本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種配網(wǎng)巡檢無人機(jī)及其巡檢方法。

背景技術(shù)：

目前，我國無人機(jī)市場已發(fā)展了將近30余年，從最初的軍用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展到消費領(lǐng)域。目前國內(nèi)消費無人機(jī)市場火熱，普通民眾對無人機(jī)的認(rèn)可程度和需求度逐漸攀升，過去兩年來，無人機(jī)企業(yè)、融資次數(shù)、飛機(jī)數(shù)量和產(chǎn)品用途都有了明顯的增多，甚至出現(xiàn)了指數(shù)型增長，監(jiān)管制度方面也有了進(jìn)一步地完善。未來五年民用無人機(jī)行業(yè)將持續(xù)保持較快的發(fā)展態(tài)勢，2020年中國民用無人機(jī)產(chǎn)品銷售市場規(guī)模將達(dá)到265億元(數(shù)據(jù)來源：宇辰網(wǎng))。

除了軍用目的，無人機(jī)的民用市場非常廣闊，其中包括警用、城市管理、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、氣象、電力、搶險救災(zāi)、視頻拍攝等廣泛領(lǐng)域。

例如在電力巡檢領(lǐng)域，裝配有高清數(shù)碼攝像機(jī)和照相機(jī)以及GPS定位系統(tǒng)的無人機(jī)，可沿電網(wǎng)進(jìn)行定位自主巡航，實時傳送拍攝影像，監(jiān)控人員可在電腦上同步收看與操控。而采用傳統(tǒng)的人工電力巡線方式，條件艱苦，效率低下，一線的電力巡查工偶爾會遭遇“被狗攆”“被蛇咬”的危險。

無人機(jī)實現(xiàn)了電子化、信息化、智能化巡檢，提高了電力線路巡檢的工作效率、應(yīng)急搶險水平和供電可靠率。而在山洪暴發(fā)、地震災(zāi)害等緊急情況下，無人機(jī)可對線路的潛在危險，諸如塔基陷落等問題進(jìn)行勘測與緊急排查，絲毫不受路面狀況影響，既免去攀爬桿塔之苦，又能勘測到人眼的視覺死角，對于迅速恢復(fù)供電很有幫助。

然而對于電力應(yīng)用中的配網(wǎng)桿塔巡檢應(yīng)用，又有如下顯著特點：

1)配網(wǎng)巡檢經(jīng)常會在人口密集區(qū)作業(yè)，情況復(fù)雜。因此要求飛行器有很高的可靠性，并且飛行器不能太大，避免墜機(jī)造成巨大的損失；

2)一般都有公路通達(dá)巡檢點附近，因此大都要求目視飛行，對于測控距離要求較低，一般2km距離足夠，單次作業(yè)時間也不會太長，一般≤30分鐘；

3)巡檢方式需要多樣性，以便于更清楚地對配網(wǎng)桿塔進(jìn)行檢查。

然而針對配網(wǎng)巡檢無人機(jī)，目前，我國還沒有專門的公司進(jìn)行研發(fā)，由此該技術(shù)還有待于進(jìn)一步開放。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種配網(wǎng)巡檢無人機(jī)及其巡檢方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺乏專門的配網(wǎng)巡檢無人機(jī)的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種配網(wǎng)巡檢無人機(jī)，包括無人機(jī)機(jī)體，無人機(jī)機(jī)體上設(shè)置有控制器，分別與控制器連接的GPS模塊、無線通信模塊、高速圖像模塊、光學(xué)傳感模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、巡檢平臺集控系統(tǒng)以及電源模塊；

所述GPS模塊用于獲取并向控制器發(fā)送地理位置信息；

所述無線通信模塊與后臺管理終端或者手持操作終端無線連接；

所述高速圖像模塊用于為巡檢平臺獲取高清圖像；

所述光學(xué)傳感模塊用于巡檢平臺獲取線路/設(shè)備運行的光學(xué)信息提供支撐；

所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對圖像信息、光學(xué)信息及巡檢平臺的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

