无人机平台电力巡线系统及工作方式的制作方法
【专利摘要】本发明公开了无人机平台电力巡线系统及工作方式，系统包括飞机主体、中继机、地面指挥车，其飞机主体上安装有高清照相机、红外热成像仪、飞机数传电台和飞机图传电台，中继机上设置有与飞机主体进行无线通讯的数传电台中继和图传电台中继，地面指挥车上设置有与中继机进行无线通讯的地面数传电台和地面图传电台，所述的中继机为可进行巡检飞行的无人直升机，且中继机的数量有一个或者多个。本发明主要涉及电力系统的维护设备。
【专利说明】无人机平台电力巡线系统及工作方式
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及电力系统的维护设备，尤其涉及无人机平台电力巡线系统及工作方式。
【背景技术】
[0003]电力高压线路在日常维护中，需要对电力线路进行温度及日常监控，由于高压线路一般线路长，跨度大，及大多数分布在地形较为复杂的山地、丘陵等复杂地带，现有技术的监控方案一般采用可移动的无人机平台对在空中对各个线路进行巡检，通过设置在无人机的红外探头测得线路的红外温度数据，无人机平台同时起着与无人机进行地面通讯的平台，从而保证线路的正常稳定的工作，但现有技术存在的问题是，由于高压线路较多设置在山地、丘陵地带，地形高低起伏，不仅山峰较多，且山峰之间又无路可走，而无人机在巡线时，无人机飞行高度则根据线路的高低状况来高低起伏飞行，可实现快速巡视，由于无人机与地面通讯采用无线电协议传输，无线电传输正常通视条件下，2W的主机通讯距离可达到100KM，因为无线电的波长特点，无线电绕射能力差，如果中间有障碍物，根据障碍物的性质，有不同程度的衰减，如果是高大建筑物或者是山头，并且无人飞机平台车同时也无法驶入此山谷之中时，可能通讯距离会骤减至只能在1-2KM内传输，无人机巡线是一个大范围的作业，如果受无线电传输制约，其作业范围将会大大缩小，导致适应性差，效率低下，就失去了无人机巡线原有的优势。
【发明内容】
[0004]本发明公开了无人机平台电力巡线系统及工作方式，用以解决现有技术的不足。
[0005]为解决上述问题，本发明的技术解决方案是:
无人机平台电力巡线系统方式，包括以下步骤:
a、首先检测飞机主体、中继机及地面指挥车等相关设备进行运行前加油、调试等运行前维护工作，保证设备处于良好运行状态。
[0006]b、分析所需要巡线的线路，保证其地面指挥车与中继机之间实现通视或最小障碍，同时保证中继机与飞机主体之间实现通视或最小障碍的巡线范围和巡线路径；
C、地面指挥车根据要巡线的线路派出飞机主体进行巡线工作，飞机主体启动其设置在上面的高清照相机、红外热成像仪、飞机数传电台和飞机图传电台，飞机主体保持与线路的高度距离后沿线路斜上方进行高低起伏飞行，并将所测得的图像数据与三路摄像头图像数据合并后通过飞机图传电台传输至地面指挥车，由地面图传电台接收所传数据；
d、地面指挥车再派出中继机跟随在飞机主体后方进行巡线飞行，并同时启动中继机上设置的数传电台中继和图传电台中继，当中继机飞往巡线线路上障碍物的至高点的上方后进行悬停，地面指挥车则保证与中继机之间实现通视或者最小障碍； e、飞机主体继续沿巡线线路进行巡检，在到达指定的巡检终点后进行返程，返程过程中，继续对所巡线线路另一侧进行巡检；
f、当飞机主体返程中接近中继机时，则此中继机由悬停状态转化为返程状态，飞机主体则紧跟在中继机后面跟随中继机进行返程；
g、中继机返程至地面指挥车的飞机平台上指定位置后，中继机则停止运行；
h、飞机主体返程至地面指挥车的飞机平台上指定位置后，飞机主体则停止运行；
1、对返程后的飞机主体和中继机进行返程维护，为下一次巡检作好准备。
