CN108459613A - 一种高压线路巡检无人机*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压线路巡检无人机***，包括飞行控制工位机、加速度计、方向传感器、气压计、GPS模块、数传模块、超声波测距模块、高清摄像机模块、图像处理模块、图像发送模块和检测仪，飞行控制工位机上连接有加速度计、方向传感器和气压计，GPS模块、数传模块和超声波测距模块设置在飞行控制工位机内部，高清摄像机模块无人机***前方位置，图像处理模块、图像发送模块和检测仪设置在无人机***内部。该无人机***适合针对高压线路进行巡视，检测平台具有体积小，重量轻，操作简便，机动灵活的特点，特别是其拥有的自动巡航、智能避障等功能，极大的提高了检测的高效性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压线路巡检无人机***，属于无人机***技术领域。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制模块操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业，无人机***的用途广泛。随着无人机***的发展，无人机***应用越来越广泛，对无人机***也提出了更多要求，需要采用更多方式利用无人机***，其中，无人机***在飞行过程中避开障碍物，其中之一。在巡视过程中，可以更好地实现巡视功能，从而实现智能化管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压线路巡检无人机***，以便更好地在高压线路巡视过程中，无人机***更好地避开障碍物，实现无人机***控制和使用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种高压线路巡检无人机***，包括飞行控制工位机、加速度计、方向传感器、气压计、GPS模块、数传模块、超声波测距模块、高清摄像机模块、图像处理模块、图像发送模块和检测仪，飞行控制工位机上连接有加速度计、方向传感器和气压计，GPS模块、数传模块和超声波测距模块设置在飞行控制工位机内部，高清摄像机模块无人机***前方位置，图像处理模块、图像发送模块和检测仪设置在无人机***内部。
进一步地，所述无人机***还包括移动终端，用以远程控制无人机。
该无人机***中，操作者利用移动终端设定无人机***的飞行目标、飞行路线、高度等信息后，并通过数传模块发送给无人机***中的飞行控制工位机，并在工位机控制下进行针对高压线路进行自动巡航，操作者也可以利用移动终端直接控制无人机***的飞行，并利用检测仪针对特殊检测点进行检测；同时，超声波测距模块可以随时检测周围环境，并计算安全距离，当低于安全距离时，则发送信号给飞行控制工位机，同时利用高清摄像机模块拍摄周围环境图片，利用图像处理模块进行处理，且利用图像发送模块发送给移动终端，在自动避开周围障碍物的同时，并方便同时拍摄周围环，保障检测仪和无人机***的安全。同时，图像发送模块将高清摄像机模块中的实时画面传回移动终端进行处理，时刻监视无人机***的运行状态和检测效果。
该***可以实现自动避障，该避障***包括障碍物探测***、障碍物距离信息的处理和避障控制策略，其中，超声波测距模块用于探测障碍物与无人机的距离，在***的左侧、左前方、右前方和右侧各设置一个超声波测距模块，在无人机飞行时周期性的探测三个方向的距离，并将得到的数据传入数据模糊处理控制器中，通过模糊推理逻辑控制得到无人机的飞行方向，从而有效避开障碍物，其中，模糊推理逻辑控制过程为，***首先将障碍物的距离模糊化为四档，[0,30cm]为NEAR，[30cm,100cm]为FAR，[100cm,500cm]为NFAR，[500cm,∞]为VFAR，然后根据推理规则，比如模糊化后，左前右方的输入量为[NEAR, NEAR,NEAR,NEAR],则推理出的结果是BACKWARD，控制无人机向后飞行；数据模糊处理控制器的输出有FORWARD,LEFTWARD,RIGHTWARD和BACKWARD，分别对应无人机向前、向左、向右和向后飞行指令，具体根据不同的输入量确定。模糊控制通过模拟人类的思维，从而规避了建立数学模型的困难，利用了简化的控制策略完成了较复杂的任务。
该无人机***中，设置有飞行控制***，并增加了自动巡航和智能避障功能，通过移动终端设定飞行航线，无人机***根据定点GPS数据按照航线飞行；同时设置有智能避障功能，依托模糊控制方法，在保证***安全的前提下，更加贴近检测目标，获取目标的高清图像，并且大幅减小了操作的复杂度，同时设置有移动终端控制，利用移动终端的便携特征和友好操作特性提高了检测平台的环境适应性，扩大了检测平台的使用范围。
该发明的有益效果在于：该无人机***适合针对高压线路进行巡视，检测平台具有体积小，重量轻，操作简便，机动灵活的特点，特别是其拥有的自动巡航、智能避障等功能，极大的提高了检测的高效性和安全性。
附图说明
图1 是本发明实施例中所使用的无人机***内部模块架构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例
