JPH0757045B2 - Power line monitoring system - Google Patents
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- JPH0757045B2 JPH0757045B2 JP15727890A JP15727890A JPH0757045B2 JP H0757045 B2 JPH0757045 B2 JP H0757045B2 JP 15727890 A JP15727890 A JP 15727890A JP 15727890 A JP15727890 A JP 15727890A JP H0757045 B2 JPH0757045 B2 JP H0757045B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
- H02G1/02—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables
Landscapes
- Electric Cable Installation (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は送電線監視システム、特に大雨，地震，台風等
の異常気象時に、山岳地通過送電線の異常を早期発見す
るための送電線監視システムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of application) The present invention is a power line monitoring system, and in particular, early detection of abnormalities in a power transmission line through a mountainous area during abnormal weather such as heavy rain, earthquake, typhoon and the like. Transmission line monitoring system for.
（従来の技術） 電力輸送のための送電線は、電源立地の関係から山岳地
帯を通過ルートとする場合が多い。しかも、これらの通
過地帯では自然条件、なかんずく大雨，地震及び台風等
の影響を受け易い。送電線の異常は早期に発見する必要
があり、そのため従来の山岳地帯を通過している送電線
の異常の発見は、人間が徒歩によって行なうか、あるい
はヘリコプターによるかのいずれかであった。(Prior Art) Transmission lines for electric power transportation are often routed through mountainous areas because of the location of power sources. Moreover, these passage areas are susceptible to natural conditions, especially heavy rain, earthquakes and typhoons. It is necessary to detect the abnormality of the power transmission line at an early stage. Therefore, the detection of the abnormality of the power transmission line that has passed through the conventional mountainous areas has been performed either by human walking or by helicopter.
（発明が解決しようとする課題） 上記した従来方式のうち、前者は人間が徒歩によって行
なうものであるため、巡視路が急峻であれば異常の発見
に時間を要するばかりか、身体的な危険も伴なう欠点が
ある。また、後者はヘリコプターの手配が急にできない
ことに加えて、ヘリコプターを発着させる広い発着基地
を必要とする等、早期に対応できない欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) Among the above-mentioned conventional methods, the former is performed by a human on foot, so if the patrol path is steep, it will not only take time to detect the abnormality, but also physical risk. There are drawbacks involved. In addition, the latter has a drawback that it is not possible to deal with it early because the helicopter cannot be arranged suddenly and a large departure / arrival base for helicopters is needed.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、山岳地
帯を通過している送電線の異常を早期に発見することの
可能な送電線監視システムを提供することを目的として
いる。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a transmission line monitoring system capable of early detection of an abnormality in a transmission line passing through a mountain area.
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は無人ヘリコプターに
自動飛行装置と機上処理部を搭載し、地上局にある地上
処理部との間でデータの送受をして送電線の状態を監視
する送電線監視システムにおいて、前記機上処理部に
は、撮像カメラと、画像に対する信号変換回路と、光量
調整回路及びモーション制御部と、地上との間でデータ
の送受をするテレメータ送受信部とを備え、地上処理部
には機上とのデータの送受をするテレメータ送受信部
と、機上にて撮影した接地線の画像信号をもとに接地線
と機体間の距離、方向及び傾斜を算出する離隔処理部を
備えた。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention mounts an automatic flight device and an on-board processor on an unmanned helicopter, and connects the unmanned helicopter to a ground processor at a ground station. In a power transmission line monitoring system that transmits and receives data to monitor the state of a power transmission line, the on-board processing unit includes an imaging camera, a signal conversion circuit for images, a light amount adjustment circuit and a motion control unit, and the ground. It is equipped with a telemeter transmission / reception unit that sends and receives data between the two, and the ground processing unit has a telemeter transmission and reception unit that sends and receives data to and from the aircraft, and the ground wire based on the image signal of the ground wire taken on the aircraft. It was equipped with a separation processing unit that calculates the distance, direction, and inclination between the aircraft and the aircraft.
（作 用） したがって、災害発生が予想される場合に、す早く無人
ヘリコプターを準備でき、送電線に沿って自動飛行させ
ることができる。この場合、GW線をもとにして、ヘリコ
プターの姿勢制御ができるため、合理的な送電線の監視
ができる。(Operation) Therefore, if a disaster is expected, an unmanned helicopter can be quickly prepared and automatically fly along the power transmission line. In this case, since the attitude of the helicopter can be controlled based on the GW line, rational monitoring of the transmission line can be performed.
（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。(Examples) Examples will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明による送電線監視システムを説明するた
めの一実施例の構成図である。そして骨子は無人のヘリ
コプターを車輌に積載して送電線直近の現場へ行き、そ
の場所でヘリコプターを離陸させる。まず最初は目視と
操縦用モニター画像の双方を見て送電線へ接近させるよ
う誘導し、適当と判断した後は自動飛行モードとして自
動監視するものである。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment for explaining a power transmission line monitoring system according to the present invention. The skeleton then loads an unmanned helicopter into the vehicle, goes to the site near the power line, and takes off the helicopter at that location. First of all, both the visual observation and the control monitor image are used to guide the passenger to approach the power transmission line, and after it is judged to be appropriate, the automatic flight mode is automatically monitored.
