設備對輸電線路的覆冰圖像采集精度不高，以致對后續(xù)災情判斷及抗災工作的展開造成一定的影響，而當無人機攜帶精度較高的勘探負荷時，無人機對起降場地要求較高，且航程有限，無法滿足實際需要。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明實施例中提供了一種輸電線路覆冰圖像采集裝置，以適應對起飛場地要求不高的無人機，且能夠采集精度較高的輸電線路覆冰圖像。
[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明實施例公開了如下技術方案:
[0008]本發(fā)明實施例提供了一種輸電線路覆冰圖像采集裝置，包括:固定組件和圖像采集相機，其中，所述固定組件包括用于放置所述圖像采集相機的固定箱和支架，所述支架包括底座平臺及對稱設置在所述底座平臺兩端、且與底座平臺相垂直的支撐座，所述底座平臺上設置有用于與無人機進行對接的螺孔，所述支撐座與固定箱固定連接;所述圖像采集相機包括常用相機組和備用相機組。
[0009]優(yōu)選地，所述固定組件還包括連接件，所述連接件用于連接所述支撐座及固定箱，所述固定箱與所述底座平臺間的夾角為銳角。
[0010]優(yōu)選地，所述支撐座與底座平臺固定連接。
[0011]優(yōu)選地，所述固定箱與所述底座平臺間的夾角為45°。
[0012]優(yōu)選地，所述常用相機組和備用相機組均包括可見光相機、短波紅外相機和長波紅外相機。
[0013]優(yōu)選地，所述常用相機組中的可見光相機、短波紅外相機和長波紅外相機并列設置在所述固定箱內，所述備用相機組中的可見光相機、短波紅外相機和長波紅外相機并列固定設置在所述固定箱的底部。
[0014]優(yōu)選地，所述底座平臺與常用相機組間的垂直距離小于所述無人機的起落架的高度。
[0015]本發(fā)明的有益效果包括:本發(fā)明是一種應用于無人機對輸電線路覆冰圖像采集的裝置，此裝置分為固定組件與圖像采集相機，固定組件主要作用是將圖像采集相機進行固定，以此實現(xiàn)整個裝置的拆卸與安裝，同時為了圖像采集相機的工作穩(wěn)定性，圖像采集相機組由六臺相機組成，分為常用相機組與備用相機組，這樣可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，常用相機組和備用相機組均由可見光相機與短波紅外相機、長波紅外相機組合而成，通過不同波段相機的組合，可使相機全天候可見度低的環(huán)境下實現(xiàn)對輸電線路的覆冰情況進行勘探。同時通過優(yōu)選的設備有效的降低了無人機覆冰勘探負荷重量，有效的提高了無人機續(xù)航能力。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種輸電線路覆冰圖像采集裝置的主視圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種輸電線路覆冰圖像采集裝置的左視圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種輸電線路覆冰圖像采集裝置的俯視圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實施例提供的一種輸電線路覆冰圖像采集裝置的立體圖；
[0021]圖5為本發(fā)明實施例提供的一種輸電線路覆冰圖像采集裝置工作示意圖；
[0022]圖1-圖5中，符號表不:
[0023]1-底座平臺，2-螺孔，3-支撐座，4-連接件，5-固定箱，6-常用相機組，7-備用相機組，8-無人機，61-短波紅外相機，62-可見光相機，63-長波紅外相機。
【具體實施方式】
[0024]為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0025]無人駕駛飛機簡稱“無人機”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。機上無駕駛艙，但安裝有自動駕駛儀、程序控制裝置等設備。
[0026]對于民用領域的無人機主要承擔著地貌拍攝，線路巡檢，環(huán)境測繪等功能。特別是線路巡檢使用的搭載拍照設備的無人飛機，現(xiàn)階段發(fā)展迅速，應用廣泛，特別是對于電力線路穿越森林邊緣地區(qū)、高海拔、冰雪覆蓋區(qū)、地質災害區(qū)和自然天氣災害區(qū)的電力線路巡檢工作，無人機巡視的作用顯得尤為重要，無人機檢測主要是利用其搭載的圖像采集裝置，將線路情況進行圖像采集，工作人員根據(jù)采集到的圖像信息進行分析計算，判斷線路覆冰情況，為后續(xù)災情判斷及救災工作提供依據(jù)，因此采集到的圖片的質量顯得尤為重要。
