CN109687344A - 一种基于电网异物的无人机清除*** - Google Patents

一种基于电网异物的无人机清除*** Download PDF

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李虎
薛东
秦钟
陈鸿
杨畅
解志新
黄鑫
张信贵
***
王海黙
梅花
李铁军
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Hua Hua Electric Power Technology (yinchuan) Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种基于电网异物的无人机清除***，其技术方案要点是，包括，无人机装置，地面控制站，喷火装置，剪切装置以及红外识别装置：所述喷火装置和所述剪切装置分别对称安装于所述无人机装置底部；所述无人机装置包括：多旋无人机本体、驱动电机、主控制器、视觉图像采集设备、视觉图像传输设备，所述红外识别装置包括：红外识别设备和清除选择设备，所述红外识别设备用于识别电网上的异物的状态，当识别到所述异物存在带状时，所述清除选择设备控制所述剪切装置对异物进行剪切清除，当所述红外识别设备识别到异物为紧裹状时、所述清除选择设备控制所述喷火装置对异物进行烧除。达到在解决电网异物的同时，将对环境的污染降到最低的目的。

Description

一种基于电网异物的无人机清除***
技术领域
本发明涉及电网维护设备技术领域，特别涉及一种基于电网异物的无人机清除***。
背景技术
电力输电线路长期在自然环境中运行，容易缠挂异物，如风吹刮等原因将类似农用大棚塑料、遮阳网、编织带、广告用的广告布、风筝及风筝拉绳等异物缠绕在电力输电线路上，这些异物雨淋或受潮后，绝缘性能差，容易造成输电线路跳闸、短路等事故发生，严重影响电网供电安全。
传统对输电线路异物清除的方法是在线路停电的前提下由作业人员将飞车挂在输电导线上，然后坐在飞车上移动至异物处将异物取下，既影响供电，杆上作业人员费时费力且有危险性；随着无人机技术的发展，目前出现了远程遥控无人机装置进行喷火，将电缆上缠挂的异物进行烧除，但是烧除的同时也对大气环境造成一定的污染，由于线缆上的异物种类较多(例如：飘带、风筝、气球、大鹏塑料等)，其中部分异物只是钩挂在线缆上，可以使用更为环保的方式进行摘除，因此采用喷火烧除的方式不适合大范围推广，需要对此进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于电网异物的无人机清除***，可以实现在带电状态下对异物进行清除，操作安全，且效率高，能够有效减少对环境的污染。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于电网异物的无人机清除***，包括：无人机装置，地面控制站，喷火装置，剪切装置以及红外识别装置：所述喷火装置和所述剪切装置分别对称安装于所述无人机装置底部；所述无人机装置包括：多旋翼无人机本体、驱动电机、主控制器、视觉图像采集设备、视觉图像传输设备，所述主控制器分别连接于所述驱动电机，所述视觉图像采集设备和所述视觉图像传输设备，所述驱动电机连接于所述多旋翼无人机本体；所述主控制器连接于所述地面控制站，所述视觉图像传输设备连接于所述地面控制站；所述红外识别装置包括：红外识别设备和清除选择设备，所述红外识别设备用于识别电网上的异物的状态，当识别到所述异物存在带状时，所述清除选择设备控制所述剪切装置对异物进行剪切清除，当所述红外识别设备识别到异物为紧裹状时、所述清除选择设备控制所述喷火装置对异物进行烧除。
本发明的进一步设置，所述红外识别设备满足在距离10m处清晰分辨发热故障，分辨率不低于640×480,热灵敏度不低于50mk；测温精度不低于2k，测温范围为-20℃～+150℃,且所述红外识别设备具备自动对焦功能。
本发明的进一步设置，所述视觉图像采集设备为可见光传感器摄像头；所述视觉图像采集设备满足在距离不小于10m处清晰分辨销钉级目标的要求，有效像素不少于1200万，具备遥控变焦功能，且连续可调，具备自动对焦功能。
本发明的进一步设置，所述无人机装置为八旋翼无人机。
本发明的进一步设置，所述无人机装置上固定设置有可拆卸的机载追踪器，且所述机载追踪器与所述无人机装置的所述主控制器连接，当发生意外事故时，所述机载追踪器可自动向地面控制站发送位置信息。
本发明的进一步设置，所述无人机清除***还包括自检装置和报警模块；所述自检装置至少包括：飞行控制模块、电池电压、电机以及遥控遥测信号；当所述飞行控制模块、电池电压、电机以及遥控遥测信号中任一部件出现故障，所述报警模块均能在所述地面控制站进行声(光)报警提示，并将***锁死，无法放飞。
本发明的进一步设置，所述报警模块的报警提示包括显示该次故障位置。综上所述，本发明具有以下有益效果：
在本发明中，所提供的基于电网异物的无人机清除***，采用无人机装置搭载喷火装置以及剪切装置，通过红外识别装置对线缆上的异物进行识别，当异物为带状或易通过剪切操作清除时，优选为使用剪切装置进行清除，当识别的异物为缠裹于线缆上时，通过使用喷火装置进行清除，从而结合剪切装置和喷火装置两种方式对线缆上的异物进行最合适的清除选择，在达到较好解决电网异物问题的同时，将对环境的污染降到最低。