第１図（ａ）は車輌１の側面図であり、内部の様子を透
視して示す。１図（ｂ）は車輌の後部から内部方向を見
た図、第１図（ｃ）は車輌内部から運転席側を見たレイ
アウトである。FIG. 1 (a) is a side view of the vehicle 1 and shows an internal state thereof in a see-through manner. FIG. 1 (b) is a view of the inside of the vehicle as viewed from the rear, and FIG. 1 (c) is a layout of the driver's seat side as viewed from the inside of the vehicle.
車輌１の内部にはヘリ固定用のマウント３をレール４上
に移動自在とし、このマウント３に無人ヘリコプター２
を固定する。ヘリコプターのローターブレード５は固定
手段６によって固定する。A mount 3 for fixing a helicopter is freely movable on a rail 4 inside the vehicle 1, and the unmanned helicopter 2 is mounted on the mount 3.
To fix. The rotor blade 5 of the helicopter is fixed by fixing means 6.
７は自動追尾アンテナで屋根の上方に設ける。８は発電
機で現地における全ての電源となる。９は操縦者、10は
操縦用モニター、11はインジケータである。12は監視用
モニター、13は監視カメラコントロール送信機、14は監
視カメラ影像受信機、15はVTR、16はカメラ制御装置、1
7はテレメータ受信機，操縦カメラ影像受信機，スーパ
ーインポーズ画面処理装置等の設備一式である。また18
は監視カメラ、19は離隔検出カメラである。7 is an automatic tracking antenna, which is provided above the roof. Numeral 8 is a generator that serves as all the power sources in the field. Reference numeral 9 is an operator, 10 is a monitor for operation, and 11 is an indicator. 12 is a monitoring monitor, 13 is a surveillance camera control transmitter, 14 is a surveillance camera image receiver, 15 is a VTR, 16 is a camera control device, 1
7 is a set of equipment such as a telemeter receiver, a control camera image receiver, and a superimpose screen processing device. Again 18
Is a surveillance camera, and 19 is a separation detection camera.
作業としては現地到着後、適切な場所に車輌を停止して
無人ヘリコプターを車輌より降ろし、離着陸が容易な場
所にセットする。また、車輌の各装置の準備を行ない、
操縦用のインジケータ，操縦用モニター，自動追尾アン
テナ等のセットを行なう。操縦者は車外で無人ヘリコプ
ターのエンジンを起動し、監視者は車内で各装置の起
動，動作チェックを行なう。As work, after arriving at the site, stop the vehicle at an appropriate place, remove the unmanned helicopter from the vehicle, and set it at a place where it is easy to take off and land. In addition, we prepared each device of the vehicle,
Set a pilot indicator, pilot monitor, and automatic tracking antenna. The driver activates the engine of the unmanned helicopter outside the vehicle, and the observer activates and checks the operation of each device inside the vehicle.
準備完了後、操縦者は無人ヘリコプターの離陸を行な
い、目視操縦により送電線へ接近させるよう誘導する。After the preparation is completed, the pilot will take off the unmanned helicopter and guide him to approach the transmission line by visual control.
なお、無人ヘリコプターの構造及び制御手段について
は、公知（例えば計測技術 89年３月号「RCヘリ姿勢制
御用センサー」）であり、しかも本願がこれを目的とす
るものでないため省略する。Note that the structure and control means of the unmanned helicopter are publicly known (for example, measurement technology March 1989 issue, "RC helicopter attitude control sensor"), and since this application is not intended for this purpose, description thereof will be omitted.
第２図は送電線の監視方式を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a transmission line monitoring method.
第２図において、20は鉄塔、21は送電線である。この図
において、無人ヘリコプター２が送電線21上を所定間隔
を保って飛行している状態を示す。無人ヘリコプター自
体は、例えば前記文献に示されるよに、機体に搭載され
たX,Y,Z軸ジャイロ、X,Y,Z軸加速度計などで構成された
飛行制御装置により、姿勢制御をして飛行する。この場
合、無人ヘリコプターは送電線の上部に張られている２
本のグランドワイヤー（GW）の離間（距離，傾斜など）
を検出し、地上のスティック操作によって指示された距
離を自動的に保ちながら移動する。無人ヘリコプターに
て監視する場合には、監視対象としては機体操縦系統Ａ
と送電線監視系統Ｂとがある。In FIG. 2, 20 is a steel tower and 21 is a power transmission line. In this figure, the unmanned helicopter 2 is flying on the power transmission line 21 at a predetermined interval. The unmanned helicopter itself, for example, as shown in the above-mentioned document, the attitude control is performed by a flight control device composed of an X, Y, Z-axis gyro, an X, Y, Z-axis accelerometer mounted on the airframe. To fly. In this case, the unmanned helicopter is stretched above the power line2
Book ground wire (GW) separation (distance, slope, etc.)
Detects and moves while automatically maintaining the distance indicated by the stick operation on the ground. When monitoring with an unmanned helicopter, the aircraft control system A should be monitored.
And a transmission line monitoring system B.
まず、無人ヘリコプター２側から操縦カメラ影像とテレ
メータデータとを受信し、スーパーインポーズ処理装置
22を介してCRT装置23に入力し、画面24のように出力す
る。画面24において、241は方位角、242はピッチ角を、
243はロール角を、244は高度を夫々示す。25はテレメー
タデータ表示計器であり、251は高度計、252は姿勢指示
計、253は方位計である。なお、26は操縦装置である。First, the control camera image and telemeter data are received from the unmanned helicopter 2 side, and the superimpose processing device is received.
