一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置，包括無人機(jī)本體和地面控制中心，所述無人機(jī)本體上設(shè)有吊艙，且吊艙置于無人機(jī)本體的下方，無人機(jī)本體內(nèi)設(shè)置有飛行控制子系統(tǒng)和圖像處理子系統(tǒng)；吊艙內(nèi)設(shè)有巡檢圖像采集模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動模塊和伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)能對圖像采集模塊的實時姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整和校正，以使目標(biāo)部件處于圖像采集模塊的視場中心區(qū)域，伺服電機(jī)與伺服電機(jī)驅(qū)動模塊電連接。本發(fā)明創(chuàng)造所述的無人機(jī)巡檢裝置，實現(xiàn)了對輸電線路設(shè)備的自動巡檢和缺陷設(shè)備的智能識別，實時調(diào)整信息采集裝置的姿態(tài)，保證信息獲取的精確性，減輕人工篩查的負(fù)擔(dān)，提高輸電線路巡檢的質(zhì)量和效率。
【專利說明】
一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造屬于電力系統(tǒng)的運行檢修領(lǐng)域，尤其是涉及一種輸電線路無人機(jī)巡檢
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，由于輸電線路設(shè)備大多暴露在自然環(huán)境中，氣象條件和現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜多變，電力線和桿塔附件在長時間運行過程中，由于受到各種力的長期作用，可能發(fā)生斷股、倒塔、銹蝕、雷擊等損傷，如不及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患則可能發(fā)展成各種故障甚至事故，對電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定構(gòu)成威脅。
[0003]輸電線路巡檢是有效保證輸電線路及其設(shè)備安全的一項基礎(chǔ)工作，通過巡檢來掌握輸電線路設(shè)備的運行狀況及周邊環(huán)境的變化，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和危及線路安全的隱患，并提出檢修意見，以便及時消除隱患、預(yù)防事故發(fā)生，從而保證輸電線路安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定。
[0004]傳統(tǒng)的人工巡檢方法不僅工作量大而且條件艱苦，特別是對山區(qū)和跨越大江大河的輸電線路的巡檢，以及在冰災(zāi)、水災(zāi)、地震、滑坡、夜晚期間巡線檢查，所花時間長、人力成本高、困難大、風(fēng)險高，已不能適應(yīng)超高壓、特高壓電網(wǎng)的運行維護(hù)要求，急需通過現(xiàn)代化的科技手段來逐步代替人力對電網(wǎng)的巡檢工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置，以實現(xiàn)對輸電線路設(shè)備的自動巡檢和缺陷設(shè)備的智能識別，實時調(diào)整信息采集裝置的姿態(tài)，保證信息獲取的精確性，減輕人工篩查的負(fù)擔(dān)，提高輸電線路巡檢的質(zhì)量和效率。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置，包括無人機(jī)本體和地面控制中心，所述無人機(jī)本體上設(shè)有吊艙，且吊艙置于無人機(jī)本體的下方，所述無人機(jī)本體內(nèi)設(shè)置有飛行控制子系統(tǒng)和圖像處理子系統(tǒng)，且飛行控制子系統(tǒng)和圖像處理子系統(tǒng)分別能與地面控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸；
[0008]所述吊艙內(nèi)設(shè)有巡檢圖像采集模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動模塊和伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)能對圖像采集模塊的實時姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整和校正，以使目標(biāo)部件處于圖像采集模塊的視場中心區(qū)域，所述伺服電機(jī)與伺服電機(jī)驅(qū)動模塊電連接，所述飛行控制子系統(tǒng)包括控制處理單元，所述伺服電機(jī)驅(qū)動模塊與控制處理單元的輸出端口電連接；
[0009]所述圖像處理子系統(tǒng)包括圖像預(yù)處理模塊，所述圖像預(yù)處理模塊與控制處理單元的輸入端口電連接，所述圖像預(yù)處理模塊還與巡檢圖像采集模塊電連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述飛行控制子系統(tǒng)中的控制處理單元的輸入端口分別電連接有GPS模塊、激光測距儀、高度計、頂U(kuò)模塊和接收機(jī)，所述控制處理單元的輸出端口連接有電機(jī)驅(qū)動電路，所述控制處理單元還連接有第一數(shù)傳電臺，且第一數(shù)傳電臺能與控制處理單元進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。
[0011]進(jìn)一步的，所述圖像處理子系統(tǒng)還包括與圖像預(yù)處理模塊連接的圖像發(fā)送單元。
[0012]進(jìn)一步的，所述巡檢圖像采集模塊包括可見光攝像頭和紅外熱成像儀。
[0013]進(jìn)一步的，所述地面控制中心內(nèi)設(shè)有支撐圖像處理的工控機(jī)和遙控器，所述工控機(jī)電連接有圖像接收單元、第二數(shù)傳電臺、顯示器和圖像存儲模塊。
