輸電線路無(wú)人機(jī)單塔巡視路徑規(guī)范控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸電線路無(wú)人機(jī)巡視方法的改進(jìn)，具體地說(shuō)是輸電線路無(wú)人機(jī)單塔巡視路徑規(guī)范控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)輸電線路人工巡視一般是運(yùn)維人員徒步進(jìn)行巡視，在沿輸電線路步行前進(jìn)的同時(shí)，用肉眼或望遠(yuǎn)鏡及其他檢測(cè)儀器對(duì)輸電線路及桿塔進(jìn)行巡視及檢測(cè)，而輸電線路桿塔遍布于野外，部分處于荊棘叢生、人跡罕至的偏僻山區(qū)，給運(yùn)維人員的巡視帶來(lái)極大困難；對(duì)于跨鐵路、跨森林等高跨桿塔，桿塔高度較高，人員在地面很難看清桿塔上部設(shè)備的情況，容易造成缺陷漏報(bào)。
[0003]近幾年來(lái)，伴隨著無(wú)人機(jī)、精密探測(cè)和導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，采用無(wú)人機(jī)巡視輸電線路已經(jīng)得到初步應(yīng)用，如中國(guó)專利201110276785.1公開的“一種無(wú)人機(jī)輸電線路航巡系統(tǒng)”，由無(wú)人機(jī)、攝像系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成，攝像系統(tǒng)包括陀螺儀，通過(guò)陀螺儀實(shí)現(xiàn)懸停飛行結(jié)合，以及攝像角度的調(diào)節(jié)；所述的控制系統(tǒng)包括GPS定位系統(tǒng)，通過(guò)GPS定位系統(tǒng)記錄桿塔缺陷位置，并實(shí)現(xiàn)自主線路導(dǎo)航控制。顯然，這種無(wú)人機(jī)輸電線路航巡系統(tǒng)，不受地理環(huán)境及高度的限制，輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)桿塔的全方位、無(wú)死角巡視，并留存照片及錄像等客觀資料，方便后續(xù)對(duì)桿塔環(huán)境進(jìn)行查看。但這種無(wú)人機(jī)輸電線路航巡系統(tǒng)，在起飛前需預(yù)先設(shè)定巡線程序，而這種巡線程序因人而定，操作不規(guī)范；同時(shí)，通過(guò)GPS定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向不能精確控制。另外，目前，雖然作業(yè)人員對(duì)于無(wú)人機(jī)操控具有一定的經(jīng)驗(yàn)，但在輸電線路單塔精細(xì)巡視方面，一般是在發(fā)生跳閘事故時(shí)，作業(yè)人員對(duì)某處位置進(jìn)行懷疑后，才利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行確認(rèn)，在對(duì)輸電線路單塔巡檢作為正常巡視方面，還沒有形成固定的作業(yè)方式，作業(yè)人員操作還具有盲目性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種采用現(xiàn)有的輸電線路巡視無(wú)人機(jī)、對(duì)單塔正常巡視、克服因人巡視的不規(guī)范性、通過(guò)遙控器由人操作控制轉(zhuǎn)向、以提高巡視效率的輸電線路無(wú)人機(jī)單塔巡視路徑規(guī)范控制方法。
[0005]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:該輸電線路無(wú)人機(jī)單塔巡視路徑規(guī)范控制方法，包括目標(biāo)巡視桿塔、電力線和輸電線路巡視無(wú)人機(jī)，在桿塔的下部設(shè)有桿號(hào)牌，電力線的懸掛點(diǎn)設(shè)在目標(biāo)巡視桿塔的上部，通過(guò)輸電線路巡視無(wú)人機(jī)巡視目標(biāo)巡視桿塔及其電力線的故障部位，其特征在于:所述的輸電線路巡視無(wú)人機(jī)巡視路徑依次包括垂直上升巡視路徑A— B、斜跨桿塔巡視路徑B— C、垂直下降巡視路徑C一D、沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線右側(cè)巡視路徑D— E、再次上升巡視路徑E— F、交叉斜跨桿塔巡視路徑F—G、再次垂直下降巡視路徑G—H、沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線左側(cè)巡視路徑H— Y以及返回原地路徑Y(jié)—A ;所述的垂直上升巡視路徑A—B的始飛點(diǎn)A設(shè)在電力線輸出方向左側(cè)、目標(biāo)巡視桿塔的前側(cè)地面上，且始飛點(diǎn)A離目標(biāo)巡視桿塔的距離為20-50m，從始飛點(diǎn)A至目標(biāo)巡視桿塔的連線與電力線的投影之間的夾角al為30— 60度；所述的垂直上升巡視路徑A-B的終點(diǎn)B設(shè)在電力線左側(cè)的上方，從終點(diǎn)B至垂直電力線的連線與電力線至垂直向上的垂直線之間的夾角a2為30— 