多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术的多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，包括无人机、云台、吊舱、分析控制主机以及装载于分析控制主机上的故障诊断系统；该多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统能够对所巡视的输电线路进行全面的巡检，从而大大减少巡检的周期；然后将采集到的输电线路的图像与数据通过通信模块将实时传到分析控制主机，数据传输受到外界影响的几率就会大大降低，从而保留了数据传输的原始信息；接收到相关信息和数据后，通过故障诊断系统对数据进行分析与诊断，从而生成异常日志，并同时在事故点进行标注，及时提醒工作人员发现异常。

【技术实现步骤摘要】
多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统及方法
本专利技术属于无人机巡检
，具体地说，本专利技术涉及一种多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，同时还涉及一种多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断方法。
技术介绍
安全可持续稳定的电力设备是现代各行业发展的基础，可以说没有电力可持续发展，就不会有发达的产业发展，也更不会有国民经济的高速发展。输电线路是能源系统的重要组成部分，主要包括输电高压线路和电塔，其主要作用是将发电厂生产的电能按照输送电力的需求送到电力用户使用端。由于行业的特点，这些输电线路全年暴露在人迹罕至的地方，尤其是在一些地区，自然环境非常棘手。暴露在这样的环境中电力电缆将不可避免地从各种因素受到影响，如暴风雨，冰雪和雷电等恶劣天气，鸟兽在电缆停歇筑巢造成短路以及来自周围的人类活动，造成电缆损坏，这是因素都是引起输电设备发生故障的主要因素。为确保电力设施的安全运行，在电力系统运行中，要建立一种安全第一，面向预防的方针。所谓预防，即当通过检查和定期定期维护电力设施的正常运转，及早发现可能导致安全事故和危及线路安全运行，并解决这些问题，积极采取行动预防。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一是提供一种多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，目的在于降低电网巡检维护工作人员的劳动强度，提高电网环境监测的工作效率和工作质量，减少维修保养的费用；实现对电网环境的实时监测和多点监控，消除人们对电网设备运行时工频辐射的顾虑；本专利技术的目的之二是提供一种多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断方法。本专利技术的目的之一是通过以下技术方案实现的：该种多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，包括无人机、云台、吊舱、分析控制主机以及装载于分析控制主机上的故障诊断系统；所述无人机由一台母机和一台子机构成双机系统，所述云台设置于子机的下方，所述吊舱与云台相连接，所述云台上设置有微型信息搜集系统以及子机通讯模块，所述母机上设置有图像与数据传输模块、控制模块以及母机通讯模块，所述图像与数据传输模块、母机通讯模块均与控制模块相联接；所述母机通讯模块与子机通讯模块相联接，所述分析控制主机通过图像与数据接收模块与图像与数据传输模块无线联接，巡检开始后由母机携带子机到目标附近，并由子机对目标进行观测，并将微型信息搜集系统采集到的图像与数据通过子机通讯模块传输至母机，母机通过图像与数据传输模块传输至分析控制主机，分析控制主机利用故障诊断系统对所接收的信息进行分析，能够及时发现事故点，并对事故点进行标注，巡检结束后，子机自动返回母机。进一步，所述子机通讯模块和母机通讯模块均为XBEE通信模块。进一步，所述图像与数据传输模块以及图像与数据接收模块均为4G通讯模块。进一步，所述子机上还设置有陀螺仪、GPS接收口以及独立电源系统。进一步，所述子机通过GPS加三边定位算法加xbee信号联合定位，并由电磁装置锁紧。进一步，所述母机的下方还设置有双目视觉模块。本专利技术的目的之二是通过以下技术方案实现的：该种基于多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断方法，包括以下步骤：(1)将无人机送入待监控区域的上方，通过母机上的双目视觉模块把无人机的周围环境重构为三维模型，并把采集到的图片传到地面服务器设备；(2)服务器对照片进行处理，然后对其三维空间进行建模和路径规划，为子机提供飞行路径，方便遥控设备及时的对子机的飞行路线进行调整；(3)子机在按照飞行航向运行的过程中，通过集成吊舱上微型信息搜集系统进行图像和视频信息采集，微型信息搜集系统包括红外成像模块和可见光检测模块，红外成像模块用于发现电力设备外部链接点的发热隐患并将电力设备的热图像照片传输到地面的分析控制主机，可见光检测模块检测电力设备的外部缺陷和故障并把形成的照片传输到地面的分析控制主机，通过上述图像照片进行故障识别，能够及时发现事故点，并对事故点进行标注，进一步，所述步骤(1)中，采用双目视觉模块重构三维场景的步骤如下：步骤1.1：通过组成双目的摄像头分别采集左图像和右图像，然后通过预处理子模块进行图像预处理后送入处理器进行进一步处理；步骤1.2：对进行预处理后的图像数据进行消除畸形及立体矫正处理后，再进行高斯拉普拉斯滤波，通过立体匹配获得视差，然后进行三维坐标重构；步骤1.3：将三维坐标重构后得到的数据与当前无人机的姿态数据相结合，通过处理器更新存储单元中的全局地图信息，从而得到完整地图信息。进一步，所述步骤2)中，采用蚁群算法进行路径规划。