所述巡檢平臺集控系統(tǒng)用于實現(xiàn)無人機(jī)的全自動起飛/降落、航線飛行以及繞點飛行等飛行任務(wù)；

所述電源模塊分別控制器、GPS模塊、無線通信模塊、高速圖像模塊、光學(xué)傳感模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及巡檢平臺集控系統(tǒng)連接并供電。

進(jìn)一步地，所述巡檢平臺集控系統(tǒng)包括機(jī)體子系統(tǒng)、航電飛控子系統(tǒng)、測控子系統(tǒng)、任務(wù)子系統(tǒng)及支持子系統(tǒng)五個部分；

所述機(jī)體子系統(tǒng)用于為航電飛控、任務(wù)載荷提供裝載平臺；其包括無人機(jī)主殼體、懸臂及云臺等無人機(jī)結(jié)構(gòu)部件；

所述航電飛控子系統(tǒng)用于使無人機(jī)系統(tǒng)按照任務(wù)計劃實施飛行，配合任務(wù)系統(tǒng)完成任務(wù)；

所述測控子系統(tǒng)用于無人機(jī)與地面指揮中心通訊聯(lián)絡(luò)的作用，將地面指揮中心的指令翻譯后傳輸給航電飛控子系統(tǒng)；

所述任務(wù)子系統(tǒng)用于保障無人機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)特定任務(wù)功能；

所述支持子系統(tǒng)包含運輸裝置、助飛助降裝置、維護(hù)維修裝置等，為無人機(jī)系統(tǒng)順利運行提供保障。

進(jìn)一步地，所述高速圖像模塊包括可見光相機(jī)、紅外相機(jī)和紫外相機(jī)。

所述紅外相機(jī)的有效像素數(shù)不低于30萬；具備自動對焦功能；影像為偽彩顯示，具備熱圖數(shù)據(jù)，可實時顯示影像中溫度最高點位置及溫度值。

可見光相機(jī)有效像素數(shù)不低于1000萬；具備變焦功能，變焦范圍為35mm～80mm(等效焦距)，且連續(xù)可調(diào)；具備自動對焦功能。

進(jìn)一步地，所述配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括與所述控制器連接的巡檢作業(yè)計劃管理模塊，所述巡檢作業(yè)計劃管理模塊用于為無人機(jī)巡檢提供巡檢路徑規(guī)劃，巡檢時間周期，巡檢后檢查功能。

進(jìn)一步地，所述配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括與控制器連接的巡檢數(shù)據(jù)匯總分析模塊，巡檢數(shù)據(jù)匯總分析模塊用于根據(jù)多個參數(shù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計。

進(jìn)一步地，所述配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括傳感器及接口，傳感器及接口為巡檢平臺任務(wù)設(shè)備、通信模塊上及可擴(kuò)展功能的標(biāo)準(zhǔn)接口。

進(jìn)一步地，所述配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括超聲、特高頻傳感器等多種巡檢設(shè)備。

進(jìn)一步地，所述配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括用于識別巡檢人員身份信息的指紋識別模塊；指紋識別模塊通過開關(guān)模塊與所述控制器連接；巡檢人員可以通過指紋識別方式快速開啟無人機(jī)。

進(jìn)一步地，所述指紋識別模塊包括壓式指紋采集裝置，其包括按壓屏以及按壓屏對應(yīng)的指紋識別電路。

進(jìn)一步地，所述無線通信模塊通過3G或者4G通信網(wǎng)絡(luò)與后臺管理終端或者手持操作終端無線連接。

進(jìn)一步地，所述電源模塊為鋰電池。

進(jìn)一步地，所述配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括與控制器連接的用于存儲巡檢信息的存儲器。