[0007]无人机平台电力巡线系统，包括飞机主体、中继机、地面指挥车，其飞机主体上安装有高清照相机、红外热成像仪、飞机数传电台和飞机图传电台，中继机上设置有与飞机主体进行无线通讯的数传电台中继和图传电台中继，地面指挥车上设置有与中继机进行无线通讯的地面数传电台和地面图传电台，所述的中继机为可进行巡检飞行的无人直升机，且中继机的数量有一个或者多个。
[0008]所述的飞机主体与中继机均可通过自动驾驶仪根据地面指挥车设置的程序进行自动巡航驾驶。
[0009]所述的数传电台中继可与飞机数传电台和地面数传电台同时进行无线通讯。
[0010]所述的图传电台中继可与飞机图传电台和地面图传电台同时进行无线通讯。
[0011]本发明的有益效果是:通过采用增加中继机进行桥接的办法，延长传输距离，或者采用折射方式绕开障碍物，从而克服了需通视才能远距离传输的弱点，保障无人机巡线系统的作业范围。具体作业方式为飞机主体沿线高低起伏飞行，中继机与飞机主体保证通视或最小障碍，中继机也要保证与地面控制中心通视或最小障碍，从而提高了无人机工作平台的适应性，提高了工作效率，增大了其传输距离，更能适应复杂的地形环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图为本发明的结构框架图；
图中:1-飞机主体,11-高清照相机,12-红外热成像仪，13-飞机数传电台，14-飞机图传电台，15-三路摄像头，2-中继机，21-数传电台中继，22-图传电台中继，3-地面指挥车，31地面数传电台，32-地面图传电台。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0014]参见附图，本发明的工作方式包括以下步骤:
a、首先检测飞机主体1、中继机2及地面指挥车3等相关设备进行运行前加油、调试等运行前维护工作，保证设备处于良好运行状态。
[0015]b、分析所需要巡线的线路，保证其地面指挥车3与中继机2之间实现通视或最小障碍，同时保证中继机2与飞机主体I之间实现通视或最小障碍的巡线范围和巡线路径；
C、地面指挥车3根据要巡线的线路派出飞机主体I进行巡线工作，飞机主体I启动其设置在上面的高清照相机11、红外热成像仪12、飞机数传电台13和飞机图传电台14，飞机主体I保持与线路的高度距离后沿线路上方进行高低起伏飞行，并将所测得的图像数据及三路摄像头15的图像数据合并后通过飞机图传电台14传输至地面指挥车3，由地面图传电台32接收所传数据；
d、地面指挥车3再派出中继机2跟随在飞机主体I后方进行巡线飞行，并同时启动中继机2上设置的数传电台中继21和图传电台中继22，当中继机2飞往巡线线路上障碍物的至高点的上方后进行悬停，地面指挥车3则保证与中继机2之间实现通视或者最小障碍；
e、飞机主体I继续沿巡线的线路进行巡检，在到达指定的巡检终点后进行返程，返程过程中，继续对所巡线线路另一侧进行巡检；
f、当飞机主体I返程中接近中继机2时，则此中继机2由悬停状态转化为返程状态，飞机主体I则紧跟在中继机2后面跟随中继机2进行返程；
g、中继机2返程至地面指挥车3的飞机平台上指定位置后，中继机2则停止运行；
h、飞机主体I返程至地面指挥车3的飞机平台上指定位置后，飞机主体I则停止运行；
1、对返程后的飞机主体I和中继机2进行返程维护，为下一次巡检作好准备。
[0016]无人机平台电力巡线系统，包括飞机主体1、中继机2、地面指挥车3，其飞机主体I上安装有高清照相机11、红外热成像仪12、飞机数传电台13和飞机图传电台14，中继机2上设置有与飞机主体I进行无线通讯的数传电台中继21和图传电台中继22，地面指挥车3上设置有与中继机2进行无线通讯的地面数传电台31和地面图传电台32，所述的中继机2为可进行巡检飞行的无人直升机，且中继机2的数量有一个或者多个。