Input to the CRT device 23 via 22 and output as on screen 24 . On screen 24 , 241 is the azimuth angle, 242 is the pitch angle,
243 indicates a roll angle and 244 indicates an altitude. 25 is a telemeter data display instrument, 251 is an altimeter, 252 is an attitude indicator, and 253 is an azimuth meter. In addition, 26 is a control device.
送電線監系統Ｂ側にはカメラコントロール送信アンテナ
27があってカメラ制御装置28を介して制御する。一方、
無人ヘリコプターに搭載された監視用カメラ影像音声受
信のためのアンテナ27-1があり、CRT装置29を介して入
力し、画面30のように出力する。図において、31-1,31-
2はGW線であり、その他の32-1,32-2,32-3,32-4は送電線
である。なお、33は監視影像記録としてのVTRである。Camera control transmission antenna on transmission line B side
27 and controls via the camera controller 28. on the other hand,
The surveillance camera mounted on the unmanned helicopter has an antenna 27-1 for receiving image sound, which is input through the CRT device 29 and output as a screen 30 . In the figure, 31-1,31-
2 is a GW line and the other 32-1, 32-2, 32-3, 32-4 are transmission lines. Reference numeral 33 is a VTR as a surveillance image record.
車内の監視者は自動飛行モード移行後、監視用モニター
画像を見ながらカメラの向き，カメラ焦点を調整しつつ
送電設備及び設備周辺の異常をチェックする。After switching to the automatic flight mode, the in-vehicle supervisor checks the power transmission equipment and abnormalities around the equipment while adjusting the camera direction and camera focus while looking at the surveillance monitor image.
一定の距離の監視後、操縦者はスイッチによって自動飛
行モードより手動操作への切換えを行ない、目視とモニ
ター画像により着陸場所へ誘導し着陸する。After monitoring a certain distance, the operator switches from automatic flight mode to manual operation with a switch and guides to the landing site by visual inspection and monitor images to land.
ここで一連の監視行動が終了し、無人ヘリコプターを車
輌に積載し次の監視区域へ向う。At this point, a series of surveillance activities ends, and an unmanned helicopter is loaded on the vehicle and headed for the next surveillance area.
第３図は監視範囲の一部に操縦者と無人ヘリコプターが
山陰となり操縦電波が届かなくなる区域がある場合を示
し、この場合は自動飛行モードのプログラムへ途中高度
を変えるようにできるシステムの例である。Fig. 3 shows a case where there is an area where the pilot and the unmanned helicopter are in the shade of the operation radio wave and part of the surveillance range cannot receive the radio waves. In this case, it is an example of a system that can change the altitude on the way to the automatic flight mode program. is there.
即ち、監視飛行中に電波妨害となる障害物等に引っかか
る場合、適当な高度まで上昇して電波の通信を確保す
る。また、万一障害にかかった場合は、機体をホバリン
グさせて操縦者側が電波到達範囲内に移動するか、もし
くは一定時間通信が途絶えた場合、自的に機体をバック
させたり、今までの監視飛行の径路に沿って帰ってくる
ような機能を付与する。In other words, when the vehicle is caught by an obstacle or the like that interferes with the radio waves during the surveillance flight, the radio wave communication is ensured by ascending to an appropriate altitude. Also, in the event of an obstacle, hover the aircraft to move the operator to within the radio wave coverage range, or if communication is interrupted for a certain period of time, the aircraft will automatically back up or be monitored. Adds the function of returning along the flight path.
第４図は送電線との離隔検出装置の実施例図であり、無
人ヘリコプター２側の機上処理部40と地上処理部41とか
らなっている。機上処理部40には画像入力部及びテレメ
ータ送受信部があり、その他機上には機体制御信号装置
33,飛行制御装置34,アクチュエータ35及びINS36があ
る。また、地上処理部41には、テレメータデータ送受信
部410と取得したデータから離隔検出を行なう離隔処理
部411とからなる。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a device for detecting a separation from a power transmission line, which is composed of an onboard processor 40 and a ground processor 41 on the unmanned helicopter 2 side. The on-board processing unit 40 has an image input unit and a telemeter transmitting / receiving unit, and other on-board machine control signal devices.
33, flight controller 34, actuator 35 and INS 36. Further, the ground processing unit 41 includes a telemeter data transmission / reception unit 410 and a separation processing unit 411 that performs separation detection from the acquired data.
第５図は機上処理部と地上処理部との具体的構成例図で
ある。機上処理部40には撮像カメラ4011と画像に対する
A/D変換回路4012と光量調整回路4013とモーション制御
部4014があり、その他地上処理部41との間でデータのや
りとりをするテレメータデータ送受信部402がある。FIG. 5 is a specific configuration example diagram of the on-board processing unit and the ground processing unit. The on-board processing unit 40 includes an imaging camera 4011 and an image
There is an A / D conversion circuit 4012, a light amount adjustment circuit 4013 and a motion control section 4014, and there is a telemeter data transmission / reception section 402 for exchanging data with the ground processing section 41 .
一方、地上処理部41には機上とのやりとりをするテレメ
ータデータ送受信部410と離隔処理部411とがあり、この
内の離隔処理部411には、I/Oインターフェイス4110,CPU
4111,ROM 4112及びRAM 4113がある。On the other hand, the ground processing unit 41 has a telemeter data transmission / reception unit 410 and a separation processing unit 411 for communicating with the on-board equipment, and the separation processing unit 411 among them includes an I / O interface 4110 and a CPU.
