基于无人机的憎水性评级装置及方法与流程

本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种基于无人机的憎水性评级装置及方法。

背景技术：

憎水性检测是检测复合绝缘子老化程度的重要检测方法，现场憎水性测量的方法是憎水性分级法，现有的检测方法采取塔上和地面相结合的检测方式，即工作人员先上杆塔，用喷水设备对复合绝缘子的伞裙喷水，同时对伞裙表面水珠附着情况进行拍照；回到地面后，将拍摄到的数码图像输入到计算机中，利用憎水性分析软件分析复合绝缘子的憎水性状况，即要求工人登高、爬塔作业。这种方式只能在输电线路停电检修时进行，而特高压输电线路停电检修困难，因此现有的憎水性现场检测方法并不适用于运行中的复合绝缘子（复合横担）。工作人员在输电线路停电检修时登塔后，使用专用绝缘操作杆对复合绝缘子进行憎水性试验，整个过程对工作人员要求较高、极其耗费人力。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种基于无人机的憎水性评级装置及方法，旨在解决现有运行中的复合绝缘子憎水性难以检测的问题。

一方面，本发明提出了一种基于无人机的憎水性评级装置，该装置包括：设置有喷水机构的无人机，用于对待评测件进行喷淋，并通过所述无人机上设置的相机对喷淋区域进行拍照，以获取水珠分布形态图像；与所述无人机电连接的处理器，用于接收所述无人机获取的水珠分布形态图像，并根据水珠分布形态图像评估所述待评测件所检测区域的憎水性；与所述无人机电连接的控制器，用于控制所述无人机的飞行、定位、喷淋、拍照和图像传输。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级装置，所述喷水机构包括：水箱和喷水杆；其中，所述水泵用于存储喷淋液体并通过所述喷水杆喷射以对所述待评测件进行喷淋；所述喷水杆上设有电磁阀，其与所述控制器电连接，通过所述控制器控制所述电磁阀的开启或关闭以实现喷淋液体的喷出和停止。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级装置，所述水箱上设有水泵，用于对所述水箱内的喷淋液体进行增压。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级装置，所述喷水杆的输出端设置有喷嘴，用于将所述喷水杆内的喷淋液体以雾状液体喷射。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级装置，该装置还包括：数据存储器，用于与所述处理器通信实现数据的存储；所述数据包括所述待评测件预先编制的编号、水珠分布形态图像和所述处理器评估的憎水性。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级装置，该装置还包括：位置传感器，用于获取所述待评测件的位置，并与所述数据存储器通信实现位置信号的存储。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级装置，该装置还包括：温湿度传感器，用于获取所述待评测件的所处环境内的温度和湿度，并与所述数据存储器通信实现温湿度信号的存储。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级装置，所述待评测件为复合绝缘子时，所述憎水性的分级标准采用复合绝缘子hc分级判别标准。

本发明提供的基于无人机的憎水性评级装置，通过控制器控制无人机的喷水机构在待评测件上尤其是目标绝缘子的伞裙上喷洒水雾，并通过控制器控制无人机上的相机对已喷洒水雾的区域例如伞裙区域拍摄获取水珠分布形态图像；通过控制器控制无人机将其获取的水珠分布形态图像实时回传至处理器上，通过处理器对水珠分布形态图像进行图像识别和分析，以便实时评估待评测件的憎水性。

与现有技术相比，本实施例提供的基于无人机的憎水性评级装置，地面工作人员可通过控制器控制无人机的飞行、定位、喷淋、拍照和图像传输，以便实现对待评测件进行自动喷淋、拍照和图像传输，无需再登高爬塔以取得图像样本，操作简单方便，大大降低了复合绝缘子憎水性的检测难度，同时大大减小了工作人员的劳动力，即减小了人力和物力；另外，无人机100的喷水机构在待评测件喷洒，无需人工喷洒，不需要输电线路停电检修，不仅可对复合绝缘子进行憎水性的评估，同时进一步简化了检测的难度，减小了工作人员的劳动力。