[0027]在地勢復雜的供電區(qū)域，有些覆冰區(qū)域不適合無人機起降，且當覆冰區(qū)域較小時，利用大型的無人機從較遠地方起降到達目標區(qū)域時容易造成資源浪費。因此要利用無人機對輸電線路的覆冰情況進行勘探時，采集精度較高的輸電線路覆冰圖像采集裝置，且此裝置應適應對起飛場地要求不高的無人機。
[0028]為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0029]參見圖1-圖4，所述輸電線路覆冰圖像采集裝置包括:固定組件和圖像采集相機，其中，所述固定組件包括用于放置所述圖像采集相機的固定箱5和支架，所述支架包括底座平臺I及對稱設置在所述底座平臺I兩端、且與底座平臺I相垂直的支撐座3，所述底座平臺I上設置有用于與無人機8進行對接的螺孔2，所述支撐座3與固定箱5固定連接。
[0030]所述固定組件還包括連接件4，所述連接件4用于連接所述支撐座3及固定箱5，所述固定箱5與所述底座平臺I間的夾角為銳角。本發(fā)明實施例中所述固定箱5與底座平臺I間的夾角設定為45°。
[0031]本發(fā)明實施例中的所述支撐座3與底座平臺I固定連接，由此將圖像采集相機與所述無人機8連接到一起，為了增加支架的強度和耐用性，可以將支撐座3與底座平臺I制成一體式，如此設置，減小了裝置間的連接，使整個裝置更加簡單、實用，也可以減輕裝置的重量，減小覆冰檢測過程中無人機8的負荷，同時所述固定組件可將整個圖像采集相機與無人機8進行整裝與整拆，方便整個裝置的更換與攜帶。
[0032]如圖2所示，本發(fā)明實施例中的所述圖像采集相機包括常用相機組6和備用相機組7，正常運行情況下，由常用相機組6負責采集線路信息，當常用相機組6出現(xiàn)故障時，可及時啟動備用相機組7，避免了因相機出現(xiàn)問題，無法及時采集圖片及獲取線路覆冰信息，浪費不必要的時間和精力。所述常用相機組6設置在所述固定箱5內，而所述備用相機組7可以通過螺釘或其他方式固定到所述固定箱5上，而不是將所有相機設置在所述固定箱5內，所述固定箱5的體積和質量均有所減小，實現(xiàn)整個裝置更加輕便，增加無人機8的續(xù)航能力。
[0033]輸電線路圖像采集精度不足的原因主要包括以下兩種情況，一是當輸電線路發(fā)生覆冰時，氣象情況一般都比較復雜常伴有雨雪及大霧，惡劣的天氣情況對輸電線路圖像的采集精度造成巨大影響。而當極端惡劣天氣情況會發(fā)生在夜間時，夜間可視度較低，這是對圖像精度采集精度影響的另外一個重要因素。
[0034]因此，如圖1所示，所述常用相機組6和備用相機組7均包括可見光相機62、短波紅外相機61和長波紅外相機63。所述常用相機組6中的可見光相機62、短波紅外相機61和長波紅外相機63并列設置在所述固定箱5內，所述備用相機組7中的可見光相機62、短波紅外相機61和長波紅外相機63并列固定設置在所述固定箱5的底部。將常用相機組6固定設置在所述固定箱5內，保證了在采集圖像過程中相機的穩(wěn)定性，防止因固定不牢靠引起相機抖動，從而影響采集到的圖片的清晰度，以致最終影響對于災情的判斷。
[0035]本發(fā)明實施中的所述可見光相機62，相比于所述短波紅外相機61與長波紅外相機63，所述可見光相機62的工作時間與動作頻率是最高的，所述可見光相機62—般工作在白天氣象條件較好地情況下。通過相機變焦，可實現(xiàn)對線路覆冰狀況的整體把握和對局部線路覆冰狀況進行進一步的細節(jié)分析。本發(fā)明實施例中的所述可見光相機62的參數(shù)如下:探測器分辨率為1280 X 1024，像元大小為14μπι，觀測范圍為75m，重量為0.6kg。
[0036]所述短波紅外相機61主要工作在大霧、大雪天以及夜晚(應急)能見度低時，以彌補可見相機所拍圖像模糊的不足，所述短波紅外相機61還用來查找線路故障。
[0037]被稱為夜間天空輻亮度的大氣現(xiàn)象所發(fā)出的光照度比星光強5至7倍，這種光照幾乎都處在短波紅外波長區(qū)。所以，有了短波紅外相機61，再加上這種常常被稱為夜氣輝的夜間光照度，便能夠在無月光的夜間很清楚地“看到”目標，并通過網(wǎng)絡共享這種圖像，因為其他成像器件沒法做到這一點。
[0038]短波紅外成像有一個其他技術無可比擬的主要優(yōu)點，即它能夠透過玻璃進行成像。對于短波紅外相機61來說，特制的價格昂貴的透鏡或者適應惡劣環(huán)境的外殼幾乎是不必要的。這種能力還允許短波紅外相機61安裝在一個保護窗口內，當將相機系統(tǒng)固定在一種潛在平臺上時，可以提供很大的靈活性。