[0017]所述的飞机主体I与中继机2均可通过自动驾驶仪根据地面指挥车3设置的程序进行自动巡航驾驶。
[0018]所述的数传电台中继21可与飞机数传电台13和地面数传电台31同时进行无线通讯。
[0019]所述的图传电台中继22可与飞机图传电台14和地面图传电台32同时进行无线通讯。
[0020]在实际应用中，中继机2为可进行巡检飞行的无人直升机，且中继机2的数量有一个或者多个，飞机主体I上安装有高清照相机11、红外热成像仪12、飞机数传电台13和飞机图传电台14，其中高清照相机11主要负责拍摄可视图像，便于从地面指挥车3的系统中直接看出实拍的图像，而红外热成像仪12则探测出巡检线路上的实时的温度数据，高清照相机11拍得的可视图像与三路摄像头15的图像数据合并后的图像数据通过数据处理，可以将两者图像进行合并或者分离，然后将两者数据通过飞机图传电台14、图传电台中继22和地面图传电台32的无线传输功能直观的反应在地面指挥车的显示屏上，就可以从显示器上直接看出拍摄线路的数据，三路摄像头15的作用主要是从系统可以直观看到飞机主机I周围的障碍物的状况，防止飞机主体I在飞行过程中发生碰撞，数传电台中继21可与飞机数传电台13和地面数传电台31同时进行无线通讯，图传电台中继22可与飞机图传电台14和地面图传电台32同时进行无线通讯，同时飞机主体I与中继机2均为无人机，地面指挥车3通过地面数传电台与无机主机I和中继机2的驾驶系统进行无线传输，从而可以通过地面指挥车直接控制飞机主体I和中继机2的驾驶，通常情况下，飞机主体I和中继机2中均安装有自动驾驶仪，在对线路进行巡检前，分析所需要巡线的线路，保证其地面指挥车3与中继机2之间实现通视或最小障碍，同时保证中继机2与飞机主体I之间实现通视或最小障碍的巡线范围和巡线路径；设置好巡线路径则在自动驾驶仪中输入巡线数据即可实现自动巡线飞行，需要对中继机2与飞机主体I进行人工手动操作时，才启用手动进行操作，当然由于中继机2与飞机主体I均为空中飞行的飞机，因此在巡检前及巡检后均需要对中继机2与飞机主体I及地面指挥车3进行飞行前及飞行后的维护及检查工作，同时图像之间的传输通道与飞机自动驾驶及控制通道采用不同的通讯通道，两者均相互独立，互不影响，以保证其飞行的安全性，并且在设置好巡检路径后，通常还需要在地面指挥车3的操作系统中进行模拟飞行，以保证飞行整个过程的可靠性。
[0021]在飞行前准备工作准备好之后，地面指挥车3根据要巡线的线路派出飞机主体I进行巡线工作，飞机主体I启动其设置在上面的高清照相机11、红外热成像仪12、飞机数传电台13和飞机图传电台14，飞机主体I保持与线路的高度距离后沿线路的斜上方进行高低起伏飞行，并将所测得的图像数据与三路摄像头15的图像数据合并后通过飞机图传电台14传输至地面指挥车3，由地面图传电台32接收所传数据；地面指挥车3再陆续派出中继机2跟随在飞机主体I后方进行巡线飞行，并同时启动中继机2上设置的数传电台中继21和图传电台中继22，当中继机2飞往巡线线路上障碍物的至高点的上方后进行悬停，地面指挥车3则保证与中继机2之间实现通视或者最小障碍；在巡检过程中，飞机主体I未到达前方第一个障碍物的至高点时，飞机主体与地面指挥车进行直接无线通讯，在飞机主体飞过障碍物后，飞机主体I则与相近的中继机2进行无线通讯，中继机2再通过与地面指挥车3进行无线通信将数据传输至地面指挥车3，飞机主体I也可以设置选择与其接收信号较强的地面指挥车3或者中继机2进行信号传输，通常如果能用飞机主体I即可实现巡检过程时，通常可不用派出中继机2进行信号中转，只有在一些地形复杂，或者远距离进行巡检时，只采用飞机主体I时不能实现时其巡检要求才启动中继机进行信号中转，拓宽无人机电力巡线的通信距离，从而保证有效地完成传输过程，增加在