There are 4111, ROM 4112 and RAM 4113.
本発明では機上にて撮影したGW線画像をもとに、離隔処
理を経てGW線と機体間の距離及び方向,GW線の傾斜を適
切な処理信号として出力するようにしている。したがっ
て、処理としては撮像カメラ4011によってGW線画像をア
ナログ信号として取込み、A/D変換回路4012によりディ
ジタルの画像信号に変換する。一方、撮像カメラ4011は
適切な光量及びコントラストになるよう光量調整回路40
13によって、その絞り・ゲインが制御される。なお、モ
ーション制御部4014は撮像カメラの空間安定化とピント
・視野制御を行なう。また機上と地上との間でやりとり
をするテレメータデータとしては、GW画像信号,INS信
号，絞り・ゲイン調整信号，モーション制御信号，機上
・GW間の距離・方向及びGW線傾斜信号等があり、これら
は各テレメータデータ送受信部402,410を介して行なわ
れる。そして地上のテレメータデータ送受信部410にて
変換された信号は、I/Oインターフェイス4110を経由し
て離隔処理部へ取込まれ、RAM 4113へ転送される。CPU
4111はROM 4112からのアルゴリズム及びデータに基づい
て、調光制御,GW線画像の分離識別,GW線の距離・方向，
及びGW線傾斜角度の各演算を行なう。In the present invention, the distance and direction between the GW line and the machine body and the inclination of the GW line are output as appropriate processed signals through the separation process based on the GW line image taken on the machine. Therefore, as a process, the GW line image is captured as an analog signal by the imaging camera 4011 and converted into a digital image signal by the A / D conversion circuit 4012. On the other hand, the image pickup camera 4011 has a light amount adjustment circuit 40 so that an appropriate light amount and contrast can be obtained.
The aperture and gain are controlled by 13. The motion control unit 4014 performs space stabilization and focus / visual field control of the imaging camera. In addition, as telemeter data that is exchanged between the aircraft and the ground, GW image signal, INS signal, aperture / gain adjustment signal, motion control signal, distance / direction between aircraft and GW, and GW line inclination signal. Yes, these are performed via the respective telemeter data transmission / reception units 402 and 410. Then, the signal converted by the telemeter data transmitting / receiving unit 410 on the ground is taken into the separation processing unit via the I / O interface 4110 and transferred to the RAM 4113. CPU
4111 is based on the algorithm and data from ROM 4112, dimming control, GW line image separation and identification, GW line distance / direction,
And the calculation of the GW line inclination angle.
なお、本実施例の離隔処理部は、テレメータデータ送受
信部を介して地上にて演算を行なうよう説明している
が、これに限定されるものではなく、電波妨害や装置の
信頼性向上等の対策のため、離隔処理部を機上に配置す
ることも可能である。この場合、テレメータデータ送受
信部402,410は不要となる。Although the separation processing unit of the present embodiment is described as performing the calculation on the ground via the telemeter data transmission / reception unit, the present invention is not limited to this, and radio interference, improvement in reliability of the device, etc. As a countermeasure, it is possible to place the separation processing unit on the machine. In this case, the telemeter data transmission / reception units 402 and 410 are unnecessary.
次に第４図と第５図とを用いて具体的に説明する。Next, a specific description will be given with reference to FIGS. 4 and 5.
既に説明した通り、CPU 4111では撮像カメラ4011の光量
を調整して、適切にGW線画像を地形画像から分離・認識
する処理、及びその認識したGW線画像から機体とGW線間
の距離とGW線の傾きを演算する処理を行なう。以降、CP
Uの処理内容の説明をする。As described above, the CPU 4111 adjusts the light amount of the imaging camera 4011 to appropriately separate and recognize the GW line image from the topographic image, and the distance between the aircraft and the GW line and the GW line from the recognized GW line image. The process of calculating the slope of the line is performed. After that, CP
The processing contents of U are explained.
まず、GW線画像の分離・認識について、CPU 4111は撮像
カメラ4011より取込まれた未処理画像をもとに、GW線画
像を獲得するために、光量調整回路4013に対して適性光
量信号を送り、撮像カメラ4011の絞り・感度・シャッタ
ー速度等を制御して、GW線画像と他の地形画像が適正な
コントラストになるよう制御処理する。またCPU 4111は
コントラスト制御に加えてA/D変換回路4012に対してス
レッショルド・レベル（閾値）と称される変換パラメー
タを変更するための制御処理を同時に行なう。これらの
制御処理によって第６図に示されるような２値化情報が
得られ、これがRAM 4113へ転送される。なお、第６図の
場合、鉄塔上部にある２本のGW線G1,G2に対して平行２
回線の送電線ｌ1a,l1b,l1c,l2a,l2b,l2cが夫々左側に見
えることから、ヘリの位置は鉄塔中心より画面やや左側
（進行方向を画面上方とした場合）にあることがわか
る。First, regarding the separation and recognition of the GW line image, the CPU 4111 sends an appropriate light amount signal to the light amount adjustment circuit 4013 in order to acquire the GW line image based on the unprocessed image captured by the imaging camera 4011. Then, the aperture, sensitivity, shutter speed, etc. of the image pickup camera 4011 are controlled, and control processing is performed so that the GW line image and another topographic image have an appropriate contrast. In addition to the contrast control, the CPU 4111 simultaneously performs control processing for the A / D conversion circuit 4012 to change a conversion parameter called a threshold level (threshold value). By these control processes, the binarized information as shown in FIG. 6 is obtained and transferred to the RAM 4113. In addition, in the case of FIG. 6, it is parallel to the two GW lines G 1 and G 2 at the upper part of the tower.