一種采用上述配網(wǎng)巡檢無人機(jī)對配網(wǎng)桿塔進(jìn)行巡檢的方法，其無人機(jī)的巡檢高度不高于20m時，數(shù)據(jù)和圖像傳輸距離均不小1km。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明提供的配網(wǎng)巡檢無人機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，巡檢方式多樣，搭載著可見光、紅外、紫外、超聲、特高頻傳感器等多種巡檢設(shè)備，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，攜帶方便，作業(yè)展開迅速，適合于在人口密集以及情況復(fù)雜的地區(qū)執(zhí)行巡檢任務(wù)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，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為本發(fā)明實施例提供的配網(wǎng)巡檢無人機(jī)的電路機(jī)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的配網(wǎng)巡檢無人機(jī)的巡檢平臺集控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的無人機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的無人機(jī)的電動云臺與起落架安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的無人機(jī)中的安裝支架結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

3-安裝座； 10-機(jī)體；

11-環(huán)形固定盤；

21-安裝平臺； 22-電機(jī)；

23-環(huán)形轉(zhuǎn)盤； 24-起落架；

25-連接桿； 26-連接件；

27-安裝基座； 28-連接件；

31-減震模塊。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(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(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他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋說明。

如圖1-2所示，本實施例提供的一種配網(wǎng)巡檢無人機(jī)，包括無人機(jī)機(jī)體，無人機(jī)機(jī)體上設(shè)置有控制器，分別與控制器連接的GPS模塊、無線通信模塊、高速圖像模塊、光學(xué)傳感模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、巡檢平臺集控系統(tǒng)以及電源模塊；

GPS模塊用于獲取并向控制器發(fā)送地理位置信息；

無線通信模塊與后臺管理終端或者手持終端無線連接；

高速圖像模塊用于為巡檢平臺獲取高清圖像；

光學(xué)傳感模塊用于巡檢平臺獲取線路/設(shè)備運行的光學(xué)信息提供支撐；

數(shù)據(jù)處理模塊用于對圖像信息、光學(xué)信息及巡檢平臺的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

巡檢平臺集控系統(tǒng)用于實現(xiàn)無人機(jī)的全自動起飛/降落、航線飛行以及繞點飛行等飛行任務(wù)；

電源模塊分別控制器、GPS模塊、無線通信模塊、高速圖像模塊、光學(xué)傳感模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及巡檢平臺集控系統(tǒng)連接并供電。

配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括與控制器連接的用于存儲巡檢信息的存儲器。

巡檢平臺集控系統(tǒng)包括機(jī)體子系統(tǒng)、航電飛控子系統(tǒng)、測控子系統(tǒng)、任務(wù)子系統(tǒng)及支持子系統(tǒng)五個部分；

機(jī)體子系統(tǒng)用于為航電飛控、任務(wù)載荷提供裝載平臺；其包括無人機(jī)主殼體、懸臂及云臺等無人機(jī)結(jié)構(gòu)部件；

航電飛控子系統(tǒng)用于使無人機(jī)系統(tǒng)按照任務(wù)計劃實施飛行，配合任務(wù)系統(tǒng)完成任務(wù)；

測控子系統(tǒng)用于無人機(jī)與地面指揮中心通訊聯(lián)絡(luò)的作用，將地面指揮中心的指令翻譯后傳輸給航電飛控子系統(tǒng)；

任務(wù)子系統(tǒng)用于保障無人機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)特定任務(wù)功能；

支持子系統(tǒng)包含運輸裝置、助飛助降裝置、維護(hù)維修裝置等，為無人機(jī)系統(tǒng)順利運行提供保障。

高速圖像模塊包括可見光相機(jī)、紅外相機(jī)和紫外相機(jī)。

紅外相機(jī)的有效像素數(shù)不低于30萬；具備自動對焦功能；影像為偽彩顯示，具備熱圖數(shù)據(jù)，可實時顯示影像中溫度最高點位置及溫度值。

可見光相機(jī)有效像素數(shù)不低于1000萬；具備變焦功能，變焦范圍為35mm～80mm(等效焦距)，且連續(xù)可調(diào)；具備自動對焦功能。

