無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：安裝在無人機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集裝置(10)和設(shè)置在地面監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(11)；其中，數(shù)據(jù)采集裝置(10)包括：控制處理單元(1)、電源模塊(2)、圖像采集模塊(3)、測(cè)距模塊(4)、自檢模塊(5)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(6)、GIS信息模塊(7)、GPS導(dǎo)航模塊(8)和無線通信模塊(9)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(11)包括：地面通信模塊(12)、圖像處理模塊(14)、圖像顯示模塊(15)、圖像存儲(chǔ)模塊(16)和狀態(tài)監(jiān)控模塊(13)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可有效提高無人機(jī)電力巡線所采集數(shù)據(jù)的處理效率和缺陷識(shí)別的準(zhǔn)確度，減輕人工篩查的負(fù)擔(dān)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】
無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于自動(dòng)檢測(cè)與控制領(lǐng)域，涉及一種輸電線路設(shè)備檢測(cè)系統(tǒng)，具體為一種無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)的日益擴(kuò)大，巡線的工作量也日益加大。無人機(jī)應(yīng)用在輸電線路巡檢中，可以提高巡線的效率，減輕電力服務(wù)人員的工作負(fù)荷，減少人工巡檢可能發(fā)生的危險(xiǎn)的機(jī)率，降低電力設(shè)備的維護(hù)成本，提高電網(wǎng)的安全性和可靠性。
[0003]無人機(jī)巡檢后會(huì)產(chǎn)生大量的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理目前存在較大的困難。巡檢影像數(shù)據(jù)的整理需要消耗較長的時(shí)間，在目前人員現(xiàn)狀條件下，對(duì)數(shù)據(jù)處理的效率極為底下，特別是無人機(jī)作業(yè)人員中具備豐富線路運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)的人員較少，造成缺陷識(shí)別的效率和準(zhǔn)確度較低。
[0004]目前，基于無人機(jī)航拍圖像的輸電線路設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)尚處于起步階段。圖像處理技術(shù)在輸電線路巡檢中的應(yīng)用時(shí)間尚短，研究成果較少，目前主要集中在圖像采集的穩(wěn)定性和提高圖像拍攝的效果上，涉及輸電線路設(shè)備圖像的識(shí)別方面的研究很少。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:如何有效地提高無人機(jī)電力巡線圖像數(shù)據(jù)的處理效率和缺陷識(shí)別的準(zhǔn)確度。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:安裝在無人機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集裝置和設(shè)置在地面監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集裝置包括:控制處理單元、電源模塊、圖像采集模塊、測(cè)距模塊、自檢模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、GIS信息模塊、GPS導(dǎo)航模塊和無線通信模塊;數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括:地面通信模塊、圖像處理模塊、圖像顯示模塊、圖像存儲(chǔ)模塊和狀態(tài)監(jiān)控模塊。
[0009]其中，所述無人機(jī)采用天津中翔騰航科技有限公司研制的X系列多旋翼無人機(jī)。
[0010]其中，所述控制處理單元，用于控制各功能模塊的工作。
[0011]其中，所述電源模塊，采用12V或者24V的蓄電池，用于提供系統(tǒng)運(yùn)行所需的電源。
[0012]其中，所述圖像采集模塊，包括可見光攝像頭和紅外熱成像儀，用于采集輸電線路設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)。
[0013]其中，所述測(cè)距模塊，包括激光測(cè)距儀和高度計(jì)，用于測(cè)量無人機(jī)與輸電線路設(shè)備的距離以及無人機(jī)的飛行高度。
[0014]其中，所述控制處理單元，還用于接收無線通信模塊傳輸?shù)臓顟B(tài)監(jiān)控模塊的控制指令，向圖像采集模塊和測(cè)距模塊發(fā)送控制指令，對(duì)可見光攝像頭和紅外熱成像儀進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整和校正，調(diào)整無人機(jī)與輸電線路設(shè)備的距離以及無人機(jī)的飛行高度。