The transmission lines l 1a , l 1b , l 1c , l 2a , l 2b , l 2c can be seen on the left side, so the position of the helicopter is slightly left of the screen from the tower center (when the traveling direction is above the screen). I know there is.
なお、上記した制御処理で得られたRAM 4113の２値画像
データは、地形や建物等の不用な画像データも含んでい
るため、GW線及び送電線を利用したパターン認識によ
り、第７図のような分離抽出した２値化画像データを得
る。また、これらのデータは第６図で取込んだデータと
は分けてRAM 4113に記憶されており、画像を構成する画
素の２値データは、カメラの撮像面のどの位置で取込ま
れているかといった位置データと共に記憶される。Since the binary image data in the RAM 4113 obtained by the above control processing also includes unnecessary image data such as topography and buildings, pattern recognition using the GW line and the power transmission line in FIG. Binary image data separated and extracted as described above is obtained. Further, these data are stored in the RAM 4113 separately from the data captured in FIG. 6, and at which position on the imaging surface of the camera the binary data of the pixels forming the image are captured. Is stored together with the position data.
このようにして得られた複数のケーブル画像（第７図の
２値化画像データ）から、予めROM 4112に記憶されてい
る送電線の諸元及び鉄塔の諸元等のデータをもとにした
パターン認識により、一対の平行なGW線を特定する。From the plurality of cable images (binarized image data in FIG. 7) obtained in this way, based on data such as specifications of transmission lines and specifications of steel towers, which are stored in advance in the ROM 4112. Pattern recognition identifies a pair of parallel GW lines.
第８図に特定されたGW線の画像例を示す。以上がGW線画
像の分離・識別処理の概要である。FIG. 8 shows an image example of the specified GW line. The above is the outline of the GW line image separation / identification processing.
次にCPUが第８図に示す２本のGW線画像から、機体とGW
線間の距離及びGW線の傾きを計算する方法を説明する。Next, the CPU uses the two GW line images shown in FIG.
A method of calculating the distance between the lines and the inclination of the GW line will be described.
まず、機体に搭載した撮像カメラに斜め下方から画像が
入射する場合であって、特定されたGW線がカメラの撮像
面にGW線画像を結ぶまでの立体関係を軸定義と合せて第
９図に示す。なお、第９図（ａ）はGW線からカメラの撮
像面までの軸系設定状態図であり、第９図（ｂ）は撮像
面上の軸系設定状態図である。なお、第９図（ａ）にお
いてGW線は平行かつ傾斜を有するものとする。First, in the case where an image is incident on the image pickup camera mounted on the airframe from diagonally below, the three-dimensional relationship until the specified GW line connects the GW line image to the image pickup surface of the camera is shown in FIG. Shown in. Note that FIG. 9 (a) is an axis system setting state diagram from the GW line to the image pickup surface of the camera, and FIG. 9 (b) is an axis system setting state diagram on the image pickup surface. In addition, in FIG. 9A, the GW line is assumed to be parallel and inclined.
第９図（ａ）において、Ｘ軸は機体の前後方向,Y軸は機
体の左右方向,Z軸は機体の上下方向を示した３軸直交系
である。そして機体の進行方向をＸ軸の正方向、進行方
向に対し右向きをＹ軸の正方向、更にX,Y軸に対し直交
で下向きをＺ軸の正方向とし、機体固定とする。In FIG. 9 (a), the X-axis is a front-back direction of the machine, the Y-axis is the left-right direction of the machine, and the Z-axis is a three-axis orthogonal system showing the up-down direction of the machine. The forward direction of the machine is fixed to the positive direction of the X axis, the right direction to the forward direction is the positive direction of the Y axis, and the downward direction orthogonal to the X and Y axes is the positive direction of the Z axis to fix the machine.
第９図（ｂ）ではレンズを通過したGW線画像が写像され
るカメラ撮像面の軸系をＸ′,Y′直交座標平面と定義す
る。今、第９図（ａ）に示されるように、カメラの撮像
面に写像されるGW線画像が相似関係になっていることを
利用して、GW線間の中心線の傾き角が距離計算にどのよ
うに関係するかについて、X,Y,Z座標系の３次元データ
を求める。In FIG. 9 (b), the axis system of the camera imaging plane onto which the GW line image that has passed through the lens is mapped is defined as the X ', Y'orthogonal coordinate plane. Now, as shown in FIG. 9 (a), the inclination angle of the center line between the GW lines is used to calculate the distance by utilizing the fact that the GW line images mapped on the imaging surface of the camera have a similar relationship. 3D data of the X, Y, Z coordinate system is obtained as to how it is related to.
第10図は撮像面上の各点設定の様子を示す図であり、第
10図（ａ）は全体図、第10図（ｂ）は第10図（ａ）の上
部点線内の拡大図、第10図（ｃ）は第10図（ａ）の下部
点線内の拡大図である。なお、各点の位置データはRAM
4113より得られる。FIG. 10 is a diagram showing how each point on the imaging surface is set.
10 (a) is an overall view, FIG. 10 (b) is an enlarged view within the upper dotted line of FIG. 10 (a), and FIG. 10 (c) is an enlarged view within the lower dotted line of FIG. 10 (a). Is. The position data of each point is RAM
Obtained from 4113.