60度；所述的斜跨桿塔巡視路徑B— C的終點(diǎn)C與垂直上升巡視路徑A— B的終點(diǎn)B相對(duì)目標(biāo)巡視桿塔對(duì)稱；所述的垂直下降巡視路徑C一D的終點(diǎn)D設(shè)在與桿號(hào)牌等高的位置，且與垂直下降巡視路徑C一D的起點(diǎn)C相對(duì)電力線對(duì)稱；所述的沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線右側(cè)巡視路徑D—E的終點(diǎn)E設(shè)在與桿號(hào)牌等高的位置，且沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線右側(cè)巡視路徑D— E的起點(diǎn)D相對(duì)目標(biāo)巡視桿塔對(duì)稱；所述的再次上升巡視路徑E— F的終點(diǎn)F設(shè)在與垂直上升巡視路徑A— B的終點(diǎn)B的等高位置，且與垂直上升巡視路徑A—B的終點(diǎn)B相對(duì)電力線對(duì)稱；所述的交叉斜跨桿塔巡視路徑F—G的終點(diǎn)G設(shè)在與斜跨桿塔巡視路徑B— C的終點(diǎn)C相對(duì)電力線對(duì)稱的位置，同時(shí)也與垂直上升巡視路徑A— B的終點(diǎn)B相對(duì)目標(biāo)巡視桿塔對(duì)稱；所述的再次垂直下降巡視路徑G— H的終點(diǎn)H與桿號(hào)牌等高，且與沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線右側(cè)巡視路徑D—E的起點(diǎn)D相對(duì)電力線對(duì)稱；所述的沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線左側(cè)巡視路徑H— Y與沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線右側(cè)巡視路徑D— E平行、等高，沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線左側(cè)巡視路徑H— Y的終點(diǎn)Y與再次上升巡視路徑E— F的始點(diǎn)E相對(duì)電力線對(duì)稱，同時(shí)接于垂直上升巡視路徑A— B。
[0006]本發(fā)明還通過(guò)如下措施實(shí)施:所述的斜跨桿塔巡視路徑B— C與交叉斜跨桿塔巡視路徑F— G為相互垂直交叉，其交叉點(diǎn)的投影設(shè)在目標(biāo)巡視桿塔的懸掛橫擔(dān)中心位置。
[0007]所述的輸電線路巡視無(wú)人機(jī)包括無(wú)人機(jī)、攝像系統(tǒng)和相匹配的遙控器構(gòu)成，其中無(wú)人機(jī)、攝像系統(tǒng)(攝像系統(tǒng)包括陀螺儀，通過(guò)陀螺儀實(shí)現(xiàn)懸停飛行結(jié)合，以及攝像角度的調(diào)節(jié))均為現(xiàn)有技術(shù)；所述的相匹配的遙控器的操作板面上設(shè)有上升按鈕、后轉(zhuǎn)向按鈕、下降按鈕、前轉(zhuǎn)向按鈕、水平角度調(diào)節(jié)按鈕，通過(guò)遙控器及其程序控制實(shí)現(xiàn)路徑的轉(zhuǎn)向。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:該輸電線路無(wú)人機(jī)單塔巡視路徑規(guī)范控制方法，與目前使用無(wú)人機(jī)巡視輸電線路的方法相比，由于巡視路徑依次有序，并通過(guò)遙控器及其程序控制實(shí)現(xiàn)路徑的轉(zhuǎn)向，且均在安全距離內(nèi)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)巡視桿塔及電力線的多角度、全方位、連續(xù)有序記錄、規(guī)范客觀的巡視，避免了因人不同的操作帶來(lái)的差異，并確保了巡檢影像資料的有效性。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的巡視路徑主視示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的垂直上升巡視路徑A—B的始飛點(diǎn)A與目標(biāo)巡視桿塔、電力線投影位置關(guān)系示意圖。
[0011 ] 圖3為本發(fā)明的垂直上升巡視路徑A—B的終點(diǎn)B和再次上升巡視路徑E—F的終點(diǎn)F相對(duì)電力線位置關(guān)系示意圖。
[0012]圖中:1、目標(biāo)巡視桿塔；2、電力線；3、輸電線路巡視無(wú)人機(jī)；4、桿號(hào)牌。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例:
圖1、圖2、圖3給出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。參照?qǐng)D1、圖2、圖3進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施步驟。