一種高效率無人機群電力巡檢系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的運行檢修領(lǐng)域，涉及無人機輸電線路巡檢領(lǐng)域，尤其是一種高效率無人機輸電線路巡檢系統(tǒng)及巡檢方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國地域遼闊，地形復(fù)雜多變，架空電力線路更是覆蓋范圍廣泛、穿越區(qū)域地形復(fù)雜而且自然環(huán)境惡劣。傳統(tǒng)的人工線路巡檢方法不但勞動強度大、耗時多，而且效率低下不能全面檢查故障。如果遇到跨越高速公路，鐵路，河道及其他帶電線路等復(fù)雜路況，人工巡檢方式因不能全面檢查線路狀況而存在檢查死角，留下安全隱患。近年來，無人機巡檢在電力系統(tǒng)方面得到極大的應(yīng)用，最常見的有載人直升機巡檢、固定翼無人機巡檢和多旋翼無人機電力巡檢等。固定翼無人機具有速度快、滯空時間長、飛行半徑大等優(yōu)勢，但是固定翼無人機無法在空中懸停因此無法發(fā)現(xiàn)一些細(xì)小的故障;載人直升機具有固定翼無人機相似的問題，雖然無人直升機可以做到空中懸停，但是波動大、體積大，檢查存在死角。多旋翼無人機具有操作簡單、易于維修、懸停穩(wěn)定等優(yōu)勢，但是續(xù)航能力不足成為限制多旋翼無人機應(yīng)用的最大阻礙。用于電力巡檢的無人機除受上面所述的問題限制外，還受到通信距離短、抗干擾能力弱、安全性難以保證等難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高效率無人機群電力巡檢系統(tǒng)。用于彌補在現(xiàn)有技術(shù)條件基礎(chǔ)上無人機電力線路巡檢的缺陷。
[0004]為解決目前無人機巡檢存在的上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種高效率無人機群電力巡檢系統(tǒng)，包括輕型載人直升機及多旋翼無人機群;所述輕型載人直升機I搭載有巡檢數(shù)據(jù)處理平臺2，多旋翼無人機群狀態(tài)監(jiān)控平臺3多旋翼無人機控制平臺4，以及通信系統(tǒng);所述多旋翼無人機搭載有紅外熱成像儀13、高清攝像機14、數(shù)據(jù)傳輸電臺15、圖像傳輸電臺16;作為空中移動控制指揮平臺的輕型載人直升機與多旋翼無人機群以一對多的方式通信；空中移動控制指揮平臺發(fā)布控制指令，多旋翼無人機群根據(jù)該控制指令對所述檢修對象進行多方位協(xié)同巡檢以獲取所述檢修對象的實時圖像數(shù)據(jù)，同時分別將該實時圖像數(shù)據(jù)通過所述圖像傳輸電臺發(fā)送至所述空中移動控制指揮平臺。
[0006]每一個構(gòu)成多旋翼無人機群的無人機都可以在空中懸停的載人直升機上面的多旋翼無人機操作員區(qū)域5采用多旋翼無人機收發(fā)裝置6完成放飛和收回的任務(wù)。
[0007]這樣，空中移動控制指揮平臺和多旋翼無人機群保持一定的距離一起飛行，用于監(jiān)控多旋翼無人機群的狀態(tài)信息，對多旋翼無人機反饋回來的巡檢數(shù)據(jù)進行處理，負(fù)責(zé)對多旋翼無人機群的控制。在某個子多旋翼無人機發(fā)生故障或者電力不足時負(fù)責(zé)收回該多旋翼無人機，待故障清除后繼續(xù)當(dāng)前的工作。
[0008]位于載人直升機上面的控制人員可以通過兩種方式來控制無人機群:第一種控制方式為:控制人員通過觀察圖像傳回來的攝像機實時圖像來控制無人機;第二種控制方式為:當(dāng)載人直升機與多旋翼無人機群間的距離比較短時，位于載人直升機上面的控制人員可以直接通過人眼觀察來控制多旋翼無人機經(jīng)行巡檢任務(wù)。
[0009]多旋翼無人機群接收空中移動控制指揮平臺的控制指令，負(fù)責(zé)對輸電線路和桿塔的檢查，用于對巡檢狀態(tài)信息和巡檢數(shù)據(jù)進行本地監(jiān)控，對巡檢圖像數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。最后將檢測到的圖像發(fā)送到空中移動控制指揮平臺。
[0010]空中移動控制指揮平臺包括:輕型載人直升機，巡檢數(shù)據(jù)處理平臺，多旋翼無人機控制平臺，多旋翼無人機群狀態(tài)監(jiān)控平臺以及通訊系統(tǒng)。
[0011]多旋翼無人機群由多個相同的帶旋翼保護罩的四旋翼無人機組成，具體數(shù)量視工作需要以及空中移動控制指揮平臺搭載的控制人員的數(shù)量而定。