まず、GW線の中点を結んだＬ′1,L′3,R′1,R′３間
に中心線Ｏ′1,O′３を設定する（第10図（ａ））。First, connecting the middle point of the GW line L '1, L' 3, R '1, R' central line O between 3 '1, O' 3 sets a (FIG. 10 (a)).
点Ｌ′1,R′１が撮像面内部の中心線Ｏ′1,O′３に対
して直交する点をＯ′５とする。同様にＬ′3,R′３が
撮像面内の中心線Ｏ′1,O′３に対しして直交する点を
Ｏ′７とする。なお、第10図（ｂ），（ｃ）中では線分
Ｏ′5R′１と線分Ｏ′7L′３が中心線Ｏ′1O′３と直交
するが、この線分の延長線と線分Ｌ′1L′3,R′1R′３
との交点を各々点Ｌ′5,R′５、またＸ′軸との交点をC
1,C3とする。Point L'1, R'1 is a point perpendicular to O '5 with respect to the center line O' 1, O '3 internal imaging surface. Similarly L '3, R' 3 is a center line O '1, O' O ' 7 points perpendicular to respect 3 in the imaging plane. Incidentally, FIG. 10 (b), but perpendicular to the line segment O '5 R' 1 and the line segment O '7 L' 3 the center line O '1 O' 3 is in (c), the extension of the line segment line and a line segment L '1 L' 3, R '1 R' 3
Each point L the intersection of the '5, R' 5, also the intersection of the X 'axis C
1 and C 3 .
第10図（ｂ），（ｃ）より点Ｒ′1,L′３を通る線分
Ｌ′1L′３とＲ′1R′３の間隔は、丁度線分Ｒ′1L′５
及び線分Ｒ′5L′３の長さに対応する。この長さは第９
図（ａ）の相似の関係から、中心線Ｏ′1O′３に対し、
点R1,L3を通るGW線の間隔について、一定間隔を持つGW
線を設定した場合、第11図より以下の相似式が成り立
つ。Figure 10 (b), the distance of the line segment L '1 L' 3 and R '1 R' 3 passing through the point R '1, L' 3 from (c), just a line segment R '1 L' 5
And corresponding to the length of the line segment R '5 L' 3. This length is the 9th
From the similar relationship in FIG. 3 (a), with respect to the center line O ′ 1 O ′ 3 ,
Regarding the distance between the GW lines passing through the points R 1 and L 3 , the GWs with a constant distance
When a line is set, the following similarity equation holds from Fig. 11.
（１）式を変形すると ここでGW線間隔（▲▼，▲▼）は一定
値Ｌとし、また、レンズの焦点距離（▲▼，▲
▼）も一定であるからこれをｆとする。 By transforming equation (1) Here, the GW line interval (▲ ▼, ▲ ▼) is a constant value L, and the focal length of the lens (▲ ▼, ▲)
Since ▼) is also constant, this is set to f.
一方、撮像面上の点Ｌ′3,L′5,R′1,R′５はＸ′Ｙ′
座標軸の位置データとしてRAM 4113より得られるから、
下記（３）式のように各点を設定すると 撮像面上でのGW線間隔▲▼，▲
▼は（４）式のようになる（第10図参照）。On the other hand, a point on the imaging plane L '3, L' 5, R '1, R' 5 is X'Y '
Since it is obtained from RAM 4113 as the coordinate axis position data,
If you set each point as shown in equation (3) below GW line spacing on the imaging plane ▲ ▼, ▲
▼ becomes like the formula (4) (see Fig. 10).
第11図より▲▼，▲▼は点O5,O7からレン
ズ焦点０までの高さに相当するから、点O5,O7のＺ座標
を（５）式とすると L,f及び（４）式を考慮することにより次式となる。 From Figure 11 ▲ ▼, ▲ ▼ is because corresponds to the height from the point O 5, O 7 to the lens focal 0, when the Z-coordinate of the point O 5, O 7 and (5) The following equation is obtained by considering L, f and equation (4).
なお、（６）式のアンダーラインの項は相似関係を示す
相似倍率と見ることができるため、次式にように係数で
示す。 Since the underlined term in the equation (6) can be regarded as a similarity magnification indicating a similarity relationship, it is represented by a coefficient as in the following equation.
（７）式の相似倍率は第９図（ａ）のXYZ3軸交直座標系
においてもコンスタントであることから、点O5,O7と点
Ｏ′5,O′７の相似関係を展開した第12図において
（７）式が適用可能である。 Since the similarity factor of equation (7) is constant in the XYZ 3-axis alternating Cartesian coordinate system of FIG. 9 (a), the similarity relationship between points O 5 and O 7 and points O ′ 5 and O ′ 7 is developed. Equation (7) can be applied in FIG.
第10図より点Ｏ′5,O′７の座標は▲▼，
▲▼の中点であるため次式のように求めら
れる。Coordinates of the 10 points from Fig O '5, O' 7 is ▲ ▼,
Since it is the middle point of ▲ ▼, it can be calculated by the following equation.
よって第12図の点O5,O7の座標は（７），（８）式より
次式のように３次元のXYZ座標で求められる。 Therefore, the coordinates of the points O5 and O7 in FIG. 12 can be obtained by the three-dimensional XYZ coordinates from the equations (7) and (8) as shown in the following equation.