恶劣环境的传输可靠性，增大整个系统的作业适应性，而中继机2的数量也可以采用多台，分别设置在信号中转时的转角位置，以增加信号传输距离及复杂地形环境中，多个中继机2则依次派出，返回时则按返回路径依次返回，在飞机主体I继续沿巡线线路进行巡检，在到达指定的巡检终点后进行返程，返程过程中，继续对所巡线线路的另一侧进行巡检；以对线路进行复检，以保证其巡检数据的可靠性及准确性，当飞机主体I返程中接近中继机2时，则此中继机2由悬停状态转化为返程状态，飞机主体I则紧跟在中继机2后面跟随中继机2进行返程；中继机2返程至地面指挥车3的飞机平台上指定位置后，中继机2则停止运行；飞机主体I返程至地面指挥车3的飞机平台上指定位置后，飞机主体I则停止运行；最后再对返程后的飞机主体I和中继机2进行返程维护，为下一次巡检作好准备，此时则完成了整个无人机电力巡检平台的巡线。
[0022]上述【具体实施方式】为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.无人机平台电力巡线系统工作方式，其特征在于包括以下步骤: a、首先检测飞机主体、中继机及地面指挥车等相关设备进行运行前加油、调试等运行前维护工作，保证设备处于良好运行状态。
2.b、分析所需要巡线的线路，保证其地面指挥车与中继机之间实现通视或最小障碍，同时保证中继飞机与飞机主体之间实现通视或最小障碍的巡线范围和巡线路径； C、地面指挥车根据要巡线的线路派出飞机主体进行巡线工作，飞机主体启动其设置在上面的高清照相机、红外热成像仪、飞机数传电台和飞机图传电台，飞机主体保持与线路的高度距离后沿线路斜上方进行高低起伏飞行，并将所测得的图像数据与三路摄像头的图像数据合并后通过飞机图传电台传输至地面指挥车，由地面图传电台接收所传数据； d、地面指挥车再派出中继机跟随在飞机主体后方进行巡线飞行，并同时启动中继机上设置的数传电台中继和图传电台中继，当中继机飞往巡线线路上障碍物的至高点的上方后进行悬停，地面指挥车则保证与中继机之间实现通视或者最小障碍； e、飞机主体继续沿巡线的线路进行巡检，在到达指定的巡检终点后进行返程，返程过程中，继续对所巡线线路另一侧进行巡检； f、当飞机主体返程中接近中继机时，则此中继机由悬停状态转化为返程状态，飞机主体则紧跟在中继机后面跟随中继机进行返程； g、中继机返程至地面指挥车的飞机平台上指定位置后，中继机则停止运行； h、飞机主体返程至地面指挥车的飞机平台上指定位置后，飞机主体则停止运行； 1、对返程后的飞机主体和中继机进行返程维护，为下一次巡检作好准备。
3.无人机平台电力巡线系统，包括飞机主体、中继机、地面指挥车，其飞机主体上安装有高清照相机、红外热成像仪、飞机数传电台和飞机图传电台，中继机上设置有与飞机主体进行无线通讯的数传电台中继和图传电台中继，地面指挥车上设置有与中继机进行无线通讯的地面数传电台和地面图传电台，其特征在于:所述的中继机为可进行巡检飞行的无人直升机，且中继机的数量有一个或者多个。
4.根据权利要求2所述的无人机平台电力巡线系统，其特征在于:所述的飞机主体与中继机均可通过自动驾驶仪根据地面指挥车设置的程序进行自动巡航驾驶。
5.根据权利要求2所述的无人机平台电力巡线系统，其特征在于:所述的数传电台中继可与飞机数传电台和地面数传电台同时进行无线通讯。
6.根据权利要求2所述的无人机平台电力巡线系统，其特征在于:所述的图传电台中继可与飞机图传电台和地面图传电台同时进行无线通讯。
【文档编号】B64D47/08GK103730862SQ201310560122
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】李光明, 招明镜 申请人:广东威恒电力技术开发有限公司