[0012]輕型載人直升機為性能穩(wěn)定的貝爾系列輕型直升機，該輕型載人直升機沿輸電線路隨多旋翼無人機群同時運動，負(fù)責(zé)搭載各種控制平臺和多旋翼無人機控制人員。
[0013]巡檢數(shù)據(jù)處理平臺對多旋翼無人機群中每個多旋翼無人機反饋回來的攝像機圖像以及紅外熱成像儀的圖像經(jīng)相應(yīng)的圖像處理算法過濾后發(fā)現(xiàn)其中存在的故障并標(biāo)記。
[0014]多旋翼無人機控制平臺由無人機控制人員通過飛機圖傳電臺傳回來的實時圖像對多旋翼無人機群中的每一個多旋翼無人機經(jīng)行運動控制。
[0015]多旋翼無人機群狀態(tài)監(jiān)控平臺監(jiān)控顯示正在工作的多旋翼無人機的實時狀態(tài)，包括電量以及各個模塊的運行狀態(tài)。當(dāng)正在工作的某個多旋翼無人機發(fā)生故障或者電量不足時發(fā)出警報。
[0016]通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)將每個多旋翼無人機傳回來的數(shù)據(jù)分類顯示，并且向每個多旋翼無人機發(fā)送控制指令。
[0017]帶旋翼保護罩的多旋翼無人機整機由體積相對較小的四軸飛行器擔(dān)任，上面能夠同時掛載高清攝像機和紅外熱成像儀，而且高清攝像機是掛載在四軸飛行器下面的云臺上的。
[0018]高清照相機主要用于拍攝可視圖像?？梢晥D像由圖傳電臺發(fā)送到空中移動控制指揮平臺。紅外熱成像儀則探測出巡檢線路上的實時的溫度數(shù)據(jù)。紅外熱成像儀的圖像由圖傳電臺發(fā)送到空中移動控制指揮平臺。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:依據(jù)本發(fā)明，在多旋翼無人機出現(xiàn)電量不足時，空中移動控制指揮平臺即可收回該多旋翼無人機，待更換電量充足的電池后可繼續(xù)經(jīng)行巡檢工作。這種方式在現(xiàn)有電池技術(shù)的瓶頸下，大大地提高了多旋翼無人機的續(xù)航能力。
[0020]采用本發(fā)明系統(tǒng)，包括多旋翼無人機控制人員在內(nèi)的所有各個系統(tǒng)均在空中運動。這種巡檢方式突破了傳統(tǒng)的以地面為基站的巡檢方式，也使得執(zhí)行巡檢任務(wù)不再受地形的限制。因此該發(fā)明可以執(zhí)行各種復(fù)雜的電力線路的巡檢任務(wù)?？罩幸苿涌刂浦笓]平臺隨執(zhí)行巡檢任務(wù)的多旋翼無人機群一起運動，并且空中移動控制指揮平臺與多旋翼無人機群間的距離很短。在這個距離的范圍內(nèi)，位于空中移動控制指揮平臺上的多旋翼控制人員也可以不通過圖傳電臺傳回來的圖像經(jīng)行多旋翼無人機的控制，而是通過人眼觀察直接控制多旋翼無人機的巡檢運動。這樣可以克服攝像機圖像范圍窄的限制，極大的提高多旋翼無人機操控的安全性。
[0021]采用本發(fā)明對電力線路的巡檢，多旋翼無人機尺寸小、運動靈活，而且是多個多旋翼無人機一起協(xié)同檢查，這樣使得巡檢效率提高的同時，又使得檢查更見全面，發(fā)現(xiàn)故障的可能性更大。載人直升機和多旋翼無人機同時執(zhí)行電力線路巡檢的工作方式提高了整個系統(tǒng)的適應(yīng)性，提高了工作效率。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明所述的高效率無人機群電力巡檢系統(tǒng)的框圖；
[0023]圖2為多旋翼無人機結(jié)構(gòu)框圖
[0024]圖3為本發(fā)明所述的高效率無人機群電力巡檢系統(tǒng)同時檢查多個桿塔的作業(yè)圖；
[0025]圖4為本發(fā)明所述的高效率無人機群電力巡檢系統(tǒng)電力巡線的作業(yè)圖；
[0026]圖5為本發(fā)明所述的高效率無人機群電力巡檢系統(tǒng)檢查單個桿塔的作業(yè)圖。
[0027]其中，1.輕型載人直升機，2.巡檢數(shù)據(jù)處理平臺，3.多旋翼無人機群狀態(tài)監(jiān)控平臺，4.多旋翼無人機群控制平臺，5.多旋翼無人機操作員區(qū)域，6.多旋翼無人機收發(fā)裝置，
7.通信系統(tǒng)，8-10:子多旋翼無人機，11.通信裝置，12.四軸飛行器，13.紅外熱成像儀，14.高清攝像機，15.數(shù)據(jù)傳輸電臺，16.圖像傳輸電臺。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目