（９）式の３次元情報は、GW線間の中心線の傾きとGW線
までの距離を求める位置データとてRAM 4113へ記憶され
る。 The three-dimensional information of the equation (9) is stored in the RAM 4113 as position data for obtaining the inclination of the center line between the GW lines and the distance to the GW line.
次にGW線間の中心線の傾き及び機体までの距離の計算方
法を説明する。Next, the method of calculating the inclination of the center line between the GW lines and the distance to the aircraft will be described.
第12図について、中心線の傾きがXYZ軸となす角度を夫
々θ，φ，ψとすると、その傾きは次式で求められる。With respect to FIG. 12, when the angles formed by the inclinations of the center line and the XYZ axes are θ, φ, and ψ, the inclinations are calculated by the following equation.
（10）式で得た角度（θ，φ，ψ）は第５図離隔処理部
411の内部バスを通じてRAM 4113へ記憶される。 The angles (θ, φ, ψ) obtained from Eq. (10) are shown in Fig. 5.
It is stored in RAM 4113 through the internal bus of 411.
一方、レンズ焦点からGW線間の中心線上の点O5,O7まで
の距離を、XYZ軸とのなす角度と合わせて求めると次式
のようになる。On the other hand, when the distance from the lens focus to the points O 5 and O 7 on the center line between the GW lines and the angle formed by the XYZ axes are calculated, the following formula is obtained.
（11）式で得た距離（▲▼，▲▼）及びそ
のなす角度（θ05,θ07,φ05,φ07,ψ05,ψ07）は、内
部バスを通じてRAM 4113へ記憶される。 The distances (▲ ▼, ▲ ▼) and the angles (θ 05 , θ 07 , φ 05 , φ 07 , ψ 05 , ψ 07 ) formed by the equation (11) are stored in the RAM 4113 through the internal bus.
以上の計算で得たGW線の傾斜角（θ，φ，ψ）及びGW線
までの距離・角度データ（▲▼，θ05,φ05,
ψ05），（▲▼，θ07,φ07,ψ07）は離隔処理部
411からI/Oインターフェイス4110及びテレメータデータ
送受信部402,410を介して飛行制御装置へと出力され
る。Inclination angle (θ, φ, ψ) of the GW line and distance / angle data (▲ ▼, θ 05 , φ 05 ,
ψ 05 ), (▲ ▼, θ 07 , φ 07 , ψ 07 ) are separation processing units
It is output from 411 to the flight control device via the I / O interface 4110 and the telemeter data transmission / reception units 402 and 410.
また本装置はINS信号を取込んで水平面プラットフォー
ム基準に対するGW線の傾斜角を得ているが、第13図に示
すように、点Ｏ′1,O′３間を複数に分割して同様な処
理を行なうことにより、ケーブルの傾斜の変化を計算で
き、たるみ監視も同時に行なうことが可能となる。Although the present device to obtain the inclination angle of the GW line with respect to the horizontal plane platform reference crowded preparative INS signal, as shown in FIG. 13, similar to divide between the point O '1, O' 3 into a plurality By performing the processing, the change in the inclination of the cable can be calculated and the slack can be monitored at the same time.
第13図（ａ）は撮像面を４分割し、撮像面IIに鉄塔の頂
点がある例である。第13図（ｂ）の拡大図に示すよう
に、撮像面IIにおけるGW線はＬ′Ｘ−Ｌ′Ｙ−Ｌ′Ｚ,
R′Ｘ−Ｒ′Ｙ−Ｒ′Ｚとして写るが、計算はＬ′Ｘ−
Ｌ′XZ−Ｌ′Ｚ（直線）,R′Ｘ−Ｒ′XZ−Ｒ′Ｚ（直
線）として行なわれる。FIG. 13 (a) is an example in which the imaging surface is divided into four, and the apex of the steel tower is on the imaging surface II. As shown in the enlarged view of FIG. 13 (b), GW-ray in the imaging plane II is L 'X -L' Y -L ' Z,
'Although Utsuru as Z, calculation L' R 'X -R' Y -R X -
L 'XZ -L' Z (linear), is performed as R 'X -R' XZ -R ' Z ( linear).
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば機体側にある飛行
制御装置に対して、鉄塔上部にあるGW線と機体側の距離
（方向）と傾斜角の信号を供給し、所定の距離を保って
飛行するよう制御するため、機体をGW線に沿って追従飛
行させることが可能となり、無人のヘリコプターにて送
電線の監視が可能となる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the flight control device on the fuselage side is supplied with signals of the distance (direction) and the inclination angle on the upper side of the tower from the GW line, Since the aircraft is controlled to fly at a predetermined distance, the aircraft can be made to follow the GW line and the power line can be monitored by an unmanned helicopter.
