專利名稱：適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輸電線路巡檢裝置，特別是一種適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置。
背景技術(shù)：
輸電線路是電力網(wǎng)絡(luò)最大的組成部分，為保障電力系統(tǒng)及線路和設(shè)施的正常運(yùn)行，需要定期對電力線路及設(shè)施進(jìn)行巡視和檢測。然而輸電線路具有覆蓋區(qū)域大、里程極長以及野外環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，給線路巡視帶來了極大挑戰(zhàn)，也給電力線路的檢測帶來了很多困難。特別是對于電力線路穿越原始森林邊緣地區(qū)、高海拔、冰雪覆蓋區(qū)以及沿線存在頻繁多滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，大部分地區(qū)山高坡陡，交通和通訊極不發(fā)達(dá)時，如何解決電力線路的日常檢測，提高檢測精度和效率，成為困擾電力行業(yè)的一個重大難題。傳統(tǒng)的人工巡檢方法所花時間長、人力成本高、困難大、效率低，且一些巡檢項目靠傳統(tǒng)方法難以完成，對于保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行極為不利，而且對員工的生命安全也構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。目前替代人工巡線的方式主要包括線路機(jī)器人巡線、衛(wèi)星遙感和載人飛機(jī)巡線等幾類。機(jī)器人巡線需要在導(dǎo)線上懸掛而且效率較低，衛(wèi)星遙感受氣象云層覆蓋的影響和重訪周期的限制且費(fèi)用較高。其中比較實(shí)用的采用載人直升飛機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)輸電線路的巡檢，在歐美國家已經(jīng)普遍采用。直升機(jī)巡檢輸電線路具有巡檢靈活機(jī)動和不受高山深谷限制等獨(dú)特優(yōu)勢，可以多角度的檢測，能夠發(fā)現(xiàn)一些人工巡視中難以發(fā)現(xiàn)的隱蔽的設(shè)備缺陷， 從而更全面的檢測整條線路，極大地提高巡檢的效率。目前我國對載人直升飛機(jī)巡檢輸電線路的嘗試才剛剛起步，取得了一些的經(jīng)驗(yàn)和成果。盡管飛機(jī)巡檢極大地提高了巡檢效率， 但是由于我國空中資源管理嚴(yán)格，依靠傳統(tǒng)載人固定翼飛機(jī)或直升機(jī)對輸電線路巡檢，飛行前需要飛行員培訓(xùn)、飛行申請等大量準(zhǔn)備工作，調(diào)機(jī)、停機(jī)需要費(fèi)用和時間，難以實(shí)現(xiàn)定期巡視，而且運(yùn)營成本較高，受氣象、地理條件的限制較多，在惡劣環(huán)境下對人員安全也是極大挑戰(zhàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種靈活機(jī)動、快速高效、實(shí)用經(jīng)濟(jì)的適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，包括 機(jī)載檢測平臺，設(shè)置在無人飛行器上；所述機(jī)載檢測平臺包括相互連接的增穩(wěn)云臺和數(shù)據(jù)整合與控制單元；地面控制平臺；所述地面控制平臺包括相互耦合的地面無線通信模塊和地面控制單元，所述地面控制平臺通過所述地面無線通信模塊與所述機(jī)載檢測平臺通訊。所述增穩(wěn)云臺上設(shè)有可見光相機(jī)、紅外熱像儀和紫外成像儀，所述可見光相機(jī)、所述紅外熱像儀和所述紫外成像儀相互分別獨(dú)立設(shè)置；所述數(shù)據(jù)整合與控制單元包括嵌入式控制模塊以及與之耦合的視頻壓縮卡模塊、字幕卡模塊、機(jī)載無線通信模塊和儲存模塊；所述可見光相機(jī)、所述紅外熱像儀和所述紫外成像儀分別與所述嵌入式控制模塊、所述視頻壓縮卡模塊及所述字幕卡模塊連接。所述增穩(wěn)云臺上還設(shè)有一云臺控制接口，所述增穩(wěn)云臺通過所述云臺控制接口與所述嵌入式控制模塊連接；所述數(shù)據(jù)整合與控制單元還設(shè)置有一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)下載接口 ；所述機(jī)載檢測平臺還進(jìn)一步包括一機(jī)載電源，所述機(jī)載電源分別與所述增穩(wěn)云臺和所述數(shù)據(jù)整合與控制單元連接；所述地面控制平臺還進(jìn)一步包括一視頻監(jiān)視器，所述視頻監(jiān)視器與所述地面無線通信模塊連接；所述儲存模塊為嵌入式工控機(jī)硬盤；所述增穩(wěn)云臺為陀螺增穩(wěn)云臺。本實(shí)用新型適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置是一項多學(xué)科交叉的新技術(shù)， 具有靈活機(jī)動、快速高效、實(shí)用經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，為保障線路安全運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)輸電環(huán)節(jié)信息化、 智能化提供了新的有效手段。機(jī)載檢測系統(tǒng)可安裝于各種無人飛行器，可以同時采集可見光、紅外光、紫外光圖像信息，輸出視頻圖像經(jīng)過字幕卡，融合了無人機(jī)經(jīng)緯度、海拔、飛機(jī)姿態(tài)以及時間等信息。通過無線通訊方式將三路帶有字幕信息的圖像實(shí)時傳回地面控制系統(tǒng)，地面操作人員根據(jù)實(shí)時圖像，一方面可以通過地面控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制機(jī)載檢測系統(tǒng)， 另一方面可及時發(fā)現(xiàn)輸電設(shè)備缺陷及故障并根據(jù)全球定位系統(tǒng)(GPS，Global Positioning System)等信息準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置機(jī)載檢測平臺示意圖。圖2為本實(shí)用新型適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置地面控制平臺示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，包括機(jī)載檢測平臺，設(shè)置在無人飛行器上；機(jī)載檢測平臺包括相互連接的陀螺增穩(wěn)云臺和數(shù)據(jù)整合與控制單元；地面控制平臺；地面控制平臺包括相互耦合的地面無線通信模塊和地面控制單元。陀螺增穩(wěn)云臺上設(shè)有可見光相機(jī)、紅外熱像儀和紫外成像儀，可見光相機(jī)、紅外熱像儀和紫外成像儀相互分別獨(dú)立設(shè)置；數(shù)據(jù)整合與控制單元包括嵌入式控制模塊以及與之耦合的視頻壓縮卡模塊、字幕卡模塊、機(jī)載無線通信模塊和嵌入式工控機(jī)硬盤；可見光相機(jī)、紅外熱像儀和紫外成像儀分別與嵌入式控制模塊、視頻壓縮卡模塊及字幕卡模塊連接。陀螺增穩(wěn)云臺上還設(shè)有一云臺控制接口，增穩(wěn)云臺通過云臺控制接口與嵌入式控制模塊連接；數(shù)據(jù)整合與控制單元還設(shè)置有一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)下載接口 ；機(jī)載檢測平臺還進(jìn)一步包括一機(jī)載電源，機(jī)載電源分別與陀螺增穩(wěn)云臺和數(shù)據(jù)整合與控制單元連接；地面控制平臺還進(jìn)一步包括一視頻監(jiān)視器，視頻監(jiān)視器與地面無線通信模塊連接。增穩(wěn)云臺主要負(fù)責(zé)承載紅外儀、紫外儀與可見光相機(jī)，并具備陀螺增穩(wěn)功能，可提高檢測圖像的輸出質(zhì)量；云臺的水平與俯仰角度可以根據(jù)飛機(jī)的位置和姿態(tài)以及巡檢對象的位置自動調(diào)整，也可以由地面操作人員通過軟件手動控制。數(shù)據(jù)整合與控制單元根據(jù)程序預(yù)先設(shè)定的拍攝方式或接收到的地面控制命令對紅外熱像儀、紫外成像儀、可見光相機(jī)、增穩(wěn)云臺等設(shè)備進(jìn)行控制。拍攝的紅外、紫外、可見光視頻圖像一路經(jīng)過視頻壓縮卡模塊，按H. 264 (高性能的視頻編解碼技術(shù))標(biāo)準(zhǔn)壓縮后存入嵌入式工控機(jī)硬盤；另一路經(jīng)過字幕卡模塊，以字幕的形式融入無人機(jī)GPS、時間、飛機(jī)姿態(tài)等信息后，通過機(jī)載無線通信模塊實(shí)時傳回地面控制平臺。此外，可見光相機(jī)、紅外儀與紫外儀所拍攝的靜態(tài)圖像將存入嵌入式工控機(jī)硬盤。待巡檢作業(yè)結(jié)束后可通過以太網(wǎng)數(shù)據(jù)下載接口，將工控機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入后臺分析管理軟件中。可見光、紅外、紫外3路視頻與靜態(tài)圖像可通過多媒體播放器回放，供人工觀察分析。拍攝的每一張可見光照片都會相應(yīng)地記錄下拍攝時的無人機(jī)經(jīng)緯度、海拔、飛機(jī)姿態(tài)信息，利用第一部分提到的圖像測量技術(shù)，可以測量照片中導(dǎo)線與植被和建筑物的實(shí)際距離，線與線之間的實(shí)際距離。紅外圖像與紫外圖像還可以由專業(yè)分析軟件作進(jìn)一步的處理，以確定輸電線路的運(yùn)行故障。地面無線通信模塊接收機(jī)載輸電線路檢測系統(tǒng)傳回的紅外、紫外、可見光三路帶有無人機(jī)經(jīng)緯度、海拔、飛機(jī)姿態(tài)以及時間等信息的實(shí)時圖像；可將三路圖像同步顯示在視頻監(jiān)視器上，地面操作人員根據(jù)這三路圖像，一方面可以通過地面控制平臺軟件發(fā)送相機(jī)、 云臺等設(shè)備的控制命令，另一方面可及時發(fā)現(xiàn)輸電設(shè)備缺陷及故障并根據(jù)經(jīng)緯度等信息準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。
權(quán)利要求1.適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，其特征在于，包括機(jī)載檢測平臺，設(shè)置在無人飛行器上；所述機(jī)載檢測平臺包括相互連接的增穩(wěn)云臺和數(shù)據(jù)整合與控制單元；地面控制平臺；所述地面控制平臺包括相互耦合的地面無線通信模塊和地面控制單元，所述地面控制平臺通過所述地面無線通信模塊與所述機(jī)載檢測平臺通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，其特征在于，所述增穩(wěn)云臺上設(shè)有可見光相機(jī)、紅外熱像儀和紫外成像儀，所述可見光相機(jī)、所述紅外熱像儀和所述紫外成像儀相互分別獨(dú)立設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)整合與控制單元包括嵌入式控制模塊以及與之耦合的視頻壓縮卡模塊、字幕卡模塊、 機(jī)載無線通信模塊和儲存模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，其特征在于，所述可見光相機(jī)、所述紅外熱像儀和所述紫外成像儀分別與所述嵌入式控制模塊、所述視頻壓縮卡模塊及所述字幕卡模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，其特征在于，所述增穩(wěn)云臺上還設(shè)有一云臺控制接口，所述增穩(wěn)云臺通過所述云臺控制接口與所述嵌入式控制模塊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)整合與控制單元還設(shè)置有一以太網(wǎng)數(shù)據(jù)下載接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，其特征在于，所述機(jī)載檢測平臺還進(jìn)一步包括一機(jī)載電源，所述機(jī)載電源分別與所述增穩(wěn)云臺和所述數(shù)據(jù)整合與控制單元連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，其特征在于，所述地面控制平臺還進(jìn)一步包括一視頻監(jiān)視器，所述視頻監(jiān)視器與所述地面無線通信模塊連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，其特征在于，所述儲存模塊為嵌入式工控機(jī)硬盤。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，其特征在于，所述增穩(wěn)云臺為陀螺增穩(wěn)云臺。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種適合于無人飛行器的輸電線路巡檢裝置，包括機(jī)載檢測平臺，設(shè)置在無人飛行器上；所述機(jī)載檢測單元包括相互連接的增穩(wěn)云臺和數(shù)據(jù)整合與控制單元；地面控制平臺；所述地面控制單元包括相互耦合的地面無線通信模塊和地面控制單元。本實(shí)用新型的機(jī)載檢測系統(tǒng)可安裝于各種無人飛行器，可以同時采集可見光、紅外光、紫外光圖像信息，輸出視頻圖像經(jīng)過字幕卡，融合了無人機(jī)經(jīng)緯度、海拔、飛機(jī)姿態(tài)以及時間等信息。通過無線通訊方式將三路帶有字幕信息的圖像實(shí)時傳回地面控制系統(tǒng)，地面操作人員根據(jù)實(shí)時圖像，一方面可以通過地面控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制機(jī)載檢測系統(tǒng)，另一方面可及時發(fā)現(xiàn)輸電設(shè)備缺陷及故障并根據(jù)GPS準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。
文檔編號H04N7/18GK202094531SQ20112008661
公開日2011年12月28日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者劉亞東, 呂明, 朱德祎, 江秀臣, 王濱海, 王聞, 盛戈皞, 蘇建軍, 董罡, 陳西廣 申請人:上海交通大學(xué), 山東魯能智能技術(shù)有限公司