进一步，在步骤3)中，采用动态定位检测方案对设备的状态进行实时调整，该方案分为分先定位再检测和先检测再定位两类判断方式，先定位后检测判断方式是根据图像的相对位置进行依次进行临时性判断，在其判断后加上加权概率函数，并设定其概率值，然后判断是否其后验概率函数值超过设定的判断值，来决定该图像是否确定为一个目标，从而实现定位；先定位后检测判断方式是对每一幅图像都做出目标是否存在的判断，然后利用已知图像和目标图像进行关联比较，从而进行判断本专利技术的有益效果是：该多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，通过无人机上安装吊舱，并在吊舱上搭建云台，将图像数据采集模块和通信模块安装在云台上，对所巡视的输电线路进行全面的巡检，从而大大减少巡检的周期；然后将采集到的输电线路的图像与数据通过通信模块将实时传到人机交互界面，数据传输受到外界影响的几率就会大大降低，从而保留了数据传输的原始信息；接收到相关信息和数据后，通过故障诊断系统对数据进行分析与诊断，从而生成异常日志，并同时在事故点进行标注，及时提醒工作人员发现异常。本专利技术采用改良的算法为数据传输和数据处理提供后台服务，可以使得前端所采集到的数据准确的传输、无误的在后台服务器再现，同时还可以为无人机的电力巡检航线规划提供保障，加快了数据的传输速度，优化了巡检路径，大大提高检测的准确性和效率，用专业的软件为无人机飞行控制、三维建模、路径优化和故障检测搭建数据基础和相应的程序设计，从而保证无人机高效、准确而快速的执行巡检任务。通过该系统可以缩短巡检人员的工作时间，提高巡检人员工作效率，对于分析实际问题能够提高分析问题准确度和措施落实执行力，同时也可以看到整个线路的构图，有利于相关研究人员后序的实时分析与数据与图像的考察。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为本专利技术的系统架构结构图；图2为本专利技术结构示意图；图3为本专利技术采用的蚁群算法流程图；图4为电力设备的红外故障检测故障类型列表图。具体实施方式以下将参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术的系统包括无人机、云台、吊舱、分析控制主机以及装载于分析控制主机上的故障诊断系统；无人机由一台母机和一台子机构成双机系统，云台设置于子机的下方，吊舱与云台相连接，云台上设置有微型信息搜集系统以及子机通讯模块，母机上设置有图像与数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，其特征在于：所述系统包括无人机、云台、吊舱、分析控制主机以及装载于分析控制主机上的故障诊断系统；所述无人机由一台母机和一台子机构成双机系统，所述云台设置于子机的下方，所述吊舱与云台相连接，所述云台上设置有微型信息搜集系统以及子机通讯模块，所述母机上设置有图像与数据传输模块、控制模块以及母机通讯模块，所述图像与数据传输模块、母机通讯模块均与控制模块相联接；所述母机通讯模块与子机通讯模块相联接，所述分析控制主机通过图像与数据接收模块与图像与数据传输模块无线联接，巡检开始后由母机携带子机到目标附近，并由子机对目标进行观测，并将微型信息搜集系统采集到的图像与数据通过子机通讯模块传输至母机，母机通过图像与数据传输模块传输至分析控制主机，分析控制主机利用故障诊断系统对所接收的信息进行分析，能够及时发现事故点，并对事故点进行标注，巡检结束后，子机自动返回母机。

【技术特征摘要】
1.多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，其特征在于：所述系统包括无人机、云台、吊舱、分析控制主机以及装载于分析控制主机上的故障诊断系统；所述无人机由一台母机和一台子机构成双机系统，所述云台设置于子机的下方，所述吊舱与云台相连接，所述云台上设置有微型信息搜集系统以及子机通讯模块，所述母机上设置有图像与数据传输模块、控制模块以及母机通讯模块，所述图像与数据传输模块、母机通讯模块均与控制模块相联接；所述母机通讯模块与子机通讯模块相联接，所述分析控制主机通过图像与数据接收模块与图像与数据传输模块无线联接，巡检开始后由母机携带子机到目标附近，并由子机对目标进行观测，并将微型信息搜集系统采集到的图像与数据通过子机通讯模块传输至母机，母机通过图像与数据传输模块传输至分析控制主机，分析控制主机利用故障诊断系统对所接收的信息进行分析，能够及时发现事故点，并对事故点进行标注，巡检结束后，子机自动返回母机。2.根据权利要求1所述的多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，其特征是：所述子机通讯模块和母机通讯模块均为XBEE通信模块。3.根据权利要求1所述的多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，其特征是：所述图像与数据传输模块以及图像与数据接收模块均为4G通讯模块。4.根据权利要求1所述的多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，其特征是：所述子机上还设置有陀螺仪、GPS接收口以及独立电源系统。5.根据权利要求1所述的多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，其特征是：所述子机通过GPS加三边定位算法加xbee信号联合定位，并由电磁装置锁紧。6.根据权利要求1所述的多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断系统，其特征是：所述母机的下方还设置有双目视觉模块。7.基于多旋翼双机系统无人机巡检故障诊断方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)将无人机送入待监控区域的上方，通过母机上的双目视觉模块把无人机的周围环境重构为三维模型，并把采集到的图片传到地面服务器设备；(2)服...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡彬，周宗国，赵荣，蒋小昌，赵海，高在武，周光珍，高坤，陈忠洪，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52