本發(fā)明涉及無人機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機(jī)高速巡線紅外光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電力電網(wǎng)的急速發(fā)展，輸電線路遍布世界各地。一部分長距離輸電線路，如特(超)高壓線路也增長迅速，而且很多高壓線路分布在崇山峻嶺之中，傳統(tǒng)的巡檢方式，人工翻山越嶺巡線勞動量大、危險性高，已經(jīng)不適應(yīng)這些線路的巡檢。隨著國內(nèi)外無人機(jī)的快速發(fā)展，利用無人機(jī)搭載光電吊艙進(jìn)行電力巡線的應(yīng)用越來越廣，光電吊艙主要是配備非制冷紅外熱成像儀，通過對線路進(jìn)行成像以及紅外測溫，實(shí)現(xiàn)線路的故障檢測和故障定位。無人機(jī)巡檢時，由于非制冷紅外熱成像儀紅外光線傳感的寬度有限，制約了非制冷紅外熱成像儀傳感紅外光線的視野范圍，進(jìn)而影響無人機(jī)巡檢工作的效率，非制冷紅外熱成像儀無法調(diào)節(jié)發(fā)出紅外光線的視野范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種無人機(jī)高速巡線紅外光學(xué)系統(tǒng)，一種無人機(jī)巡線紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括：設(shè)置在無人機(jī)光電吊艙上的紅外熱成像儀，紅外熱成像儀的紅外光路上設(shè)有透鏡切換裝置；

透鏡切換裝置包括：旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)角度傳感器，多個與旋轉(zhuǎn)軸連接，并且主光軸設(shè)置在同一條直線的透鏡組件，與旋轉(zhuǎn)軸端部連接的減速機(jī)，與減速機(jī)連接，用于通過驅(qū)動減速機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)，無線通信模塊，脈沖寬度調(diào)制模塊以及單片機(jī)；

脈沖寬度調(diào)制模塊分別與單片機(jī)和伺服電機(jī)連接，脈沖寬度調(diào)制模塊用于使單片機(jī)通過脈沖寬度調(diào)制模塊控制伺服電機(jī)運(yùn)行；

旋轉(zhuǎn)角度傳感器，無線通信模塊分別與單片機(jī)連接；旋轉(zhuǎn)角度傳感器用于獲取旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度，并將獲取旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度傳輸給單片機(jī)；

無線通信模塊用于接收遠(yuǎn)程控制指令，并將接收的遠(yuǎn)程控制指令發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)執(zhí)行該遠(yuǎn)程控制指令；

透鏡組件包括：透鏡框體，鑲嵌在透鏡框體上的透鏡以及連桿；

連桿一端與透鏡框體連接，另一端與旋轉(zhuǎn)軸連接；

單片機(jī)包括：透鏡初始線設(shè)置模塊，透鏡工作線設(shè)置模塊；

透鏡初線位設(shè)置模塊用于設(shè)置透鏡組件的初始線位置，所述初始線位置使透鏡組件的主光軸在同一條直線設(shè)置；

透鏡工作線設(shè)置模塊用于設(shè)置透鏡組件主光軸的工作線位置，所述工作線位置與紅外熱成像儀紅外線光路中心線位置相重合；

單片機(jī)用于通過控制伺服電機(jī)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度傳感器感應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度，將透鏡組件從透鏡初始線設(shè)置模塊設(shè)置的初始線位置，旋轉(zhuǎn)至透鏡工作線設(shè)置模塊設(shè)置的工作線位置，使透鏡組件的主光軸與紅外熱成像儀紅外線光路中心線相重合擴(kuò)大紅外熱成像儀紅外光路的視場。

優(yōu)選地，透鏡組件與透鏡組件之間平行設(shè)置。

優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)軸，紅外熱成像儀紅外線光路中心線，各個透鏡組件的主光軸在空間上相互平行。