第１図は本発明による送電線監視システムを説明するた
めの一実施例の構成図、第２図は送電線の監視方式を模
式的に示す図、第３図は監視範囲の一部に操縦電波が届
かない区域での操作を示す図、第４図は送電線との離隔
検出装置の実施例図、第５図は機上処理部と地上処理部
との具体的構成例図、第６図は撮像カメラに写る２値化
画像図、第７図は複数のケーブル画像の中から一対の平
行なGW線を特定する図、第８図は特定後の２値化GW線画
像図、第９図はGW線からカメラの撮像面までの軸系設定
状態図、第10図は撮像面上の各点設定の様子を示す図、
第11図はGW線画像の相似関係を示す図、第12図は相似関
係のXYZ座標系への展開図、第13図はたるみ量の検出例
を示す図である。 １……車輌、２……無人ヘリコプター ３……固定用のマウンド、４……レール ５……ロータブレード、６……固定手段 ７……自動追尾アンテナ、８……発電機 ９……操縦者、10……操縦用モニター 11……インジケーター、12……監視用モニター 13……監視用カメラコントロール送信機 14……監視カメラ映像受信機 15……VTR、16……カメラ制御装置 17……テレメータ受信機、18……離隔検出カメラ 19……監視カメラFIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment for explaining a power transmission line monitoring system according to the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing a power transmission line monitoring method, and FIG. 3 is a part of a monitoring range. FIG. 4 is a diagram showing an operation in an area where radio waves do not reach, FIG. 4 is an embodiment diagram of a device for detecting separation from a power transmission line, FIG. 5 is a concrete configuration example diagram of an onboard processor and a ground processor, and FIG. Figure is a binarized image view taken by the imaging camera, Fig. 7 is a figure that identifies a pair of parallel GW lines from a plurality of cable images, and Fig. 8 is a binarized GW line image diagram after identification, Fig. 9 is a diagram of the axis system setting state from the GW line to the image pickup surface of the camera, and Fig. 10 is a diagram showing the state of each point setting on the image pickup surface,
FIG. 11 is a diagram showing a similarity relationship of GW line images, FIG. 12 is a development view of the similarity relationship on an XYZ coordinate system, and FIG. 13 is a diagram showing an example of detecting the amount of sag. 1 ... Vehicle, 2 ... Unmanned helicopter, 3 ... Fixing mound, 4 ... Rail, 5 ... Rotor blade, 6 ... Fixing means, 7 ... Automatic tracking antenna, 8 ... Generator, 9 ... Pilot , 10 …… Steering monitor 11 …… Indicator, 12 …… Surveillance monitor 13 …… Surveillance camera control transmitter 14 …… Surveillance camera video receiver 15 …… VTR, 16 …… Camera control unit 17 …… Telemeter Receiver, 18 …… Separation detection camera 19 …… Surveillance camera
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽我 章 東京都渋谷区道玄坂１丁目21番６号 日本 航空電子工業株式会社内 (72)発明者 緒方 成行 東京都渋谷区道玄坂１丁目21番６号 日本 航空電子工業株式会社内 (72)発明者 横田 宏一 東京都渋谷区道玄坂１丁目21番６号 日本 航空電子工業株式会社内 (72)発明者 斉藤 宏之 東京都渋谷区道玄坂１丁目21番６号 日本 航空電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−36707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−210108（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akira Soga 1-21-6 Dogenzaka, Shibuya-ku, Tokyo Within Japan Aviation Electronics Industry Co., Ltd. Japan Aviation Electronics Industry Limited (72) Inventor Koichi Yokota 1-21-6 Dogenzaka, Shibuya-ku, Tokyo Inside Japan Aviation Electronics Ltd. (72) Hiroyuki Saito 1-26-1 Dogenzaka, Shibuya-ku, Tokyo Within Japan Aviation Electronics Industry Co., Ltd. (56) Reference JP-A-2-36707 (JP, A) JP-A-60-210108 (JP, A)
Claims (2)
理部を搭載し、地上局にある地上処理部との間でデータ
の送受をして送電線の状態を監視する送電線監視システ
ムにおいて、前記機上処理部には、撮像カメラと、画像
に対する信号変換回路と、光量調整回路及びモーション
制御部と、地上との間でデータの送受をするテレメータ
送受信部とを備え、地上処理部には機上とのデータの送
受をするテレメータ送受信部と、機上にて撮影した接地
線の画像信号をもとに接地線と機体間の距離、方向及び
傾斜を算出する離隔処理部を備えたことを特徴とする送
電線監視システム。1. A transmission line monitoring system in which an automatic flight device and an on-board processing unit are mounted on an unmanned helicopter, and data is transmitted and received to and from the ground processing unit at a ground station to monitor the state of the transmission line. The on-board processing unit includes an imaging camera, a signal conversion circuit for images, a light amount adjustment circuit and a motion control unit, and a telemeter transmission / reception unit for transmitting / receiving data to / from the ground. It was equipped with a telemeter transceiver that sends and receives data to and from the aircraft, and a separation processor that calculates the distance, direction, and inclination between the aircraft and the ground line based on the image signal of the ground line captured on the aircraft. A transmission line monitoring system characterized by.
から送電線の鉄塔上に張架された２本の接地線を地形図
と弁別して検出し、前記２本の接地線画像をもとに飛行
する機体と接地線間の距離及び接地線の傾きを求め、前
記各計算結果を機体側の飛行制御装置へ伝送することを
特徴とする遠隔検出装置。2. Two grounding lines stretched over a steel tower of a power transmission line are detected by discriminating them from a topographic map from image data picked up by a surveillance camera, and a flight is made based on the two grounding line images. A remote detection device, characterized in that the distance between the aircraft and the grounding line and the inclination of the grounding line are obtained, and the results of each calculation are transmitted to the flight control device on the aircraft side.
Priority Applications (1)
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| JP15727890A JPH0757045B2 (en) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | Power line monitoring system |
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Publications (2)
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| JPH0449803A JPH0449803A (en) | 1992-02-19 |
| JPH0757045B2 true JPH0757045B2 (en) | 1995-06-14 |
Family
ID=15646163
Family Applications (1)
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