附图说明
图1是本实施例中基于电网异物的无人机清除***的结构框图；
图2是本实施例中基于电网异物的无人机清除***中无人机装置的结构示意图。
附图标记说明：1、无人机装置；2、地面控制站；3、喷火装置；4、剪切装置；5、红外识别装置；11、驱动电机；12、视觉图像采集设备；13、视觉图像传输设备；14、主控制器；51、红外识别设备；52、清除选择设备；15、机载追踪器；6、自检装置；7、报警模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例：如图1和图2所示，一种基于电网异物的无人机清除***，包括：无人机装置1，地面控制站2，喷火装置3，剪切装置4以及红外识别装置5：喷火装置3和剪切装置4分别对称安装于无人机装置1底部。
无人机装置1包括：多旋翼无人机本体、驱动电机11、主控制器14、视觉图像采集设备12、视觉图像传输设备13，主控制器14分别连接于驱动电机11，视觉图像采集设备12，驱动电机11连接于多旋翼无人机本体；主控制器14连接于地面控制站2，视觉图像传输设备13连接于地面控制站2。
如图1所示，红外识别装置5包括：红外识别设备51和清除选择设备52，红外识别设备51用于识别电网上的异物的状态，清除选择设备52用于根据异物的状态选择适应的清除装置(剪切装置4或喷火装置3)，当红外识别设备51识别到线缆上的异物存在带状时，例如：飘带等，此时清除选择设备52控制剪切装置4对异物进行剪切清除，当红外识别设备51识别到异物为紧裹状时，例如紧紧缠在线缆上，不存在带状物时，此时清除选择设备52控制喷火装置3对异物进行烧除，从而能够结合电网上异物的状态，选择其中适合的清除方式，最大程度上降低喷火装置3对环境的影响，同时能够节省喷火装置3的能源。
在本实施例中，红外识别设备51满足在距离10m处清晰分辨发热故障，分辨率不低于640×480,热灵敏度不低于50mk；测温精度不低于2k，测温范围为-20℃～+150℃,且红外识别设备51具备自动对焦功能；视觉图像采集设备12为可见光传感器摄像头；视觉图像采集设备12满足在距离不小于10m处清晰分辨销钉级目标的要求，有效像素不少于1200万，具备遥控变焦功能，且连续可调，具备自动对焦功能。
如图2所示，本实施例中的无人机装置1为八旋翼无人机，且驱动电机11的个数不少于4个，其目的在于，八旋翼无人机飞行稳定性好，悬停精度高，能够更好地实现异物清除，该无人机装置1底部设有与无人机装置1底部转动连接的转动部，转动部受主控制器14控制，转动部可绕指定方向转动某角度后相对无人机装置1进行锁定，关于转动部存在两种情况：
第一：喷火装置3和剪切装置4分别沿水平方向对称设置在转动部上，视觉图像采集设备12和红外识别设备51均固定设置在无人机装置1上，由视觉图像采集设备12和红外识别设备51对线缆上的异物进行观察和识别，在清除选择设备52选择其中的剪切装置4或喷火装置3进行异物清除时，主控制器14控制转动部转动，使得被选择的剪切装置4或喷火装置3转动至异物处，从而对异物进行剪切或烧除。
第二：视觉图像采集设备12和红外识别设备51设置在转动部上，喷火装置3和剪切装置4分别沿水平方向对称设置在无人机装置1底部，当视觉图像采集设备12和红外识别设备51观察到电网上的异物时，由主控制器14控制无人机装置1相对转动部转动，使得被清除选择设备52所选择的剪切装置4或喷火装置3转动至异物处，实现对异物的清除工作。
需要说明的是，在本实施例中，剪切装置4和喷火装置3为现有技术，可参考中国专利CN201621353050.9等已公开的结构，故本文不做赘述。
如图1和图2所示，无人机装置1上还固定设置有可拆卸的机载追踪器15，且机载追踪器15与无人机装置1的主控制器14连接，当发生意外事故时，机载追踪器15可自动向地面控制站2发送位置信息，从而避免故障时失去无人机装置1信号。
该无人机清除***还包括自检装置6和报警模块7，自检装置6至少包括：飞行控制模块、电池电压、电机以及遥控遥测信号；当飞行控制模块、电池电压、电机以及遥控遥测信号中任一部件出现故障，报警模块7均能在地面控制站2进行声(光)报警提示，并将***锁死，无法放飞，需要说明的是，其中报警提示包括故障的位置信息，从而便于快速找到故障位置。
该无人机装置1还支持一键返航，不论无人机装置1处于何种飞行状态，只要操作人员通过地面控制站2或遥控手柄上的特定功能键(按钮)启动一键返航功能，无人机清除***应中止当前任务，按预先设定的策略返航；该无人机清除***具备失去链路信号后的自动返航功能，不论无人机清除***处于何种飞行状态，只要遥测遥控信号出现中断，无人机清除***应按预先设定的策略返航。
具体工作过程以及原理：在本发明中，所提供的基于电网异物的无人机清除***，采用无人机装置1搭载喷火装置3以及剪切装置4，通过红外识别装置5对线缆上的异物进行识别，当异物为带状或易通过剪切操作清除时，优选为使用剪切装置4进行清除，当识别的异物为缠裹于线缆上时，通过使用喷火装置3进行清除，从而结合剪切装置4和喷火装置3两种方式对线缆上的异物进行最合适的清除选择，在达到较好解决电网异物问题的同时，将对环境的污染降到最低。