優(yōu)選地，無線通信模塊采用gsm方式通信，或采用射頻方式通信，或采用藍(lán)牙方式通信；

單片機(jī)采用at89c51單片機(jī)，或winbon77單片機(jī)。

優(yōu)選地，遠(yuǎn)程控制指令包括：伺服電機(jī)啟動控制指令，伺服電機(jī)停止控制指令，透鏡組件復(fù)位控制指令。

優(yōu)選地，包括；五個透鏡組件；

第一透鏡組件靠近紅外熱成像儀設(shè)置，第一透鏡組件的透鏡為向紅外熱成像儀方向凸起的月牙形透鏡；

第二透鏡組件靠近第一透鏡組件設(shè)置，第二透鏡組件的透鏡為背向紅外熱成像儀方向凸起的月牙形透鏡；

第三透鏡組件靠近第二透鏡組件設(shè)置，第三透鏡組件的透鏡為向紅外熱成像儀方向凸起的月牙形透鏡；

第四透鏡組件靠近第三透鏡組件設(shè)置，第四透鏡組件的透鏡為背向紅外熱成像儀方向凸起的月牙形透鏡；

第五透鏡組件靠近第四透鏡組件設(shè)置，第五透鏡組件的透鏡為背向紅外熱成像儀方向凸起的月牙形透鏡。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

通過控制伺服電機(jī)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度傳感器感應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度，將透鏡組件從透鏡初始線設(shè)置模塊設(shè)置的初始線位置，旋轉(zhuǎn)至透鏡工作線設(shè)置模塊設(shè)置的工作線位置，使透鏡組件的主光軸與紅外熱成像儀紅外線光路中心線相重合擴(kuò)大紅外熱成像儀紅外光路的視場，提高了無人機(jī)巡檢工作的效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，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。

圖1為無人機(jī)巡線紅外光學(xué)系統(tǒng)整體示意圖；

圖2為無人機(jī)巡線紅外光學(xué)系統(tǒng)單片機(jī)控制示意圖。

具體實(shí)施方式

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將運(yùn)用具體的實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明保護(hù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒緦＠械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本專利保護(hù)的范圍。

本實(shí)施例提供一種無人機(jī)巡線紅外光學(xué)系統(tǒng)，如圖1所示，包括：設(shè)置在無人機(jī)光電吊艙上的紅外熱成像儀1，紅外熱成像儀1的紅外光路上設(shè)有透鏡切換裝置；

透鏡切換裝置包括：旋轉(zhuǎn)軸2，旋轉(zhuǎn)角度傳感器5，多個與旋轉(zhuǎn)軸2連接，并且主光軸設(shè)置在同一條直線的透鏡組件6，與旋轉(zhuǎn)軸2端部連接的減速機(jī)3，與減速機(jī)3連接，用于通過驅(qū)動減速機(jī)3帶動旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)4，無線通信模塊13，脈沖寬度調(diào)制模塊14以及單片機(jī)11；

脈沖寬度調(diào)制模塊14分別與單片機(jī)11和伺服電機(jī)4連接，脈沖寬度調(diào)制模塊14用于使單片機(jī)1通過脈沖寬度調(diào)制模塊14控制伺服電機(jī)4運(yùn)行；

旋轉(zhuǎn)角度傳感器5，無線通信模塊13分別與單片機(jī)11連接；旋轉(zhuǎn)角度傳感器5用于獲取旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)角度，并將獲取旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)角度傳輸給單片機(jī)11；

無線通信模塊13用于接收遠(yuǎn)程控制指令，并將接收的遠(yuǎn)程控制指令發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)11執(zhí)行該遠(yuǎn)程控制指令；

透鏡組件6包括：透鏡框體61，鑲嵌在透鏡框體上的透鏡62以及連桿7；連桿7一端與透鏡框體61連接，另一端與旋轉(zhuǎn)軸2連接；

單片機(jī)11包括：透鏡初始線設(shè)置模塊，透鏡工作線設(shè)置模塊；透鏡初線位設(shè)置模塊用于設(shè)置透鏡組件的初始線位置8，所述初始線位置使透鏡組件的主光軸在同一條直線設(shè)置；透鏡工作線設(shè)置模塊用于設(shè)置透鏡組件主光軸的工作線位置9，所述工作線位置與紅外熱成像儀紅外線光路中心線位置相重合；

單片機(jī)用于通過控制伺服電機(jī)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度傳感器感應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度，將透鏡組件從透鏡初始線設(shè)置模塊設(shè)置的初始線位置，旋轉(zhuǎn)至透鏡工作線設(shè)置模塊設(shè)置的工作線位置，使透鏡組件的主光軸與紅外熱成像儀紅外線光路中心線相重合擴(kuò)大紅外熱成像儀紅外光路的視場。

初始線位置8和工作線位置9是給單片機(jī)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，是單片機(jī)根據(jù)初始線位置8和工作線位置9的相對位置控制旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

