一种输电线路无人机巡检装置的制造方法
【专利摘要】本发明创造提供了一种输电线路无人机巡检装置，包括无人机本体和地面控制中心，所述无人机本体上设有吊舱，且吊舱置于无人机本体的下方，无人机本体内设置有飞行控制子系统和图像处理子系统；吊舱内设有巡检图像采集模块、伺服电机驱动模块和伺服电机，所述伺服电机能对图像采集模块的实时姿态进行调整和校正，以使目标部件处于图像采集模块的视场中心区域，伺服电机与伺服电机驱动模块电连接。本发明创造所述的无人机巡检装置，实现了对输电线路设备的自动巡检和缺陷设备的智能识别，实时调整信息采集装置的姿态，保证信息获取的精确性，减轻人工筛查的负担，提高输电线路巡检的质量和效率。
【专利说明】
一种输电线路无人机巡检装置
技术领域
[0001]本发明创造属于电力系统的运行检修领域，尤其是涉及一种输电线路无人机巡检
目.0
【背景技术】
[0002]输电线路是电力系统的重要组成部分，由于输电线路设备大多暴露在自然环境中，气象条件和现场环境复杂多变，电力线和杆塔附件在长时间运行过程中，由于受到各种力的长期作用，可能发生断股、倒塔、锈蚀、雷击等损伤，如不及时发现和消除隐患则可能发展成各种故障甚至事故，对电力系统的安全和稳定构成威胁。
[0003]输电线路巡检是有效保证输电线路及其设备安全的一项基础工作，通过巡检来掌握输电线路设备的运行状况及周边环境的变化，发现设备缺陷和危及线路安全的隐患，并提出检修意见，以便及时消除隐患、预防事故发生，从而保证输电线路安全和电力系统稳定。
[0004]传统的人工巡检方法不仅工作量大而且条件艰苦，特别是对山区和跨越大江大河的输电线路的巡检，以及在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间巡线检查，所花时间长、人力成本高、困难大、风险高，已不能适应超高压、特高压电网的运行维护要求，急需通过现代化的科技手段来逐步代替人力对电网的巡检工作。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明创造旨在提出一种输电线路无人机巡检装置，以实现对输电线路设备的自动巡检和缺陷设备的智能识别，实时调整信息采集装置的姿态，保证信息获取的精确性，减轻人工筛查的负担，提高输电线路巡检的质量和效率。
[0006]为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的:
[0007]—种输电线路无人机巡检装置，包括无人机本体和地面控制中心，所述无人机本体上设有吊舱，且吊舱置于无人机本体的下方，所述无人机本体内设置有飞行控制子系统和图像处理子系统，且飞行控制子系统和图像处理子系统分别能与地面控制中心进行数据的无线传输；
[0008]所述吊舱内设有巡检图像采集模块、伺服电机驱动模块和伺服电机，所述伺服电机能对图像采集模块的实时姿态进行调整和校正，以使目标部件处于图像采集模块的视场中心区域，所述伺服电机与伺服电机驱动模块电连接，所述飞行控制子系统包括控制处理单元，所述伺服电机驱动模块与控制处理单元的输出端口电连接；
[0009]所述图像处理子系统包括图像预处理模块，所述图像预处理模块与控制处理单元的输入端口电连接，所述图像预处理模块还与巡检图像采集模块电连接。
[0010]进一步的，所述飞行控制子系统中的控制处理单元的输入端口分别电连接有GPS模块、激光测距仪、高度计、頂U模块和接收机，所述控制处理单元的输出端口连接有电机驱动电路，所述控制处理单元还连接有第一数传电台，且第一数传电台能与控制处理单元进行双向数据传输。
[0011]进一步的，所述图像处理子系统还包括与图像预处理模块连接的图像发送单元。
[0012]进一步的，所述巡检图像采集模块包括可见光摄像头和红外热成像仪。
[0013]进一步的，所述地面控制中心内设有支撑图像处理的工控机和遥控器，所述工控机电连接有图像接收单元、第二数传电台、显示器和图像存储模块。
[0014]相对于现有技术，本发明创造所述的一种输电线路无人机巡检装置具有以下优势:
[0015]本发明所述的巡检装置实现了对输电线路设备的自动巡检和缺陷设备的智能识另IJ，伺服电机的转动实现对可见光摄像头和红外热成像仪的实时姿态的调整和校正，保证目标部件处于可见光摄像头或红外热成像仪的视场中心区域，提高了检测的精确度，减轻人工筛查的负担，提高输电线路巡检的效率;本装置还设有GPS模块、激光测距仪、高度计和MU模块，用于检测无人机的飞行高度、飞行速度和姿态信息，保证了无人机飞行的准确性。