[0015]其中，所述自檢模塊，用于無人機(jī)飛行過程中實(shí)時(shí)自檢電池電量和無人機(jī)是否發(fā)生故障。
[0016]其中，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)各功能模塊的數(shù)據(jù)。
[0017]其中，所述GIS信息模塊，用于采集輸電線路設(shè)備的地理位置、行政區(qū)域和地形狀況信息。
[0018]其中，所述GPS導(dǎo)航模塊，用于接收和解析無人機(jī)的GPS信息。
[0019]其中，所述無線通信模塊，用于傳輸各功能模塊的數(shù)據(jù)，接收經(jīng)地面通信模塊傳輸?shù)臓顟B(tài)監(jiān)控模塊的控制指令。
[0020]其中，所述地面通信模塊，用于接收無線通信模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，傳輸狀態(tài)監(jiān)控模塊的控制指令。
[0021]其中，所述圖像處理模塊，用于讀取地面通信模塊接收的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行清晰度檢查和可用性檢查，篩選出包含有缺陷設(shè)備的圖像。
[0022]其中，所述圖像處理模塊，還用于接收狀態(tài)監(jiān)控模塊傳輸?shù)墓δ苣K的數(shù)據(jù)，確定圖像拍攝的GPS信息，與GIS信息相關(guān)聯(lián)，完成圖像屬性信息的匹配，若圖像數(shù)據(jù)的檢查結(jié)果或匹配結(jié)果不理想，則將處理結(jié)果發(fā)送給狀態(tài)監(jiān)控模塊。
[0023]其中，所述狀態(tài)監(jiān)控模塊，接收地面通信模塊傳輸?shù)母鞴δ苣K的數(shù)據(jù)，與圖像處理模塊進(jìn)行交互，根據(jù)圖像處理模塊發(fā)送的處理結(jié)果，經(jīng)地面通信模塊和無線通信模塊向控制處理單元發(fā)送控制指令。
[0024]其中，所述圖像顯示模塊，用于顯示圖像處理模塊匹配完成的圖像信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
[0025]其中，所述圖像存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)圖像處理模塊匹配完成的圖像信息，以備后期調(diào)用。
[0026](三)有益效果
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型通過對(duì)巡線圖像的快速識(shí)別可有效實(shí)現(xiàn)輸電線路設(shè)備的定位和設(shè)備缺陷的識(shí)別;通過對(duì)可見光攝像頭和紅外熱成像儀的實(shí)時(shí)姿態(tài)調(diào)整和校正，以及激光測(cè)距儀和高度計(jì)的調(diào)整，可有效提高圖像的拍攝效果;同時(shí)，可對(duì)巡線圖像進(jìn)行篩選，減輕人工篩查的負(fù)擔(dān)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)的自檢模塊工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本實(shí)用新型提出的無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明如下。
[0031]如圖1所示，本實(shí)用新型無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)包括安裝在無人機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集裝置10和設(shè)置在地面監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)11。其中，數(shù)據(jù)采集裝置10包括控制處理單元
1、電源模塊2、圖像采集模塊3、測(cè)距模塊4、自檢模塊5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6、GIS信息模塊7、GPS導(dǎo)航模塊8和無線通信模塊9。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)11包括地面通信模塊12、圖像處理模塊14、圖像顯示模塊15、圖像存儲(chǔ)模塊16和狀態(tài)監(jiān)控模塊13。
[0032]本實(shí)用新型所涉及的無人機(jī)采用天津中翔騰航科技有限公司研制的X系列多旋翼無人機(jī)。
[0033]控制處理單元I用于控制各功能模塊3、4、5、6、7、8和9的工作。電源模塊2采用12V或者24V的蓄電池，用于提供系統(tǒng)運(yùn)行所需的電源。圖像采集模塊3包括可見光攝像頭和紅外熱成像儀，用于采集輸電線路設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)。測(cè)距模塊4包括激光測(cè)距儀和高度計(jì)，用于測(cè)量無人機(jī)與輸電線路設(shè)備的距離以及無人機(jī)的飛行高度。控制處理單元I還用于接收無線通信模塊9傳輸?shù)臓顟B(tài)監(jiān)控模塊13的控制指令，向圖像采集模塊3和測(cè)距模塊4發(fā)送控制指令，對(duì)可見光攝像頭和紅外熱成像儀進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整和校正，調(diào)整無人機(jī)與輸電線路設(shè)備的距離以及無人機(jī)的飛行高度。自檢模塊5用于無人機(jī)飛行過程中實(shí)時(shí)自檢電池電量和無人機(jī)是否發(fā)生故障。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6用于存儲(chǔ)各功能模塊3、4、7和8的數(shù)據(jù)。GIS信息模塊7用于采集輸電線路設(shè)備的地理位置、行政區(qū)域和地形狀況信息。GPS導(dǎo)航模塊8用于接收和解析無人機(jī)的GPS信息。無線通信模塊9用于傳輸各功能模塊3、4、7和8的數(shù)據(jù)，接收經(jīng)地面通信模塊12傳輸?shù)臓顟B(tài)監(jiān)控模塊13的控制指令。