單片機(jī)可以根據(jù)無線通信模塊13接收的遠(yuǎn)程控制指令，控制伺服電機(jī)運(yùn)行。具體的遠(yuǎn)程控制指令包括：伺服電機(jī)啟動控制指令，伺服電機(jī)停止控制指令，透鏡組件復(fù)位控制指令。當(dāng)用戶需要將透鏡組件6增加至紅外熱成像儀1的紅外光路上時，通過無線通信模塊13發(fā)送遠(yuǎn)程控制指令，使單片機(jī)控制伺服電機(jī)運(yùn)行，將透鏡組件從透鏡初始線設(shè)置模塊設(shè)置的初始線位置，旋轉(zhuǎn)至透鏡工作線設(shè)置模塊設(shè)置的工作線位置。這里透鏡組件最初設(shè)置在透鏡初始線設(shè)置模塊設(shè)置的初始線位置，該初始線位置是預(yù)先設(shè)置完成的。而透鏡工作線設(shè)置模塊設(shè)置的工作線位置也是預(yù)先設(shè)置完成的。單片機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的位置信息執(zhí)行控制指令。旋轉(zhuǎn)角度傳感器5感應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度，進(jìn)一步使單片機(jī)能夠達(dá)到精確的控制透鏡組件從透鏡初始線設(shè)置模塊設(shè)置的初始線位置，旋轉(zhuǎn)至透鏡工作線設(shè)置模塊設(shè)置的工作線位置，使透鏡組件的主光軸與紅外熱成像儀紅外線光路中心線相重合擴(kuò)大紅外熱成像儀紅外光路的視場。

透鏡組件與透鏡組件之間平行設(shè)置。旋轉(zhuǎn)軸，紅外熱成像儀紅外線光路中心線，各個透鏡組件的主光軸在空間上相互平行。無線通信模塊采用gsm方式通信，或采用射頻方式通信，或采用藍(lán)牙方式通信；單片機(jī)采用at89c51單片機(jī)，或winbon77單片機(jī)。

本實(shí)施例中，包括；五個透鏡組件；

第一透鏡組件靠近紅外熱成像儀設(shè)置，第一透鏡組件的透鏡為向紅外熱成像儀方向凸起的月牙形透鏡；第二透鏡組件靠近第一透鏡組件設(shè)置，第二透鏡組件的透鏡為背向紅外熱成像儀方向凸起的月牙形透鏡；第三透鏡組件靠近第二透鏡組件設(shè)置，第三透鏡組件的透鏡為向紅外熱成像儀方向凸起的月牙形透鏡；第四透鏡組件靠近第三透鏡組件設(shè)置，第四透鏡組件的透鏡為背向紅外熱成像儀方向凸起的月牙形透鏡；第五透鏡組件靠近第四透鏡組件設(shè)置，第五透鏡組件的透鏡為背向紅外熱成像儀方向凸起的月牙形透鏡。

本發(fā)明還實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)巡線時，被巡檢的線路在屏幕中清晰成像，并且在顯示器中顯示的范圍合適。當(dāng)需要透鏡組件時，使透鏡組件進(jìn)入紅外熱成像儀的紅外光學(xué)系統(tǒng)光路中，把紅外光學(xué)系統(tǒng)的視場擴(kuò)大。

本發(fā)明不需要人工手動操作吊艙，通過吊艙的方位、俯仰轉(zhuǎn)動去搜索目標(biāo)，只需要在需要時將透鏡切入光路，把紅外光學(xué)系統(tǒng)的視場擴(kuò)大，無人機(jī)繼續(xù)巡線工作。該方式方便巡線，大大縮短了漏檢線路的長度。

透鏡切換裝置中的透鏡設(shè)置方式可以采用本領(lǐng)域中常用的透鏡組合，其透鏡組合的目的是為了使透鏡組件進(jìn)入紅外熱成像儀的紅外光學(xué)系統(tǒng)光路中，把紅外光學(xué)系統(tǒng)的視場擴(kuò)大。優(yōu)選地可以根據(jù)申請?zhí)?01120278048.0中所公開的透鏡組合，形成擴(kuò)大紅外熱成像儀紅外光路視場的透鏡組合。具體透鏡組合設(shè)置方式這里不做限定。

本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參考即可。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)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(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。