Claims (7)

1.一种基于电网异物的无人机清除***，其特征在于，包括：无人机装置(1)，地面控制站(2)，喷火装置(3)，剪切装置(4)以及红外识别装置(5)；
所述喷火装置(3)和所述剪切装置(4)分别对称安装于所述无人机装置(1)底部；
所述无人机装置(1)包括：多旋翼无人机本体、驱动电机(11)、主控制器(14)、视觉图像采集设备(12)、视觉图像传输设备(13)，所述主控制器(14)分别连接于所述驱动电机(11)，所述视觉图像采集设备(12)和所述视觉图像传输设备(13)，所述驱动电机(11)连接于所述多旋翼无人机本体；
所述主控制器(14)连接于所述地面控制站(2)，所述视觉图像传输设备(13)连接于所述地面控制站(2)；
所述红外识别装置(5)包括：红外识别设备(51)和清除选择设备(52)，所述红外识别设备(51)用于识别电网上的异物的状态，当识别到的异物存在带状时，所述清除选择设备(52)控制所述剪切装置(4)对异物进行剪切清除，当所述红外识别设备(51)识别到异物为紧裹状时、所述清除选择设备(52)控制所述喷火装置(3)对异物进行烧除。
2.根据权利要求1所述的一种基于电网异物的无人机清除***，其特征在于，所述红外识别设备(51)满足在距离10m处清晰分辨发热故障，分辨率不低于640×480,热灵敏度不低于50mk；测温精度不低于2k，测温范围为-20℃～+150℃,且所述红外识别设备(51)具备自动对焦功能。
3.根据权利要求1所述的一种基于电网异物的无人机清除***，其特征在于，所述视觉图像采集设备(12)为可见光传感器摄像头；
所述视觉图像采集设备(12)满足在距离不小于10m处清晰分辨销钉级目标的要求，有效像素不少于1200万，具备遥控变焦功能，且连续可调，具备自动对焦功能。
4.根据权利要求1所述的一种基于电网异物的无人机清除***，其特征在于，所述无人机装置(1)为八旋翼无人机。
5.根据权利要求1所述的一种基于电网异物的无人机清除***，其特征在于，所述无人机装置(1)上固定设置有可拆卸的机载追踪器(15)，且所述机载追踪器(15)与所述无人机装置(1)的所述主控制器(14)连接，当发生意外事故时，所述机载追踪器(15)可自动向地面控制站(2)发送位置信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于电网异物的无人机清除***，其特征在于，所述无人机清除***还包括自检装置(6)和报警模块(7)；
所述自检装置(6)至少包括：飞行控制模块、电池电压、电机以及遥控遥测信号；
当所述飞行控制模块、电池电压、电机以及遥控遥测信号中任一部件出现故障，所述报警模块(7)均能在所述地面控制站(2)进行声(光)报警提示，并将***锁死，无法放飞。
7.根据权利要求6所述的一种基于电网异物的无人机清除***，其特征在于，所述报警模块(7)的报警提示包括显示本次故障位置。
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