一种架空线路无人机验电方法及装置与流程

文档序号:22842844发布日期:2020-11-06 16:45阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种架空线路无人机验电装置,包括无人机(1)、无人机遥控(2),无人机(1)和无人机遥控(2)之间通过无人机飞控链路进行无线通信;其特征在于:所述无人机遥控(1)通过wifi通信方式与手持app终端(3)进行数据交互,所述手持app终端(3)通过wifi通信方式与pc系统(4)进行数据交互;

所述无人机(1)上安装验电器(5),所述验电器包括电源模块(501)、电场测量模块(502)、激光测距模块(503)、温湿度传感器(504)、mcu(505)、urat接口(506),所述电源模块(501)采用xt30接口与无人机电源连接后为电场测量模块(502)、激光测距模块(503)、温湿度传感器(504)、mcu(505)供电,所述电场测量模块(502)、激光测距模块(503)、温湿度传感器(504)、urat接口(506)分别与mcu(505)双向连接,所述urat接口(506)与无人机的通信单元连接;其中,电源模块(501)、温湿度传感器(504)、mcu(505)及urat接口(506)作为信号处理单元位于器件ⅰ(51)中,电场测量模块(502)和激光测距模块(503)作为电场测量传感单元位于器件ⅱ(52)中,所述器件ⅰ(51)安装于无人机(1)底部,所述器件ⅰ(51)和器件ⅱ(52)之间通过碳纤维管支撑杆(53)连接,所述碳纤维管支撑杆(53)位于无人机(1)的机头方向,所述器件ⅱ(52)位于无人机(1)的旋翼范围外。

2.一种架空线路无人机验电方法,其特征在于:包括如下步骤:

(1)、无人机摆放

将无人机摆放在离线路地面投影距离20~30m范围,机头方向与线路垂直;

(2)、定高

无人机起飞,由手持安卓app终端触发,飞机垂直上升至预先设置的高度并悬停;

(3)、机头定位

由手持app终端触发机头定位,无人机机头左右摆动12次并测距,通过机头定位算法确定机头方向;具体如下:

3.1、自动测距

3.1.1、无人机到达指定高度后,以此刻机头方向为中心,激光测距模块进行连续三次测距,即向左15°测距、向右10°测距、向右5°测距,同时记录距离值和航偏角;

3.1.2、以第一次机头方向为中心,激光测距模块再次进行连续三次测距,即向右15°测距、向左10°测距、向左5°测距,同时记录距离值和航偏角;

3.1.3、以第一次机头方向为中心,激光测距模块再次进行连续三次测距,即向左30°测距、向右25°测距、向右20°测距,同时记录距离值和航偏角;

3.1.4、以第一次机头方向为中心,激光测距模块再次进行连续三次测距,即向右30°测距、向左25°测距、向左20°测距,同时记录距离值和航偏角;

3.2、可靠数据选取

3.2.1、对超过激光角度-25°~+25°范围的数据进行过滤;

3.2.2、在12个距离值中选取距离差值最小的两个距离值,该两个距离值对应待测导线上的点ⅰ和点ⅱ;

3.3、机头方向定位

点ⅰ在左、点ⅱ在右,点ⅰ在无人机的激光测距模块所在平面的投影点为点ⅰ、点ⅱ在无人机的激光测距模块所在平面的投影点为点ⅱ,无人机的激光测距模块所在位置记为点o;则最终确定的无人机机头方向为:点o与直线ⅰⅱ的垂线oo;

记:无人机上验电器的激光测距模块位置点o与待测导线上点ⅰ的距离d1,

无人机上验电器的激光测距模块位置点o与待测导线上点ⅱ的距离d2,

无人机上验电器的激光测距模块位置点o与点ⅰ的距离d1,

无人机上验电器的激光测距模块位置点o与点ⅱ的距离d2,

直线oⅰ和直线oⅰ之间的夹角为α1,

直线oⅱ和直线oⅱ之间的夹角为α2,

机头在点ⅰ与点ⅱ之间的转动夹角为a,

则:d1=d1×cosα1

d2=d2×cosα2

无人机机头方向与点ⅰ方向的夹角为b,

无人机机头方向与点ⅱ方向的夹角为c,

无人机机头方向确定分为以下三种情况:

当a>b、a>c,垂线oo在三角形oⅰⅱ中,b+c=a,即无人机机头方向为:记录的点ⅰ对应的航偏角基础上向右偏转b,或者,记录的点ⅱ对应的航偏角基础上向左偏转c;

当b>a,垂线oo在三角形oⅰⅱ右边,即无人机机头方向为:记录的点ⅰ对应的航偏角基础上向右偏转b,或者,记录的点ⅱ对应的航偏角基础上向右偏转c;

当c>a,垂线oo在三角形oⅰⅱ左边,即无人机机头方向为:记录的点ⅰ对应的航偏角基础上向左偏转b,或者,记录的点ⅱ对应的航偏角基础上向左偏转c;

(4)、生成航线

获取了无人机机头方向,结合线路电压等级及飞行安全距离,以固定间距设置航点并生成航线;

(5)、由手持app终端触发航线模式,无人机按照生成的航线逐点飞行,在每一个航点悬停时,验电器完成温湿度、距离测量、电磁场信息采集,并发送至手持app终端生成曲线,在超过阈值时发出声光告警;

(6)、同一区域重复验电,手持app终端自动识别并推送航线,提醒作业人员是否使用历史航线作业,若使用历史航线,无人机起飞后切换为航线模式,无人机按照历史航线完成验电操作。


技术总结
一种架空线路无人机验电方法及装置。本发明针对线路跨越河流、山谷等区域,作业人员无法抵达或线路架设高度提升时尚无有效的验电方法问题,提出一种架空输电线路无人机验电方法及装置。装置,主要包括无人机1、无人机遥控2、手持app终端3及PC系统4及验电器5等,验电方法主要通过自动测距及计算实现验电过程无人机飞行方向(机头定位算法)、飞行距离的精确控制及安全距离保持,实现验电功能。本发明构建了无人机验电装置结构与功能,攻克了无人机安全距离保持技术,并实现了验电作业一键式操作。

技术研发人员:董凯;申庆斌;文志科;王承一;邵瑰玮;刘秋月;董彦武;蔡焕青;付烜;卢自强;茹海波;宋建虎;王宏飞;卢自英;秦俊兵;乔林杰;何鹏杰;张景沛;付晶;史丽君;张博;郝剑;赵文升;李冰;邢闯
受保护的技术使用者:国网山西省电力公司输电检修分公司;中国电力科学研究院有限公司
技术研发日:2020.09.08
技术公布日:2020.11.06
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