尤其是，根据获取的水珠分布形态图像通过处理器对水珠分布形态图像进行图像识别和分析，评估待评测件所检测区域的憎水性，无需工作人员主观判断，提高了评估结果的准确性。

另一方面，本发明还提出了一种基于无人机的憎水性评级方法，包括：通过所述控制器控制所述无人机飞行至距离所述待评测件的预设区域内；通过所述控制器控制所述无人机的喷水机构对所述待评测件进行喷淋；通过所述控制器控制所述无人机的相机对喷淋区域进行拍照，以获取水珠分布形态图像；通过所述控制器控制所述无人机与所述处理器通信，并通过所述处理器对水珠分布形态图像进行评估所述待评测件所检测区域的憎水性。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级方法，在对所述待评测件进行憎水性评估后，还包括：通过数据存储器与所述处理器通信实现数据的存储；所述数据包括所述待评测件预先编制的编号、水珠分布形态图像和所述处理器评估的憎水性。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级方法，该方法还包括：通过位置传感器获取所述待评测件的位置，并与所述数据存储器通信实现位置信号的存储。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级方法，该方法还包括：通过温湿度传感器获取所述待评测件的所处环境内的温度和湿度，并与所述数据存储器通信实现温湿度信号的存储。

进一步地，上述基于无人机的憎水性评级方法，所述待评测件为复合绝缘子时，所述憎水性的分级标准采用复合绝缘子hc分级判别标准。

由于装置实施例具有上述效果，所以该方法实施例也具有相应的技术效果。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的基于无人机的憎水性评级装置的结构框图；

图2为本发明实施例提供的无人机的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的基于无人机的憎水性评级方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

装置实施例：

参见图1和图2，其示出了本发明实施例提供的基于无人机的憎水性评级装置的优选结构，该装置包括：无人机100、处理器200、控制器300、数据存储器400、位置传感器500和温湿度传感器600；其中，无人机100设置有喷水机构110，用于对待评测件进行喷淋，并通过无人机100上设置的相机120对喷淋区域进行拍照，以获取水珠分布形态图像；处理器200与无人机100电连接，用于接收无人机100获取的水珠分布形态图像，并根据水珠分布形态图像评估待评测件所检测区域的憎水性。控制器300与无人机100电连接，用于控制无人机100的飞行、定位、喷淋、拍照和图像传输，以便实现无人机100对待评测件获取水珠分布形态图像。数据存储器400与处理器200电连接，用于与处理器200通信实现数据的存储，数据存储器400与处理器200之间传输的数据包括待评测件预先编制的编号、水珠分布形态图像和处理器评估的憎水性，以便后续操作人员对数据的历史查看和处理。位置传感器500与数据存储器400电连接，位置传感器500用于获取待评测件的位置，并与数据存储器400通信，以便将位置信号即获取的待评测件的位置传输给数据存储器400，进而通过数据存储器400存储位置信号，以便后续操作人员对数据的历史查看和处理。温湿度传感器600与数据存储器400电连接，温湿度传感器600用于获取待评测件的所处环境内的温度和湿度即温湿度信号，并与数据存储器400通信，以便将温湿度信号即待评测件的所处环境内的温度和湿度传输给数据存储器400，进而通过数据存储器400存储温湿度信号，以便后续操作人员对数据的历史查看和处理。其中，数据存储器400可设置于地面站或上位机上。

具体地，处理器200可以通过憎水性评级软件实现水珠分布形态图像的图像识别和分析，以得出待评测件的憎水性；当憎水性评估软件需要的计算机内存较大时，处理器200例如憎水性评估软件设置于上位机内；当憎水性评估软件需要的计算机内存较小时，处理器200例如憎水性评估软件设置于无人机的地面站内。对于控制器300可以设置在无人机的地面站内，以便通过无人机100的地面站实现对无人机100的控制。本实施例中，待评测件不限于复合绝缘子，还可以为其他需要检测憎水性的零部件；对于复合绝缘子而言，处理器200评估出待评测件的憎水性的分级标准采用复合绝缘子hc分级判别标准，即判断为hc1~hc7中的某一等级。