配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括與控制器連接的巡檢作業(yè)計劃管理模塊，巡檢作業(yè)計劃管理模塊用于為無人機(jī)巡檢提供巡檢路徑規(guī)劃，巡檢時間周期，巡檢后檢查功能。

配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括與控制器連接的巡檢數(shù)據(jù)匯總分析模塊，巡檢數(shù)據(jù)匯總分析模塊用于根據(jù)多個參數(shù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計。

配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括傳感器及接口，傳感器及接口為巡檢平臺任務(wù)設(shè)備、通信模塊上及可擴(kuò)展功能的標(biāo)準(zhǔn)接口。

另外，配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括超聲、特高頻傳感器等多種巡檢設(shè)備。

配網(wǎng)巡檢無人機(jī)還包括用于識別巡檢人員身份信息的指紋識別模塊；指紋識別模塊通過開關(guān)模塊與控制器連接；巡檢人員可以通過指紋識別方式快速開啟無人機(jī)。

指紋識別模塊包括壓式指紋采集裝置，其包括按壓屏以及按壓屏對應(yīng)的指紋識別電路。

其中，無線通信模塊通過3G或者4G通信網(wǎng)絡(luò)與后臺管理終端或者手持操作終端無線連接。電源模塊為鋰電池。

在本實施例中的無人機(jī)機(jī)體，如圖3-5所示，包括機(jī)體10下方設(shè)置的電動云臺和起落架24，電動云臺包括電機(jī)22、安裝基座27和安裝平臺21；

電動云臺通過安裝基座27與機(jī)體10底部固定連接，電機(jī)22的一端固定連接在安裝基座27上，電機(jī)22的另一端通過連接桿25與安裝平臺21連接，并驅(qū)動安裝平臺21水平轉(zhuǎn)動；

起落架24與安裝平臺21固定連接，并隨安裝平臺21同步轉(zhuǎn)動。

機(jī)體10下方可轉(zhuǎn)動地設(shè)置有安裝支架；安裝支架與安裝平臺21固定連接。起落架24通過安裝支架可轉(zhuǎn)動地吊裝在無人機(jī)下方。

安裝支架包括環(huán)形固定盤11、環(huán)形轉(zhuǎn)盤23和連接件26，環(huán)形固定盤11通過連接件28固定在無人機(jī)底部，在垂直方向上，環(huán)形固定盤11在托住環(huán)形轉(zhuǎn)盤23；在水平方向上，環(huán)形固定盤11和環(huán)形轉(zhuǎn)盤23同軸心且可相對配合轉(zhuǎn)動連接；環(huán)形轉(zhuǎn)盤23通過連接件26與安裝平臺21固定連接。起落架24設(shè)置在環(huán)形轉(zhuǎn)盤23上。

環(huán)形轉(zhuǎn)盤23與環(huán)形固定盤11之間設(shè)置有軸承，優(yōu)選地為頂推軸承。

其中，環(huán)形固定盤11位于環(huán)形轉(zhuǎn)盤23的內(nèi)圈。當(dāng)然在實際應(yīng)用中，環(huán)形固定盤11也可以位于環(huán)形轉(zhuǎn)盤23的外圈。

安裝平臺21上設(shè)置有用于固定相機(jī)的安裝座3，安裝座3與安裝平臺21之間設(shè)置有減震模塊31。

巡航時，無人機(jī)的巡檢高度不高于20m時，數(shù)據(jù)和圖像傳輸距離均不小1km。在小雨環(huán)境條件下無人機(jī)可穩(wěn)定工作時間不小于5min。在巡檢平臺上可直觀顯示巡檢軌跡和任務(wù)設(shè)備視角；巡檢平臺在瞬時風(fēng)速不大于7m/s環(huán)境條件下可正常工作；巡檢作業(yè)懸停精度為：垂直方向±0.5m，水平方向±1.0m，可精確定點檢測；最大傾斜角為35°，方便作業(yè)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。