[0039]本發(fā)明實施例中的短波紅外相機61參數(shù)如下:探測器分辨率為320X 256，像元大小為20μηι，觀測范圍為75m，重量為1.5kg。
[0040]長波紅外相機63主要是對冰的厚度進行測量，尤其是長波紅外相機63可在夜間進行觀測，利用冰反射率的不同，觀測覆冰的厚度。在夜晚，可見光相機62已經(jīng)不能正常工作，而長波紅外相機63則可以被動接受目標自身的紅外輻射，無論白天黑夜均可以正常工作，同樣在雨雪、霧等惡劣的氣候條件下，由于可見光的波長短，克服障礙的能力差，觀測效果不理想，但長波紅外相機63的波長較長，穿透雨雪、霧的能力較高，可以正常觀測目標。
[0041 ]本發(fā)明實施例中的長波紅外相機63的參數(shù)如下:探測器分辨路為320 X 256，像元大小為30μπι，觀測范圍為75m，重量為1.5kg。
[0042]為了保證相機在使用中的安全，所述底座平臺I與常用相機組6中的相機間的垂直距離小于所述無人機8起落架的高度。當然，為了減輕整個裝置的重量，在保證所述底座平臺I的強度的基礎上，所述底座平臺I的中間可適當去除，例如沿底座平臺I的中心，中間設置為圓形鏤空部分。
[0043]如圖5所示，由于本發(fā)明實施例中所述固定箱5與底座平臺I間的夾角設定為45°，因此所述裝置在工作時，圖像采集相機與輸電線路水平即可呈45°拍攝，這種設計在短距離巡線時，可以不用使用航空吊艙進行旋轉與防震，減輕了負荷重量的同時也可達到最佳拍攝效果。
[0044]由上述實施例可見，本發(fā)明實施例所提供的輸電線路覆冰圖像采集裝置，采用了常用相機組6和備用相機組7，并且均包括可見光相機62、短波紅外相機61和長波紅外相機63，能夠在天氣惡劣的情況下，全天24小時采集到質量較高的圖片，獲取有效的圖像信息，及時掌握線路的覆冰情況，采取有效措施，避免災害的發(fā)生及惡化;整個裝置尺寸和質量與無人機8相匹配，能夠利用無人機8作為載體，本發(fā)明實施例中的無人機8對電網(wǎng)線路進行偵查勘探，無需較高條件的起飛場地，適應環(huán)境復雜的地域，更適用于較小區(qū)域的探測，節(jié)約時間和精力。
[0045]需要說明的是，在本文中，諸如“第一”和“第二”等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0046]以上所述僅是本發(fā)明的【具體實施方式】，使本領域技術人員能夠理解或實現(xiàn)本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種輸電線路覆冰圖像采集裝置，其特征在于，包括:固定組件和圖像采集相機，其中，所述固定組件包括用于放置所述圖像采集相機的固定箱(5)和支架，所述支架包括底座平臺(I)及對稱設置在所述底座平臺(I)兩端、且與底座平臺(I)相垂直的支撐座(3)，所述底座平臺(I)上設置有用于與無人機(8)進行對接的螺孔(2)，所述支撐座(3)與固定箱(5)固定連接;所述圖像采集相機包括常用相機組(6)和備用相機組(7)。2.根據(jù)權利要求1所述的輸電線路覆冰圖像采集裝置，其特征在于，所述固定組件還包括連接件(4)，所述連接件(4)用于連接所述支撐座(3)及固定箱(5)，所述固定箱(5)與底座平臺(I)間的夾角為銳角。3.根據(jù)權利要求1所述的輸電線路覆冰圖像采集裝置，其特征在于，所述支撐座(3)與底座平臺(I)固定連接。4.根據(jù)權利要求2所述的輸電線路覆冰圖像采集裝置，其特征在于，所述固定箱(5)與所述底座平臺(I)間的夾角為45°。5.根據(jù)權利要求1所述的輸電線路覆冰圖像采集裝置，其特征在于，所述常用相機組(6)和備用相機組(7)均包括可見光相機(62)、短波紅外相機(61)和長波紅外相機(63)。6.根據(jù)權利要求5所述的輸電線路覆冰圖像采集裝置，其特征在于，所述常用相機組(6)中的可見光相機(62)、短波紅外相機(61)和長波紅外相機(63)并列設置在所述固定箱(5)內，所述備用相機組(7)中的可見光相機(62)、短波紅外相機(61)和長波紅外相機(63)并列固定設置在所述固定箱(5)的底部。7.根據(jù)權利要求1所述的輸電線路覆冰圖像采集裝置，其特征在于，所述底座平臺(I)與常用相機組(6)間的垂直距離小于所述無人機(8)的起落架的高度。
【文檔編號】B64D47/08GK106043724SQ201610680905
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月17日
【發(fā)明人】于虹
【申請人】云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院