继续参见图2，喷水机构110包括：水箱111、水泵112和喷水杆113；其中，水箱111用于存储喷淋液体并通过喷水杆113喷射以对待评测件进行喷淋；水泵112与水箱111相连接，用于对水箱111输出的喷淋液体进行增压，并通过喷水杆113利用增压后的喷淋液体对待评测件进行喷淋；喷水杆113的输入端（如图2所示的右端）与水箱111相连接，喷水杆113的输出端设有喷嘴（图中未示出），以便通过喷嘴将喷水杆113内的喷淋液体以雾状液体喷射；喷水杆113与水箱111之间设有电磁阀（图中未示出），其与控制器300电连接，通过控制器300控制电磁阀的开启或关闭以实现喷淋液体的喷出和停止。具体地，水箱111、水泵112和喷水杆113均设置于无人机100的下方；水泵112设置于水箱111的输出端，以便使水箱111输出的喷淋液体增压；当然，如果水箱111内自带有水压时，不需水泵112的设置。喷水杆113与水泵112相连接，用于接收增压后的喷淋液体，并通过喷水杆113输出端设置的喷嘴以雾状液体喷射，以便均匀喷射于待评测件的外表面，避免喷淋液体集中喷射于待评测件的某一表面处；喷水杆113的输出端远伸出无人机100的机体外，即喷水杆113的输出端与无人机100的机体之间距离较大，以便增大喷淋液体喷射的范围。为便于收纳，喷水杆113为伸缩杆，以便根据现场输电线路电压等级调节喷水杆长度。

综上，本实施例提供的基于无人机的憎水性评级装置，通过控制器300控制无人机100的喷水机构110在待评测件上尤其是目标绝缘子的伞裙上喷洒水雾，并通过控制器控制无人机100上的相机120对已喷洒水雾的区域例如伞裙区域拍摄获取水珠分布形态图像；通过控制器300控制无人机100将其获取的水珠分布形态图像实时回传至处理器200上，通过处理器200对水珠分布形态图像进行图像识别和分析，以便实时评估待评测件的憎水性。

与现有技术相比，本实施例提供的基于无人机的憎水性评级装置，地面工作人员可通过控制器300控制无人机100的飞行、定位、喷淋、拍照和图像传输，以便实现对待评测件进行自动喷淋、拍照和图像传输，无需再登高爬塔以取得图像样本，操作简单方便，大大降低了复合绝缘子憎水性的检测难度，同时大大减小了工作人员的劳动力，即减小了人力和物力；另外，无人机100的喷水机构110在待评测件喷洒，无需人工喷洒，不需要输电线路停电检修，不仅可对复合绝缘子进行憎水性的评估，同时进一步简化了检测的难度，减小了工作人员的劳动力。

尤其是，根据获取的水珠分布形态图像通过处理器200对水珠分布形态图像进行图像识别和分析，评估待评测件所检测区域的憎水性，无需工作人员主观判断，提高了评估结果的准确性。

方法实施例：

参见图3，其示出了本发明实施例提供的基于无人机的憎水性评级方法的流程示意图，该方法包括：

飞行步骤s1，通过控制器控制无人机飞行至距离待评测件的预设区域内。

具体而言，首先，将设置有喷水机构110和相机120的无人机100、地面站即无人机的地面站和上位机移动至待评测件附件，本实施例以目标复合绝缘子为例进行说明；其中，当憎水性评估软件需要的计算机内存较大时，处理器200即憎水性评估软件设置于上位机内，上位机需移动至目标复合绝缘子附近；当憎水性评估软件需要的计算机内存较小时，处理器200即憎水性评估软件设置于无人机的地面站内，无需上位机的移动和使用；优选地，将无人机100、无人机的地面站和上位机移动至与目标复合绝缘子水平距离小于200米的位置。然后，通过设置有控制器300的地面站控制无人机100飞行至距离目标复合绝缘子的预设区域内；优选地，预设区域为距离目标复合绝缘子约5m远处。