本实施例中的高压线路巡检无人机***，包括飞行控制工位机、加速度计、方向传感器、气压计、GPS模块、数传模块、超声波测距模块、高清摄像机模块、图像处理模块、图像发送模块和检测仪，飞行控制工位机上连接有加速度计、方向传感器和气压计，GPS模块、数传模块和超声波测距模块设置在飞行控制工位机内部，高清摄像机模块无人机***前方位置，图像处理模块、图像发送模块和检测仪设置在无人机***内部。所述无人机***还包括移动终端，用以远程控制无人机。
该无人机***中，操作者利用移动终端设定无人机***的飞行目标、飞行路线、高度等信息后，并通过数传模块发送给无人机***中的飞行控制工位机，并在工位机控制下进行针对高压线路进行自动巡航，操作者也可以利用移动终端直接控制无人机***的飞行，并利用检测仪针对特殊检测点进行检测；同时，超声波测距模块可以随时检测周围环境，并计算安全距离，当低于安全距离时，则发送信号给飞行控制工位机，同时利用高清摄像机模块拍摄周围环境图片，利用图像处理模块进行处理，且利用图像发送模块发送给移动终端，在自动避开周围障碍物的同时，并方便同时拍摄周围环，保障检测仪和无人机***的安全。同时，图像发送模块将高清摄像机模块中的实时画面传回移动终端进行处理，时刻监视无人机***的运行状态和检测效果。
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上述无人机***作为一个低空高压线路巡线***，可携带不同的检测仪来适应不同的检测需求，对桥梁等建筑物，油田，粮库，甚至高速公路等高压线路进行巡线检测。利用此检测平台，检测平台搭载高清摄像机、红外检测设备，并利用移动终端的航路标定功能，直接在卫星地图上标定无人机***检测平台的航行轨迹，即简便又高效，充分利用无人机***检测平台的弹性任务适应性，使用该检测平台只用二三十分钟便可完成人工1天的巡检量，巡检效率提升十分显著。与人工巡检相比，无人机***巡检不但速度快，而且可以适应复杂地貌和特殊气候，并任意变换位置或定点悬停，以提供不同角度的数据资料。智能避障无人机***具有成本低廉、方便运输、操作简便以及维护简单等优点点，这些优点使得无人机***很适合对高压线路的监测和维护。无人机***的投入使用，不仅可以省去耗时耗力的人工监测，而且巡线速度快，信息反馈及时，保证了及早发现问题及早修复，这样可以将损失减到最低。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种高压线路巡检无人机***，其特征在于：包括飞行控制工位机、加速度计、方向传感器、气压计、GPS模块、数传模块、超声波测距模块、高清摄像机模块、图像处理模块、图像发送模块和检测仪，所述飞行控制工位机上连接有加速度计、方向传感器和气压计，所述GPS模块、数传模块和超声波测距模块设置在飞行控制工位机内部，所述高清摄像机模块无人机***前方位置，所述图像处理模块、图像发送模块和检测仪设置在无人机***内部。
2.根据权利要求1所述的高压线路巡检无人机***，其特征在于：所述无人机***还包括移动终端，用以远程控制无人机。
3.根据权利要求1或2所述的高压线路巡检无人机***，其特征在于：所述无人机***工作时，操作者利用移动终端设定无人机***的飞行目标、飞行路线、高度等信息后，并通过数传模块发送给无人机***中的飞行控制工位机，并在工位机控制下进行针对高压线路进行自动巡航，操作者也可以利用移动终端直接控制无人机***的飞行，并利用检测仪针对特殊检测点进行检测；同时，超声波测距模块可以随时检测周围环境，并计算安全距离，当低于安全距离时，则发送信号给飞行控制工位机，同时利用高清摄像机模块拍摄周围环境图片，利用图像处理模块进行处理，且利用图像发送模块发送给移动终端，在自动避开周围障碍物的同时，并方便同时拍摄周围环，保障检测仪和无人机***的安全；同时，图像发送模块将高清摄像机模块中的实时画面传回移动终端进行处理，时刻监视无人机***的运行状态和检测效果。
4.根据权利要求1所述的高压线路巡检无人机***，其特征在于：该***可以实现自动避障，该避障***包括障碍物探测***、障碍物距离信息的处理和避障控制策略，其中，超声波测距模块用于探测障碍物与无人机的距离，在***的左侧、左前方、右前方和右侧各设置一个超声波测距模块，在无人机飞行时周期性的探测三个方向的距离，并将得到的数据传入数据模糊处理控制器中，通过模糊推理逻辑控制得到无人机的飞行方向，从而有效避开障碍物，其中，模糊推理逻辑控制过程为，***首先将障碍物的距离模糊化为四档，[0,30cm]为NEAR，[30cm,100cm]为FAR，[100cm,500cm]为NFAR，[500cm,∞]为VFAR，然后根据推理规则，比如模糊化后，左前右方的输入量为[NEAR, NEAR, NEAR,NEAR],则推理出的结果是BACKWARD，控制无人机向后飞行；数据模糊处理控制器的输出有FORWARD,LEFTWARD,RIGHTWARD和BACKWARD，分别对应无人机向前、向左、向右和向后飞行指令，具体根据不同的输入量确定。
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