【附图说明】
[0016]构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中:
[0017]图1为本发明创造实施例所述的无人机巡检装置结构框图。
[0018]附图标记说明:
[0019]1-无人机本体；11-飞行控制子系统；111-控制处理单元；112-GPS模块；113-激光测距仪；114-高度计；115-第一数传电台；116-1MU模块；117-接收机；118-电机驱动电路；12-图像处理子系统；121-图像预处理模块；122-图像发送单元;2-吊舱;21-巡检图像采集模块;211-可见光摄像头;212-红外热成像仪;22-伺服电机驱动模块;23-伺服电机;3-地面控制中心；31-工控机;311-图像接收单元;312-第二数传电台；313-显示器;314-图像存储模块;32-遥控器。
【具体实施方式】
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0022]在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
[0023]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
[0024]如图1所示，一种输电线路无人机巡检装置，包括无人机本体I和地面控制中心3，所述无人机本体I上设有吊舱2，且吊舱2置于无人机本体I的下方，所述无人机本体I内设置有飞行控制子系统11和图像处理子系统12，且飞行控制子系统11和图像处理子系统12分别能与地面控制中心3进行数据的无线传输；
[0025]所述吊舱2内设有巡检图像采集模块21、伺服电机驱动模块22和伺服电机23，所述巡检图像采集模块21包括可见光摄像头211和红外热成像仪212，所述伺服电机23能对图像采集模块21的实时姿态进行调整和校正，以使目标部件处于图像采集模块21的视场中心区域，所述伺服电机23与伺服电机驱动模块22电连接，所述飞行控制子系统11包括控制处理单元111，所述伺服电机驱动模块22与控制处理单元111的输出端口电连接；
[0026]所述图像处理子系统12包括图像预处理模块121，所述图像预处理模块121与控制处理单元111的输入端口电连接，所述图像预处理模块121还与巡检图像采集模块21电连接，所述图像处理子系统12还包括与图像预处理模块121连接的图像发送单元。
[0027]所述飞行控制子系统11中的控制处理单元111的输入端口分别电连接有GPS模块
112、激光测距仪113、高度计114、MU模块116和接收机117，所述控制处理单元111的输出端口连接有电机驱动电路118，所述控制处理单元111还连接有第一数传电台115，且第一数传电台115能与控制处理单元111进行双向数据传输。
[0028]所述地面控制中心3内设有支撑图像处理的工控机31和遥控器32，所述工控机31电连接有图像接收单元311、第二数传电台312、显示器313和图像存储模块314，所述工控机31内预先装载有缺陷图像特征数据库和算法配置库，所述算法配置库包括图像基本处理算法、特征量操作算法和特殊匹配算法的调度策略。
[0029]本实施例的工作过程:无人机本体内设有的飞行控制子系统11和图像处理子系统12，飞行控制子系统11通过第一数传电台115与地面控制中心3的第二数传电台312之间进行数据的无线传输，图像处理子系统12通过图像发送单元122与地面控制中心3的图像接收单元311进行数据的传输，地面控制中心3可以实时监测无人机本体I的飞行状态，且可用遥控器32控制无人机，接收机117接收遥控信号，无人机本体I通过GPS模块112、激光测距仪