[0014]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置具有以下優(yōu)勢:
[0015]本發(fā)明所述的巡檢裝置實現(xiàn)了對輸電線路設(shè)備的自動巡檢和缺陷設(shè)備的智能識另IJ，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)對可見光攝像頭和紅外熱成像儀的實時姿態(tài)的調(diào)整和校正，保證目標(biāo)部件處于可見光攝像頭或紅外熱成像儀的視場中心區(qū)域，提高了檢測的精確度，減輕人工篩查的負(fù)擔(dān)，提高輸電線路巡檢的效率;本裝置還設(shè)有GPS模塊、激光測距儀、高度計和MU模塊，用于檢測無人機(jī)的飛行高度、飛行速度和姿態(tài)信息，保證了無人機(jī)飛行的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0016]構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0017]圖1為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的無人機(jī)巡檢裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:
[0019]1-無人機(jī)本體；11-飛行控制子系統(tǒng)；111-控制處理單元；112-GPS模塊；113-激光測距儀；114-高度計；115-第一數(shù)傳電臺；116-1MU模塊；117-接收機(jī)；118-電機(jī)驅(qū)動電路；12-圖像處理子系統(tǒng)；121-圖像預(yù)處理模塊；122-圖像發(fā)送單元;2-吊艙;21-巡檢圖像采集模塊;211-可見光攝像頭;212-紅外熱成像儀;22-伺服電機(jī)驅(qū)動模塊;23-伺服電機(jī);3-地面控制中心；31-工控機(jī);311-圖像接收單元;312-第二數(shù)傳電臺；313-顯示器;314-圖像存儲模塊;32-遙控器。
【具體實施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0021]在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明創(chuàng)造和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明創(chuàng)造的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0022]在本發(fā)明創(chuàng)造的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明創(chuàng)造中的具體含義。
[0023]下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造。
[0024]如圖1所示，一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置，包括無人機(jī)本體I和地面控制中心3，所述無人機(jī)本體I上設(shè)有吊艙2，且吊艙2置于無人機(jī)本體I的下方，所述無人機(jī)本體I內(nèi)設(shè)置有飛行控制子系統(tǒng)11和圖像處理子系統(tǒng)12，且飛行控制子系統(tǒng)11和圖像處理子系統(tǒng)12分別能與地面控制中心3進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸；
[0025]所述吊艙2內(nèi)設(shè)有巡檢圖像采集模塊21、伺服電機(jī)驅(qū)動模塊22和伺服電機(jī)23，所述巡檢圖像采集模塊21包括可見光攝像頭211和紅外熱成像儀212，所述伺服電機(jī)23能對圖像采集模塊21的實時姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整和校正，以使目標(biāo)部件處于圖像采集模塊21的視場中心區(qū)域，所述伺服電機(jī)23與伺服電機(jī)驅(qū)動模塊22電連接，所述飛行控制子系統(tǒng)11包括控制處理單元111，所述伺服電機(jī)驅(qū)動模塊22與控制處理單元111的輸出端口電連接；
[0026]所述圖像處理子系統(tǒng)12包括圖像預(yù)處理模塊121，所述圖像預(yù)處理模塊121與控制處理單元111的輸入端口電連接，所述圖像預(yù)處理模塊121還與巡檢圖像采集模塊21電連接，所述圖像處理子系統(tǒng)12還包括與圖像預(yù)處理模塊121連接的圖像發(fā)送單元。
[0027]所述飛行控制子系統(tǒng)11中的控制處理單元111的輸入端口分別電連接有GPS模塊
112、激光測距儀113、高度計114、MU模塊116和接收機(jī)117，所述控制處理單元111的輸出端口連接有電機(jī)驅(qū)動電路118，所述控制處理單元111還連接有第一數(shù)傳電臺115，且第一數(shù)傳電臺115能與控制處理單元111進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。
[0028]所述地面控制中心3內(nèi)設(shè)有支撐圖像處理的工控機(jī)31和遙控器32，所述工控機(jī)31電連接有圖像接收單元311、第二數(shù)傳電臺312、顯示器313和圖像存儲模塊314，所述工控機(jī)31內(nèi)預(yù)先裝載有缺陷圖像特征數(shù)據(jù)庫和算法配置庫，所述算法配置庫包括圖像基本處理算法、特征量操作算法和特殊匹配算法的調(diào)度策略。