該輸電線路無(wú)人機(jī)單塔巡視路徑規(guī)范控制方法，包括目標(biāo)巡視桿塔1、電力線2和輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3，目標(biāo)巡視桿塔I為電力系統(tǒng)中常規(guī)使用的不同型號(hào)輸電桿塔，在桿塔的下部設(shè)有桿號(hào)牌4，電力線2的懸掛點(diǎn)設(shè)在目標(biāo)巡視桿塔I的上部，通過(guò)輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3巡視目標(biāo)巡視桿塔I及其電力線2的故障部位，其特征在于:所述的輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3巡視路徑依次包括垂直上升巡視路徑A— B、斜跨桿塔巡視路徑B— C、垂直下降巡視路徑C一D、沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線右側(cè)巡視路徑D— E、再次上升巡視路徑E—F、交叉斜跨桿塔巡視路徑F— G、再次垂直下降巡視路徑G— H、沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線左側(cè)巡視路徑H—Y以及返回原地路徑Y(jié)—A ;所述的垂直上升巡視路徑A—B的始飛點(diǎn)A設(shè)在電力線2輸出方向左側(cè)、目標(biāo)巡視桿塔I的前側(cè)地面上，且始飛點(diǎn)A離目標(biāo)巡視桿塔I的距離為20-50m，從始飛點(diǎn)A至目標(biāo)巡視桿塔I的連線與電力線2的投影之間的夾角al為30— 60度，以使輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3與電力線2保持安全距離，并能保證有清洗的巡視圖像；所述的垂直上升巡視路徑A— B的終點(diǎn)B設(shè)在電力線2左側(cè)的上方，從終點(diǎn)B至垂直電力線2的連線與電力線2至垂直向上的垂直線之間的夾角a2為30— 60度，同樣以使輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3與電力線2保持安全距離，并能保證有清洗的巡視圖像；所述的斜跨桿塔巡視路徑B— C的終點(diǎn)C與垂直上升巡視路徑A— B的終點(diǎn)B相對(duì)目標(biāo)巡視桿塔I對(duì)稱，以使輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3與電力線2保持安全距離，并能保證有清洗的巡視圖像；所述的垂直下降巡視路徑C一D的終點(diǎn)D設(shè)在與桿號(hào)牌4等高的位置，且與垂直下降巡視路徑C-D的起點(diǎn)C相對(duì)電力線2對(duì)稱，同樣以使輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3與電力線2保持安全距離，并能保證有清洗的巡視圖像；所述的沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線右側(cè)巡視路徑D— E的終點(diǎn)E設(shè)在與桿號(hào)牌4等高的位置，且沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線右側(cè)巡視路徑D—E的起點(diǎn)D相對(duì)目標(biāo)巡視桿塔I對(duì)稱，同樣以使輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3與電力線2保持安全距離，并能保證有清洗的巡視圖像；所述的再次上升巡視路徑E— F的終點(diǎn)F設(shè)在與垂直上升巡視路徑A— B的終點(diǎn)B的等高位置，且與垂直上升巡視路徑A— B的終點(diǎn)B相對(duì)電力線2對(duì)稱，同樣以使輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3與電力線2保持安全距離，并能保證有清洗的巡視圖像；所述的交叉斜跨桿塔巡視路徑F— G的終點(diǎn)G設(shè)在與斜跨桿塔巡視路徑B— C的終點(diǎn)C相對(duì)電力線2對(duì)稱的位置，同時(shí)也與垂直上升巡視路徑A— B的終點(diǎn)B相對(duì)目標(biāo)巡視桿塔I對(duì)稱，同樣以使輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3與電力線2保持安全距離，并能保證有清洗的巡視圖像；所述的再次垂直下降巡視路徑G— H的終點(diǎn)H與桿號(hào)牌4等高，且與沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線右側(cè)巡視路徑D—E的起點(diǎn)D相對(duì)電力線2對(duì)稱，同樣以使輸電線路巡視無(wú)人機(jī)3與電力線2保持安全距離，并能保證有清洗的巡視圖像；所述的沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線左側(cè)巡視路徑H— Y與沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線右側(cè)巡視路徑D— E平行、等高，沿桿號(hào)牌水平高度平行電力線左側(cè)巡視路徑H— Y的終點(diǎn)Y與再次上升巡視路徑E— F的始點(diǎn)E相對(duì)電力線2對(duì)稱，同時(shí)接于垂直上升巡視路徑A— B ;從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)巡視桿塔I及電力線2的多角度、全方位、連續(xù)有序記錄、規(guī)范巡視。
[0014]所述的輸電線路無(wú)人機(jī)3的單塔巡視路徑按以下步驟實(shí)施:
1、設(shè)定垂直上升巡視路