CN106155071A - 一种用于巡线检修的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于巡线检修的无人机，属于无人机领域，无人机包括飞行控制***、红外摄像机及激光巡航模块，所述红外摄像机受控于所述飞行控制***，用于实时拍摄输电线的红外影像，并将所述红外影像实时传输至所述飞行控制***，所述激光巡航模块将其检测的距离参数和角度参数实时传输至所述飞行控制***，使得所述飞行控制***控制所述无人机沿着输电线方向定速巡航。本发明公开的上述无人机具有沿着输电线进行定速巡航的功能，且在定速巡航的过程中会对输电线的故障进行侦测，且操控灵活，大幅降低人力物力成本。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种用于巡线检修的无人机。
背景技术
为了保证电力资源顺利输送，通常需要定期的对输电线进行检修及维护，以保证供电部门的稳定供电，降低因为突然停电引起的经济损失。传统上，对于输电线的巡查及检修通常需要电工登上电塔进行检测，这种方式不仅效率低，而且对电工的人身安全造成了一定的威胁，尤其在冰雪天气。
中国专利文献公开号CN104554726A公开了一种农林业专用智能无人机，包括无人机机体、机翼、无人机机头、农药喷洒器、固定支架，多旋翼螺旋桨通过升降装置连接在机体中间，多旋翼螺旋桨包括支撑托盘、伸缩轴、小型旋转机翼，所述小型旋转机翼由六个分布在支撑托盘周围构成，螺旋桨由分布在四周的四个组成，所述电动机位于螺旋桨下侧，所述电动机下侧设有传感器，全方位摄像头位于无人机机头下侧。该无人机，依靠多旋翼进行带动，在农林业方面起到检测虫害和喷洒农药的作用，但这种仅仅适用于农业工况，难以满足巡线的需求，无法实现输电线的故障检测。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种用于巡线检修的无人机，具有沿着输电线进行定速巡航的功能，且在定速巡航的过程中会对输电线的故障进行侦测，且操控灵活，大幅降低人力物力成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种用于巡线检修的无人机，包括飞行控制***、红外摄像机及激光巡航模块，所述红外摄像机受控于所述飞行控制***，用于实时拍摄输电线的红外影像，并将所述红外影像实时传输至所述飞行控制***，所述激光巡航模块将其检测的距离参数和角度参数实时传输至所述飞行控制***，使得所述飞行控制***控制所述无人机沿着输电线方向定速巡航。
进一步地，所述飞行控制***包括飞控计算机、与所述飞控计算机电连接的决策控制模块、以及与所述飞控计算机电连接的舵机***，所述决策控制模块与所述红外摄像机、所述激光巡航模块相连，用于对所述红外摄像机、所述激光巡航模块采集的红外影像信号、激光信号进行数字化，并生成决策参数，所述飞控计算机用于对所述决策参数进行计算，并生成舵机控制指令，并将所述舵机控制指令传输至所述舵机***，所述舵机***用于控制无人机进行所述定速巡航。
进一步地，所述舵机***包括与所述飞控计算机依次电连接的滚转舵机、偏航舵机、俯仰舵机以及油门舵机，所述滚转舵机用于驱动所述无人机进行翻转动作，所述偏航舵机用于驱动所述无人机进行偏航修复，所述俯仰舵机用于驱动所述无人机进行俯仰动作，所述油门舵机用于控制所述无人机油门的开度。
进一步地，所述舵机***与所述决策控制模块电连接，所述舵机***发送舵机反馈信号至所述决策控制模块。
进一步地，所述激光巡航模块包括与所述飞行控制***电连接的激光点阵模块、与所述飞行控制***电连接的光电探测器，所述激光点阵模块用于发出激光点阵，所述光电探测器用于接收由阻碍物反射的激光。
进一步地，所述激光巡航模块还包括放大器，所述放大器的一端与所述飞行控制***电连接，其另一端与所述光电探测器电连接，所述放大器用于放大所述光电探测器的检测信号。
进一步地，还包括北斗导航***或GPS导航***，所述北斗导航***或所述GPS导航***与所述决策控制模块电连接，用于生成所述无人机的地理坐标。
进一步地，还包括电源模块，所述电源模块与所述飞控计算机电连接，用于给所述飞控计算机提供电源。
进一步地，还包括地面监测平台和无线电传输***，所述地面监测平台通过所述无线电传输***与所述决策控制模块进行无线通信，实现地面监测平台对所述无人机的控制。
本发明的有益效果为：