[0034]地面通信模塊12用于接收無線通信模塊9傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，傳輸狀態(tài)監(jiān)控模塊13的控制指令。圖像處理模塊14用于讀取地面通信模塊12接收的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行清晰度檢查和可用性檢查，篩選出包含有缺陷設(shè)備的圖像。圖像處理模塊14還用于接收狀態(tài)監(jiān)控模塊13傳輸?shù)墓δ苣K7和8的數(shù)據(jù)，確定圖像拍攝的GPS信息，與GIS信息相關(guān)聯(lián)，完成圖像屬性信息的匹配，若圖像數(shù)據(jù)的檢查結(jié)果或匹配結(jié)果不理想，則將處理結(jié)果發(fā)送給狀態(tài)監(jiān)控模塊13。狀態(tài)監(jiān)控模塊13接收地面通信模塊12傳輸?shù)母鞴δ苣K3、4、7和8的數(shù)據(jù)，與圖像處理模塊14進(jìn)行交互，根據(jù)圖像處理模塊14發(fā)送的處理結(jié)果，經(jīng)地面通信模塊12和無線通信模塊9向控制處理單元I發(fā)送控制指令。圖像顯示模塊15用于顯示圖像處理模塊14匹配完成的圖像信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。圖像存儲(chǔ)模塊16用于存儲(chǔ)圖像處理模塊14匹配完成的圖像信息，以備后期調(diào)用。
[0035]如圖2所示，本實(shí)用新型無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)的自檢模塊流程圖，無人機(jī)在飛行過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行自檢，分別檢測(cè)電池電量是否充足和無人機(jī)是否發(fā)生故障。若電池電量充足，并且無人機(jī)未發(fā)生故障，則無人機(jī)繼續(xù)工作;若電池電量不足，或者無人機(jī)發(fā)生故障，則控制處理單元I發(fā)出報(bào)警信號(hào)給地面監(jiān)控中心，無人機(jī)返回地面進(jìn)行處理。
[0036]本實(shí)用新型的無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)的工作過程如下:
[0037]控制處理單元I采集和處理各功能模塊3、4、7和8的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6中，經(jīng)無線通信模塊9發(fā)送至地面監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)11;同時(shí)，無人機(jī)在飛行過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行自檢，若電池電量不足，或者無人機(jī)發(fā)生故障，則控制處理單元I發(fā)出報(bào)警信號(hào)給地面監(jiān)控中心，無人機(jī)返回地面進(jìn)行處理;若電池電量充足，并且無人機(jī)未發(fā)生故障，則無人機(jī)繼續(xù)工作。
[0038]地面通信模塊12接收無線通信模塊9傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，狀態(tài)監(jiān)控模塊13接收地面通信模塊12傳輸?shù)母鞴δ苣K4、7和8的數(shù)據(jù)，與圖像處理模塊14進(jìn)行交互。圖像處理模塊14讀取地面通信模塊12接收的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行清晰度檢查和可用性檢查，篩選出包含有缺陷設(shè)備的圖像。同時(shí)，圖像處理模塊14根據(jù)狀態(tài)監(jiān)控模塊13傳輸?shù)墓δ苣K7和8的數(shù)據(jù)，確定圖像拍攝的GPS信息，與GIS信息相關(guān)聯(lián)，完成圖像屬性信息的匹配，若圖像處理結(jié)果符合要求，將匹配結(jié)果發(fā)送至圖像顯示模塊15顯示，并存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)模塊16中，以備后用。
[0039]若圖像數(shù)據(jù)的檢查結(jié)果或匹配結(jié)果不理想，則將處理結(jié)果發(fā)送給狀態(tài)監(jiān)控模塊13。狀態(tài)監(jiān)控模塊13經(jīng)地面通信模塊12和無線通信模塊9向控制處理單元I發(fā)送控制指令?？刂铺幚韱卧狪向圖像采集模塊3和測(cè)距模塊4發(fā)送控制指令，對(duì)可見光攝像頭和紅外熱成像儀進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整和校正，調(diào)整無人機(jī)與輸電線路設(shè)備的距離以及無人機(jī)的飛行高度，重新進(jìn)行圖像采集。