[0029]本實施例的工作過程:無人機(jī)本體內(nèi)設(shè)有的飛行控制子系統(tǒng)11和圖像處理子系統(tǒng)12，飛行控制子系統(tǒng)11通過第一數(shù)傳電臺115與地面控制中心3的第二數(shù)傳電臺312之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸，圖像處理子系統(tǒng)12通過圖像發(fā)送單元122與地面控制中心3的圖像接收單元311進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，地面控制中心3可以實時監(jiān)測無人機(jī)本體I的飛行狀態(tài)，且可用遙控器32控制無人機(jī)，接收機(jī)117接收遙控信號，無人機(jī)本體I通過GPS模塊112、激光測距儀
113、高度計114和頂U(kuò)模塊116來檢測無人機(jī)的飛行高度、飛行速度和姿態(tài)信息，將采集的數(shù)據(jù)傳輸給控制處理單元111進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，吊艙2里的可見光攝像頭211和紅外熱成像儀212用于采集目標(biāo)部件的信息，兩者可配合使用也可單獨使用，設(shè)置在吊艙2內(nèi)的伺服電機(jī)23可驅(qū)動可見光攝像頭211和紅外熱成像儀212轉(zhuǎn)動，實時調(diào)整和校正可見光攝像頭211或者紅外熱成像儀212的姿態(tài)，使目標(biāo)部件處于可見光攝像頭211或紅外熱成像儀212的視場中心區(qū)域，采集完的圖像傳輸給圖像預(yù)處理模塊121，圖像預(yù)處理模塊121首先對采集的圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，對灰度圖像進(jìn)行中值濾波，消除圖像中孤立的噪聲點，然后采用閾值法對圖像進(jìn)行分割，提取目標(biāo)部件，對圖像進(jìn)行二值化處理，分析計算目標(biāo)部件的邊緣與圖像邊緣的距離，然后將預(yù)處理圖像通過圖像發(fā)送單元122發(fā)送給地面控制中心3，地面控制中心3的對接收的預(yù)處理圖像進(jìn)行高級處理，包括噪聲和抖動的消除、幾何校正和基本特征的提取，根據(jù)缺陷圖像特征數(shù)據(jù)庫、算法配置庫和高級預(yù)處理結(jié)果，對圖像進(jìn)行精確匹配處理，根據(jù)匹配結(jié)果判定缺陷圖像，并識別缺陷部件和缺陷種類，并將處理結(jié)果進(jìn)行顯示和存儲。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改處理進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置，其特征在于:包括無人機(jī)本體(I)和地面控制中心(3)，所述無人機(jī)本體(I)上設(shè)有吊艙(2)，且吊艙(2)置于無人機(jī)本體(I)的下方，所述無人機(jī)本體(I)內(nèi)設(shè)置有飛行控制子系統(tǒng)(11)和圖像處理子系統(tǒng)(12)，且飛行控制子系統(tǒng)(11)和圖像處理子系統(tǒng)(12)分別能與地面控制中心(3)進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸； 所述吊艙(2)內(nèi)設(shè)有巡檢圖像采集模塊(21)、伺服電機(jī)驅(qū)動模塊(22)和伺服電機(jī)(23)，所述伺服電機(jī)(23)能對圖像采集模塊(21)的實時姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整和校正，以使目標(biāo)部件處于圖像采集模塊(21)的視場中心區(qū)域，所述伺服電機(jī)(23)與伺服電機(jī)驅(qū)動模塊(22)電連接，所述飛行控制子系統(tǒng)(11)包括控制處理單元(111)，所述伺服電機(jī)驅(qū)動模塊(22)與控制處理單元(111)的輸出端口電連接； 所述圖像處理子系統(tǒng)(12)包括圖像預(yù)處理模塊(121)，所述圖像預(yù)處理模塊(121)與控制處理單元(111)的輸入端口電連接，所述圖像預(yù)處理模塊(121)還與巡檢圖像采集模塊(21)電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置，其特征在于:所述飛行控制子系統(tǒng)(11)中的控制處理單元(111)的輸入端口分別電連接有GPS模塊(112 )、激光測距儀(113)、高度計(114) aMU模塊(116)和接收機(jī)(117)，所述控制處理單元(111)的輸出端口連接有電機(jī)驅(qū)動電路(118)，所述控制處理單元(111)還連接有第一數(shù)傳電臺(115)，且第一數(shù)傳電臺(115)能與控制處理單元(111)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置，其特征在于:所述圖像處理子系統(tǒng)(12)還包括與圖像預(yù)處理模塊(121)連接的圖像發(fā)送單元。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置，其特征在于:所述巡檢圖像采集模塊(21)包括可見光攝像頭(211)和紅外熱成像儀(212)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路無人機(jī)巡檢裝置，其特征在于:所述地面控制中心(3)內(nèi)設(shè)有支撐圖像處理的工控機(jī)(31)和遙控器(32)，所述工控機(jī)(31)電連接有圖像接收單元(311)、第二數(shù)傳電臺(312)、顯示器(313)和圖像存儲模塊(314)。
【文檔編號】G05D1/10GK106099763SQ201610697804
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月18日 公開號201610697804.0, CN 106099763 A, CN 106099763A, CN 201610697804, CN-A-106099763, CN106099763 A, CN106099763A, CN201610697804, CN201610697804.0
【發(fā)明人】臺海江
【申請人】天津中翔騰航科技股份有限公司