本发明提供的用于巡线检修的无人机，其设置了红外摄像机，红外摄像机能够实时拍摄输电线的红外影像，由于当输电线出现异常时，比如：电阻过大而发生短路，势必会导致红外影像改变，故可以通过红外影像的变化确定输电线上的故障点。本发明提供的上述无人机，还设置了激光巡航模块，其与飞行控制***配合使用，激光巡航模块能实时侦测无人机离输电线的距离和角度，将距离和角度信号传送至飞行控制***，以便飞行控制***控制无人机及时的调整飞行姿态，从而实现无人机沿着输电线进行定速巡航，保证在无人机巡检过程中，输电线的每一个部分均不会被遗漏。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的用于巡线检修的无人机的结构示意图。
图中：1、飞行控制***；2、红外摄像机；3、激光巡航模块；11、飞控计算机；12、决策控制模块；13、舵机***；131、滚转舵机；132、偏航舵机；133、俯仰舵机；134、油门舵机；31、激光点阵模块；32、光电探测器；33、放大器；4、北斗导航***；5、电源模块；6、地面监测平台；7、无线电传输***。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
如图1所示，实施例一中提供的一种用于巡线检修的无人机，包括飞行控制***1、红外摄像机2及激光巡航模块3，红外摄像机2受控于飞行控制***1，用于实时拍摄输电线的红外影像，并将红外影像实时传输至飞行控制***1进行分析，从而确定输电线的故障点。激光巡航模块3将其检测的距离参数和角度参数实时传输至飞行控制***1，飞行控制***1根据其获取的距离参数和角度参数实时调整其飞行姿态，从而实现飞行控制***1控制无人机沿着输电线方向定速巡航，定速巡航保证了红外摄像机2沿着输电线方向实时拍摄输电线的红外影像，并将红外影像实时发送至飞行控制***1，而不会遗漏输电线的任一部分。由于当输电线出现异常时，例如：输电线发生短路，短路通常会引发输电线短路处的热量急剧升高，从而导致红外影像明显不同于正常部分的输电线，故当飞行控制***1发现红外影像不正常时，应记录该处的地理位置信号，并向地面监测平台6发出发现故障点的信号，以便工作人员对故障点进行核实，这种方式能大大缩短输电线检修的时间，提高检修效率。
为了使得飞行控制***1及时的作出决策反应，进一步的，飞行控制***1包括飞控计算机11、决策控制模块12以及舵机***13，决策控制模块12和舵机***13均与飞控计算机11电连接。决策控制模块12与红外摄像机2、激光巡航模块3相连，用于对红外摄像机2、激光巡航模块3采集的红外影像信号、激光信号进行数字化，并生成决策参数，并将决策参数传输至飞控计算机11进行计算，飞控计算机11对决策参数进行计算后生成舵机控制指令，并将舵机控制指令传输至舵机***13，也即飞控计算机11用于对决策参数进行计算，并生成舵机控制指令，从而实现对舵机***13的控制，调整无人机的飞行姿态。
舵机***13用于控制无人机的飞行姿态，本实施例中主要用于控制无人机进行定速巡航。为了实现对无人机定时巡航的控制，进一步的，舵机***13包括与飞控计算机11依次电连接的滚转舵机131、偏航舵机132、俯仰舵机133以及油门舵机134，滚转舵机131、偏航舵机132、俯仰舵机133以及油门舵机134均受控于飞控计算机11，在接收到飞控计算机11的舵机控制指令后，会控制无人机进行翻滚、俯冲、拉升、偏航修正、油门开度修正等动作，保证无人机稳定的飞行。由此可知，滚转舵机131用于驱动无人机进行翻转动作；偏航舵机132用于驱动无人机进行偏航修复；俯仰舵机133用于驱动无人机进行俯仰动作；油门舵机134用于控制无人机油门的开度。
为了形成闭环控制，保证无人机的舵机控制指令和决策参数得到进一步的修正，更进一步的，舵机***13与决策控制模块12电连接，舵机***13发送舵机反馈信号至决策控制模块12，从而进一步提供无人机飞行的稳定性和可靠性，保证舵机***13稳定高效的运转。
为了实现无人机对输电线位置的跟踪，从而实现定速巡航，进一步的，激光巡航模块3包括激光点阵模块31及光电探测器32，激光点阵模块31及光电探测器3均与飞行控制***1电连接，更具体的，均与决策控制模块12电连接。激光点阵模块31与光电探测器32配对使用，激光点阵模块31用于发出激光点阵，光电探测器32用于接收由阻碍物反射的激光。激光点阵模块31发出激光点阵后，会碰到输电线，也即输电线为上述阻碍物，从而发生反射，光电探测器32则接收上述反射，通过不同位置的光电探测器32接收到的反射激光，可以判断阻碍物的距离信号和角度信号，再将距离信号和角度信号传输至决策控制模块12，从而生成距离参数和角度参数。
由于光电探测器32接收到激光信号通常较小，故为了对激光信号进行放大，更进一步的，激光巡航模块3还包括放大器33，放大器33的一端与飞行控制***1电连接，其另一端与光电探测器32电连接，放大器33用于放大光电探测器32的检测信号，从而方便决策控制模块12对距离信号和角度信号进行处理，并避免信号失真。