113、高度计114和頂U模块116来检测无人机的飞行高度、飞行速度和姿态信息，将采集的数据传输给控制处理单元111进行数据处理，吊舱2里的可见光摄像头211和红外热成像仪212用于采集目标部件的信息，两者可配合使用也可单独使用，设置在吊舱2内的伺服电机23可驱动可见光摄像头211和红外热成像仪212转动，实时调整和校正可见光摄像头211或者红外热成像仪212的姿态，使目标部件处于可见光摄像头211或红外热成像仪212的视场中心区域，采集完的图像传输给图像预处理模块121，图像预处理模块121首先对采集的图像转换为灰度图像，对灰度图像进行中值滤波，消除图像中孤立的噪声点，然后采用阈值法对图像进行分割，提取目标部件，对图像进行二值化处理，分析计算目标部件的边缘与图像边缘的距离，然后将预处理图像通过图像发送单元122发送给地面控制中心3，地面控制中心3的对接收的预处理图像进行高级处理，包括噪声和抖动的消除、几何校正和基本特征的提取，根据缺陷图像特征数据库、算法配置库和高级预处理结果，对图像进行精确匹配处理，根据匹配结果判定缺陷图像，并识别缺陷部件和缺陷种类，并将处理结果进行显示和存储。
[0030]以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改处理进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
【主权项】
1.一种输电线路无人机巡检装置，其特征在于:包括无人机本体(I)和地面控制中心(3)，所述无人机本体(I)上设有吊舱(2)，且吊舱(2)置于无人机本体(I)的下方，所述无人机本体(I)内设置有飞行控制子系统(11)和图像处理子系统(12)，且飞行控制子系统(11)和图像处理子系统(12)分别能与地面控制中心(3)进行数据的无线传输； 所述吊舱(2)内设有巡检图像采集模块(21)、伺服电机驱动模块(22)和伺服电机(23)，所述伺服电机(23)能对图像采集模块(21)的实时姿态进行调整和校正，以使目标部件处于图像采集模块(21)的视场中心区域，所述伺服电机(23)与伺服电机驱动模块(22)电连接，所述飞行控制子系统(11)包括控制处理单元(111)，所述伺服电机驱动模块(22)与控制处理单元(111)的输出端口电连接； 所述图像处理子系统(12)包括图像预处理模块(121)，所述图像预处理模块(121)与控制处理单元(111)的输入端口电连接，所述图像预处理模块(121)还与巡检图像采集模块(21)电连接。2.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机巡检装置，其特征在于:所述飞行控制子系统(11)中的控制处理单元(111)的输入端口分别电连接有GPS模块(112 )、激光测距仪(113)、高度计(114) aMU模块(116)和接收机(117)，所述控制处理单元(111)的输出端口连接有电机驱动电路(118)，所述控制处理单元(111)还连接有第一数传电台(115)，且第一数传电台(115)能与控制处理单元(111)进行双向数据传输。3.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机巡检装置，其特征在于:所述图像处理子系统(12)还包括与图像预处理模块(121)连接的图像发送单元。4.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机巡检装置，其特征在于:所述巡检图像采集模块(21)包括可见光摄像头(211)和红外热成像仪(212)。5.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机巡检装置，其特征在于:所述地面控制中心(3)内设有支撑图像处理的工控机(31)和遥控器(32)，所述工控机(31)电连接有图像接收单元(311)、第二数传电台(312)、显示器(313)和图像存储模块(314)。
【文档编号】G05D1/10GK106099763SQ201610697804
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月18日 公开号201610697804.0, CN 106099763 A, CN 106099763A, CN 201610697804, CN-A-106099763, CN106099763 A, CN106099763A, CN201610697804, CN201610697804.0
【发明人】台海江
【申请人】天津中翔腾航科技股份有限公司