喷淋步骤s2，通过控制器控制无人机的喷水机构对待评测件进行喷淋。

具体而言，首先，通过设置有控制器300的地面站控制无人机100上的电磁阀开启，以便通过水泵112将水箱111输出的喷淋液体增压后通过喷水杆113输出至喷嘴，以通过喷嘴将喷淋液体以雾状液体喷射；然后，通过设置有控制器300的地面站控制无人机100上的电磁阀关闭，以便停止喷淋液体的喷射。

拍照步骤s3，通过控制器控制无人机的相机对喷淋区域进行拍照，以获取水珠分布形态图像。

具体而言，通过设置有控制器300的地面站控制无人机100的相机120对喷淋区域即进行拍照，以获取水珠分布形态图像即喷水后的绝缘子伞裙水滴附着图像。

评估步骤s4，通过控制器控制无人机与处理器通信，并通过处理器对水珠分布形态图像进行评估待评测件所检测区域的憎水性。

具体而言，地面站控制无人机100的相机120将高清的水珠分布形态图像传回设置有处理器3即憎水性评估软件的上位机或地面站，并在上位机或地面站中实时评估出该复合绝缘子所检测区域的憎水性。对于复合绝缘子而言，处理器200评估出待评测件的憎水性的分级标准采用复合绝缘子hc分级判别标准，即判断为hc1~hc7中的某一等级，其中，hc1~hc3为憎水性状态，hc5~hc7为亲水状态。

憎水性数据存储步骤s5，通过数据存储器与处理器通信实现数据的存储；数据包括待评测件预先编制的编号、水珠分布形态图像和处理器评估的憎水性。

具体而言，通过设置于地面站或上位机上的数据存储器400与憎水性评估软件通信，将憎水性评估软件评估的该复合绝缘子所检测区域的憎水性通过数据存储器400进行实时存储，以便后续操作人员对数据的历史查看和处理。

位置检测存储步骤s6，通过位置传感器获取待评测件的位置，并与数据存储器通信实现位置信号的存储。

具体而言，通过位置传感器500获取待评测件的位置，并与数据存储器400通信，将位置传感器500获取的待评测件的位置通过数据存储器400进行实时存储，以便后续操作人员对数据的历史查看和处理。

温湿度检测存储步骤s7，通过温湿度传感器获取待评测件的所处环境内的温度和湿度，并与数据存储器通信实现温湿度信号的存储。

具体而言，通过温湿度传感器600获取待评测件的所处环境内的温度和湿度即温湿度信号，并与数据存储器400通信，将温湿度传感器600获取的温湿度信号通过数据存储器400进行实时存储，以便后续操作人员对数据的历史查看和处理。

其中，飞行步骤s1、喷淋步骤s2、拍照步骤s3、评估步骤s4和憎水性数据存储步骤s5依次进行对待评测件进行测试，位置检测存储步骤s6和温湿度检测存储步骤s7之间、两者分别与飞行步骤s1至憎水性数据存储步骤s5之间没有先后顺序。

后续，通过地面站控制无人机100飞行至同一杆塔的另一串复合绝缘子处，重复上述除飞行步骤s1外的其他步骤，以此检测出各复合绝缘子的憎水性，进而通过设置有数据存储器400的地面站或上位机查看各已检测的复合绝缘子的憎水性状况。

由于装置实施例具有上述效果，所以该方法实施例也具有相应的技术效果。

需要说明的是，由于本实施例中的装置及方法原理相同，相关之处可以相互参照。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。