为了获取无人机的实时位置，实施例一中提供的上述无人机还包括北斗导航***4或GPS导航***，北斗导航***4或GPS导航***与决策控制模块12电连接，用于生成无人机的地理坐标，且决策控制模块12可将无人机的位置信号实时传输至地面监测平台6，供地面工作人员实时掌握无人机的位置。
实施例一中提供的上述无人机还包括电源模块5，电源模块5与飞控计算机11电连接，用于给飞控计算机11提供电源。
为了方便地面工作人员对无人机进行操控，实施例一中提供的上述无人机还包括地面监测平台6和无线电传输***7，地面监测平台6通过无线电传输***7与决策控制模块12进行无线通信，实现地面监测平台6对无人机的控制，且红外影像也可以通过无线电传输***7实时传输至地面监测平台6，供地面工作人员实时了解输电线的巡检情况。
综上所述，实施例一种提供的用于巡线检修的无人机，设置了红外摄像机2，红外摄像机2能够实时拍摄输电线的红外影像，从而使得地面工作人员可以通过红外影像的变化确定输电线上的故障点。实施例一种提供的上述无人机，还设置了激光巡航模块3，激光巡航模块3能实时侦测无人机离输电线的距离和角度，并将距离和角度信号传送至飞行控制***1，以便飞行控制***1控制无人机及时的调整飞行姿态，从而实现无人机沿着输电线进行定速巡航。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种用于巡线检修的无人机，包括飞行控制***(1)，其特征在于：
还包括红外摄像机(2)及激光巡航模块(3)；
所述红外摄像机(2)受控于所述飞行控制***(1)，用于实时拍摄输电线的红外影像，并将所述红外影像实时传输至所述飞行控制***(1)；
所述激光巡航模块(3)将其检测的距离参数和角度参数实时传输至所述飞行控制***(1)，使得所述飞行控制***(1)控制所述无人机沿着输电线方向定速巡航。
2.根据权利要求1所述的用于巡线检修的无人机，其特征在于：
所述飞行控制***(1)包括飞控计算机(11)、与所述飞控计算机(11)电连接的决策控制模块(12)、以及与所述飞控计算机(11)电连接的舵机***(13)；
所述决策控制模块(12)与所述红外摄像机(2)、所述激光巡航模块(3)相连，用于对所述红外摄像机(2)、所述激光巡航模块(3)采集的红外影像信号、激光信号进行数字化，并生成决策参数；
所述飞控计算机(11)用于对所述决策参数进行计算，并生成舵机控制指令，并将所述舵机控制指令传输至所述舵机***(13)；
所述舵机***(13)用于控制无人机进行所述定速巡航。
3.根据权利要求2所述的用于巡线检修的无人机，其特征在于：
所述舵机***(13)包括与所述飞控计算机(11)依次电连接的滚转舵机(131)、偏航舵机(132)、俯仰舵机(133)以及油门舵机(134)；
所述滚转舵机(131)用于驱动所述无人机进行翻转动作；
所述偏航舵机(132)用于驱动所述无人机进行偏航修复；
所述俯仰舵机(133)用于驱动所述无人机进行俯仰动作；
所述油门舵机(134)用于控制所述无人机油门的开度。
4.根据权利要求2所述的用于巡线检修的无人机，其特征在于：
所述舵机***(13)与所述决策控制模块(12)电连接；
所述舵机***(13)发送舵机反馈信号至所述决策控制模块(12)。
5.根据权利要求1所述的用于巡线检修的无人机，其特征在于：
所述激光巡航模块(3)包括与所述飞行控制***(1)电连接的激光点阵模块(31)、与所述飞行控制***(1)电连接的光电探测器(32)；
所述激光点阵模块(31)用于发出激光点阵；
所述光电探测器(32)用于接收由阻碍物反射的激光。
6.根据权利要求5所述的用于巡线检修的无人机，其特征在于：
所述激光巡航模块(3)还包括放大器(33)；
所述放大器(33)的一端与所述飞行控制***(1)电连接，其另一端与所述光电探测器(32)电连接，所述放大器(33)用于放大所述光电探测器(32)的检测信号。
7.根据权利要求2所述的用于巡线检修的无人机，其特征在于：
还包括北斗导航***(4)或GPS导航***；
所述北斗导航***(4)或所述GPS导航***与所述决策控制模块(12)电连接，用于生成所述无人机的地理坐标。
8.根据权利要求2所述的用于巡线检修的无人机，其特征在于：
还包括电源模块(5)；
所述电源模块(5)与所述飞控计算机(11)电连接，用于给所述飞控计算机(11)提供电源。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161123 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |