一種無人機與任務(wù)吊艙適配模塊、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無人機與任務(wù)吊艙適配模塊、系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著輸電線路上的無人機巡檢應(yīng)用越來越廣泛，產(chǎn)品也越來越多樣化，為了以后 輸電線路上的無人機巡檢的統(tǒng)一性、規(guī)范性和可替代性，國家電網(wǎng)公司發(fā)布了企業(yè)標準Q/ GDW11385-2015《架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)》，其規(guī)定了巡檢用無人機與任務(wù)吊艙 的適配規(guī)約。
[0003] 巡檢用無人機是無人機的一種，它可代替人攜帶檢測設(shè)備對輸電線路進行檢測， 及時發(fā)現(xiàn)輸電線路的故障，保證電力生產(chǎn)的安全。巡線用無人機對輸電線路進行檢測的工 作流程為：
[0004] a)無人機按無人機駕駛員的命令沿著輸電線路或者對某個桿塔進行檢測；
[0005] b)控制機載吊艙對輸電線路以及桿塔進行全方面檢測；
[0006] c)采集輸電線路的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0007] 在整個檢測過程中，任務(wù)吊艙處于承上啟下的位置，其性能直接影響到無人機完 成巡線任務(wù)的質(zhì)量。
[0008] 目前，公知的任務(wù)吊艙是由機載吊艙和地面顯控單元組成，地面顯控單元把控制 命令傳給無人機地面站，無人機地面站通過無線信號傳給機載飛控，然后由機載飛控再發(fā) 給機載吊艙。
[0009] 由于國網(wǎng)公司發(fā)布了企業(yè)標準Q/GDW 11385-2015《架空輸電線路無人直升機巡檢 系統(tǒng)》，因此一般的任務(wù)吊艙不再與巡檢用無人機飛控兼容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種無人機與任務(wù)吊艙適配模塊、系統(tǒng)及方法， 本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)吊艙地面顯控單元在不改變本身規(guī)約格式的情況下和巡檢用無人機飛控 進行通訊。
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0012] -種無人機與任務(wù)吊艙適配模塊，包括串口指令轉(zhuǎn)換模塊和機載吊艙控制模塊， 其中，所述串口指令轉(zhuǎn)換模塊，獲取來自吊艙地面顯控單元的控制指令，并根據(jù)此指令轉(zhuǎn)換 成適合標準規(guī)約格式，并把轉(zhuǎn)換后的指令發(fā)送給無人機地面站，所述機載吊艙控制模塊，獲 取來自機載飛控的控制指令，據(jù)此控制機載吊艙執(zhí)行相應(yīng)的命令。
[0013] -種無人機與任務(wù)吊艙適配系統(tǒng)，包括吊艙地面顯控單元、串口指令轉(zhuǎn)換模塊、無 人機地面站、機載吊艙控制模塊和機載吊艙，其中，吊艙地面顯控單元連接串口指令轉(zhuǎn)換模 塊，串口指令轉(zhuǎn)換模塊連接無人機地面站，無人機地面站通過無線傳輸與機載飛控通信，機 載飛控與機載吊艙控制模塊連接，機載吊艙控制模塊連接機載吊艙；
[0014] 所述吊艙地面顯控單元根據(jù)控制命令的輸入向串口指令轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送控制命令， 并把機載吊艙采集的圖像信息在自身的顯示屏幕上顯示；
[0015] 所述串口指令轉(zhuǎn)換模塊接收到來自吊艙地面顯控單元的控制命令，并把命令轉(zhuǎn)換 成Q/GDW 11385-2015《架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)》規(guī)定的格式，然后把轉(zhuǎn)換完成 的控制命令傳送給無人機地面站；
[0016] 所述無人機地面站接收來自機載飛控發(fā)送的包括飛機的位置信息、姿態(tài)信息的信 息，并向機載飛控發(fā)送控制信息；
[0017] 所述機載飛控，接收來自無人機地面站的控制信息，把控制機載吊艙的命令發(fā)給 機載吊艙控制模塊，并把包括自身的位置信息、姿態(tài)信息的信息發(fā)給無人機地面站；
[0018] 所述機載吊艙控制模塊，獲取來自機載飛控的控制指令，據(jù)此控制機載吊艙執(zhí)行 相應(yīng)的命令；
[0019] 所述機載吊艙，接收來自機載吊艙控制模塊的命令，并按照命令執(zhí)行相應(yīng)的動作。
[0020] -種基于上述系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟：
[0021] (1)吊艙地面顯控單元把控制命令發(fā)給串口指令轉(zhuǎn)換模塊，串口指令轉(zhuǎn)換模塊把 接收到的控制命令轉(zhuǎn)換成規(guī)定的格式，然后把轉(zhuǎn)換完成的控制命令傳送給無人機地面站， 無人機地面站通過無線傳輸把控制命令傳送給機載飛控，機載飛控把命令傳送給機載吊艙 控制模塊，機載吊艙控制模塊把接收到的控制命令解析出來，然后控制機載吊艙執(zhí)行相應(yīng) 的命令；
[0022] (2)將拍照采集的線路、桿塔以及桿塔上部的塔材、金具、絕緣子、附屬設(shè)施的圖像 進行分析，檢測出桿塔及其他設(shè)備是否有破損或生銹。
[0023] 云臺主要是對線路、桿塔以及桿塔上部的塔材、金具、絕緣子、附屬設(shè)施等進行圖 像采集，然后通過分析采集的圖像，檢測出桿塔及其他設(shè)備是否有破損，生銹等現(xiàn)象，及時 發(fā)現(xiàn)輸電線路上故障和隱患，避免出現(xiàn)輸電事故，保證輸電線路的正常工作。
[0024] 所述步驟⑴的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程如下：
[0025] (1-1)首先吊艙地面顯控單元發(fā)送的數(shù)據(jù)格式包括7個字節(jié)，其中第一個字節(jié)是 同步字，第二個字節(jié)是地址碼，第三、四個字節(jié)是控制字，包括控制云臺轉(zhuǎn)動方向和圖像采 集命令，第五、六個字節(jié)是數(shù)據(jù)，是控制云臺轉(zhuǎn)動速度的，最后一個字節(jié)是校驗碼，需要的字 節(jié)為第三、四、五和六字節(jié)；
[0026] (1-2)無人機地面站接收的數(shù)據(jù)格式為32個字節(jié)，開頭兩個字節(jié)為幀頭識別符， 中間的28個字符自用，后兩個字符分別為幀尾結(jié)束符和校驗碼，把有用的命令數(shù)據(jù)添加到 自用的28個字符中；
[0027] (1-3)串口指令轉(zhuǎn)換模塊從吊艙地面顯控單元接收的數(shù)據(jù)中把需要的數(shù)據(jù)提取出 來，并解析出需要吊艙執(zhí)行的命令，然后把解析出來的數(shù)據(jù)添加到發(fā)送給無人機地面站的 控制命令中。
[0028] 所述步驟（1-3)中，無人機地面站通過無線傳輸將解析數(shù)據(jù)發(fā)送給無人機飛控。
[0029] 所述規(guī)定的規(guī)約為Q/GDW 11385-2015《架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)》。
[0030] 本發(fā)明的有益效果為：
[0031] (1)提高了無人機巡檢的統(tǒng)一性、規(guī)范性、可替代性以及易維護性。
[0032] (2)無人機與任務(wù)吊艙適配模塊包括兩部分，一部分是串口指令轉(zhuǎn)換模塊，一部分 是機載吊艙控制模塊；由于串口指令轉(zhuǎn)換模塊的任務(wù)是把吊艙地面顯控單元的控制命令轉(zhuǎn) 換成了 Q/GDW 11385-2015《架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)》規(guī)定的格式，因此通過串 口指令轉(zhuǎn)換模塊可以實現(xiàn)不同型號的吊艙地面顯控單元與無人機地面站進行通信；而機載 吊艙控制模塊可以把無人機飛控發(fā)送來的控制指令解析出來，把控制指令轉(zhuǎn)換成實際的控 制信號，以此來控制不同的機載吊艙；因此通過無人機與任務(wù)吊艙適配模塊實現(xiàn)了不同型 號吊艙地面顯控單元與機載吊艙的適配，在巡檢作業(yè)的過程中，使得吊艙地面顯控單元和 機載吊艙易于維護，增強了可替代性；而且統(tǒng)一了與無人機的規(guī)約格式，不再需要每一個吊 艙地面顯控單元和機載吊艙單獨與無人機進行適配，實現(xiàn)了無人機巡檢的統(tǒng)一性、規(guī)范性。
【附圖說明】
[0033] 圖1為數(shù)據(jù)流程圖以及硬件連接圖；
[0034] 圖2為串口指令轉(zhuǎn)換模塊邏輯流程圖；
[0035] 圖3為機載吊艙控制模塊邏輯流程圖。
【具體實施方式】：
[0036] 下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0037] 顯示了本發(fā)明的具體實施例的一種數(shù)據(jù)流程以及硬件連接圖，其包括：
[0038] 吊艙地面顯控單元，根據(jù)控制按鍵的輸入向串口指令轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送控制命令，并 把任務(wù)吊艙采集的圖像信息在自身的顯示屏幕上顯示出來；
[0039] 串口指令轉(zhuǎn)換模塊，獲取來自吊艙地面顯控單元的控制指令，并根據(jù)此指令轉(zhuǎn)換 成適合Q/GDW 11385-2015《架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)》規(guī)定的格式，并把轉(zhuǎn)換后 的指令發(fā)送給無人機地面站；
[0040] 無人機地面站，接收來自機載飛控發(fā)送的飛機的位置信息、姿態(tài)信息以及采集到 的