[0040]以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 安裝在無人機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集裝置(10)和設(shè)置在地面監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(11);其中，數(shù)據(jù)采集裝置(10)包括:控制處理單元(I)、電源模塊(2)、圖像采集模塊(3)、測(cè)距模塊(4)、自檢模塊(5)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(6)、GIS信息模塊(7)、GPS導(dǎo)航模塊(8)和無線通信豐旲塊(9)； 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(11)包括:地面通信模塊(12)、圖像處理模塊(14)、圖像顯示模塊(15)、圖像存儲(chǔ)模塊(16)和狀態(tài)監(jiān)控模塊(13)。2.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機(jī)采用天津中翔騰航科技有限公司研制的X系列多旋翼無人機(jī)。3.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)，其特征在于，所述控制處理單元(I)，用于控制各功能模塊(3、4、5、6、7、8、9)的工作； 所述電源模塊(2)，采用12V或者24V的蓄電池，用于提供系統(tǒng)運(yùn)行所需的電源； 所述圖像采集模塊(3)，包括可見光攝像頭和紅外熱成像儀，用于采集輸電線路設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)； 所述測(cè)距模塊(4)，包括激光測(cè)距儀和高度計(jì)，用于測(cè)量無人機(jī)與輸電線路設(shè)備的距離以及無人機(jī)的飛行高度； 所述控制處理單元(I)，還用于接收無線通信模塊(9)傳輸?shù)臓顟B(tài)監(jiān)控模塊(13)的控制指令，向圖像采集模塊(3)和測(cè)距模塊(4)發(fā)送控制指令，對(duì)可見光攝像頭和紅外熱成像儀進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整和校正，調(diào)整無人機(jī)與輸電線路設(shè)備的距離以及無人機(jī)的飛行高度； 所述自檢模塊(5)，用于無人機(jī)飛行過程中實(shí)時(shí)自檢電池電量和無人機(jī)是否發(fā)生故障； 所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(6)，用于存儲(chǔ)各功能模塊(3、4、7、8)的數(shù)據(jù)； 所述GIS信息模塊(7)，用于采集輸電線路設(shè)備的地理位置、行政區(qū)域和地形狀況信息； 所述GPS導(dǎo)航模塊(8)，用于接收和解析無人機(jī)的GPS信息； 所述無線通信模塊(9)，用于傳輸各功能模塊(3、4、7、8)的數(shù)據(jù)，接收經(jīng)地面通信模塊(12)傳輸?shù)臓顟B(tài)監(jiān)控模塊(13)的控制指令。4.如權(quán)利要求1所述的無人機(jī)電力巡線系統(tǒng)，其特征在于，所述地面通信模塊(12)，用于接收無線通信模塊(9)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，傳輸狀態(tài)監(jiān)控模塊(13)的控制指令； 所述圖像處理模塊(14)，用于讀取地面通信模塊(12)接收的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行清晰度檢查和可用性檢查，篩選出包含有缺陷設(shè)備的圖像； 所述圖像處理模塊(14)，還用于接收狀態(tài)監(jiān)控模塊(13)傳輸?shù)墓δ苣K(7、8)的數(shù)據(jù)，確定圖像拍攝的GPS信息，與GIS信息相關(guān)聯(lián)，完成圖像屬性信息的匹配，若圖像數(shù)據(jù)的檢查結(jié)果或匹配結(jié)果不理想，則將處理結(jié)果發(fā)送給狀態(tài)監(jiān)控模塊(13); 所述狀態(tài)監(jiān)控模塊(13)，接收地面通信模塊(12)傳輸?shù)母鞴δ苣K(3、4、7、8)的數(shù)據(jù)，與圖像處理模塊(14)進(jìn)行交互，根據(jù)圖像處理模塊(14)發(fā)送的處理結(jié)果，經(jīng)地面通信模塊(12)和無線通信模塊(9)向控制處理單元(I)發(fā)送控制指令； 所述圖像顯示模塊(15)，用于顯示圖像處理模塊(14)匹配完成的圖像信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互； 所述圖像存儲(chǔ)模塊(16)，用于存儲(chǔ)圖像處理模塊(14)匹配完成的圖像信息，以備后期調(diào)用。
【文檔編號(hào)】G05D1/10GK205450784SQ201620206620
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】臺(tái)海江
【申請(qǐng)人】天津中翔騰航科技股份有限公司