一种基于无人机的输电线路山火分布监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于无人机的输电线路山火分布监测装置及方法，以克服山地地形影响，全方位获取火点图像或视频的周边地形、植被等信息，实现了无人机在野外自动降落在杆塔基座并自动充电，进一步保证无人机在工作过程中的电量充足。本发明专利技术的装置包括主控中心；无人机；用于提供电能以供无人机充电使用电源系统；安装在输电线路塔顶上，用于为无人机提供停放平台，并连接无人机和电源系统以对无人机进行充电的基座；以及安装在基座上，用于在基座的作用下发热，并在可见光红外热像仪的检测下配合校准无人机的降落位置校准点。

Monitoring device and method for transmission line mountain fire based on UAV

The invention discloses an unmanned aerial vehicle (UAV) based transmission line fire distribution monitoring device and method to overcome the influence of mountainous terrain, and obtains the surrounding terrain, vegetation and other information of fire image or video in an all-round way, realizes the UAV's automatic landing on the tower base and charging in the field, and further guarantees the UAV's work. The amount of electricity in the process is adequate. The device of the invention comprises a master control center, an unmanned aerial vehicle, a power supply system for providing electric energy for charging the UAV, a power supply platform for providing a parking platform for the UAV, and a base for connecting the UAV and the power supply system to charge the UAV, and a base for mounting on the base for charging the UAV. Under the action of heating, and under the detection of visible infrared thermal imager with the calibration of UAV landing position calibration point.

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的输电线路山火分布监测装置及方法
本专利技术涉及电气工程领域，尤其涉及一种基于无人机的输电线路山火分布监测装置及方法。
技术介绍
受居民生产生活影响，输电线路山火频发，所以山火引发的跳闸停电事故在输电线路总跳闸停电事故中占比很大，且爆发的山火造成了很大的经济损失，损坏了生态环境，同时严重威胁了大电网的安全稳定运行。输电线路山火防治的关键，就是及时发现输电线路附近的初发山火，为应对山火采取紧急措施赢得宝贵的时间。针对输电线路山火监测，目前主要有卫星监测、航空监测和地面监测三种手段。卫星监测的监测范围广，单次监测范围可达上百平方公里，但存在过境时间间隔长，受云层影响大，容易出现漏报等问题，且无法获取山火的现场信息；航空监测主要通过飞机或气艇空中巡航来监测山火，投入成本大，仅适应于山火高发期或特殊区域的山火监测；地面监测主要依靠分布式山火监测装置，监测装置安装在输电线路杆塔上，只能监测安装杆塔的附近区域，且监测不到山沟里的山火，受地形因素影响大，监测范围有限；无法辨识远处火点周边的地形植被情况，不能准确判断火点的风险等级。现有的无人机山火监测，需依靠专业操作人员在现场对无人机进行操控，且无人机续航短，滞空时间短，不能很好的解决无人机的供电问题。因此，如何解决现有输电线路分布式山火监测方法监测范围有限，智能化水平不高、监测山火信息不准确，尤其是解决无人机的供电问题尤为重要。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于无人机的输电线路山火分布监测装置及方法，以克服山地地形影响，全方位获取火点周边地形、植被等信息，实现对输电线路山火更准确更可靠的监测且进一步保证无人机在工作过程中的电量充足。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于无人机的输电线路山火分布监测装置，包括：主控中心：用于发送指令控制无人机进行监测，还用于接收无人机返回的监测信息并做出相应指示；无人机：所述无人机包括机体、用于支撑所述机体还用于充电的支架、GPS定位模块、用于拍摄红外照片还用于辅助校准定位的可见光红外热像仪、通信模块以及控制模块，所述无人机用于根据预先设定在所述控制模块内部的方案对山火进行监测，所述无人机还用于接收来自所述主控中心的指令对山火进行监测，并将监测信息通过所述通信模块传输给控制中心；电源系统：所述电源系统的正负极导线与基座相连，用于提供电能以供所述无人机充电使用；所述基座：所述基座安装在输电线路塔顶上，用于为所述无人机提供停放平台，并连接所述无人机和所述电源系统以对无人机进行充电；校准点：所述校准点安装在所述基座上，用于在所述基座的作用下发热，并在所述可见光红外热像仪的检测下配合校准无人机的降落位置，以完成无人机的停放与充电。优选地，所述校准点包括第一校准点和第二校准点，所述第一校准点安装在所述基座的中心，所述第二校准点相对于所述第一校准点的方位为第一方位。优选地，所述第一校准点和所述第二校准点设为由电阻片制作的圆点，其中，所述第一校准点的面积大于所述第二校准点的面积。优选地，所述基座上设有用于固定所述支架的卡槽，所述卡槽内设有用于与所述电源系统相连的电极。优选地，所述支架上设有金属片，金属片与无人机内蓄电池相连。作为一个总的技术构思，本专利技术提供一种应用于上述装置的方法，包括以下步骤：S1：主控中心发送指令控制所述无人机进行监测，根据所述无人机返回的监测信息进行山火判别并做出相应指示；S2：无人机根据预先设定在控制模块内部的方案或者接收来自主控中心的指令对山火进行监测，并将监测信息通过通信模块传输给控制中心；S3：构造电源系统，并在输电线路塔顶上设置有与所述电源系统相连的基座，当所述无人机检测到自身电量不足时向基座发送降落请求；S4：无人机根据基座的位置进行粗定位后开启可见光红外热像仪对基座上的校准点进行识别，以校准无人机的降落位置，完成无人机的停放与充电。优选地，所述步骤S4具体包括以下步骤：S41：基座对第一校准点和第二校准点进行加热；S42：无人机利用可见光红外热像仪垂直向下照射以获取基座的红外图像，然后对加热的校准点进行识别，当第一校准点在红外图像中的位置处于中心点，且在可见光红外热像仪中预先设定的方向与所述第一方位一致时，视为定位成功，反之，对无人机的方位进行调整直至定位成功；S43：无人机垂直下降，完成降落过程，所述基座停止对所述第一校准点和所述第二校准点加热。优选地，当无人机返回基座中充电时，所述卡槽开启，当所述无人机完全放入所述卡槽中时，所述卡槽闭合。优选地，所述无人机通过支架上的金属片与卡槽中的电极连接完成充电。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供一种基于无人机的输电线路山火分布检测装置及方法，包括主控中心、无人机、电源系统、基座以及校准点，其中，无人机通过预先设定在控制模块内部的方案或者在主控中心的控制下对山火进行监测，并将监测信息发送给主控中心，由主控中心根据该监测信息做出相应工作指示，在无人机的监测过程中，当无人机检测到自身电量不足时，向基座发送降落请求，由基座、校准点以及无人机相互配合实现无人机的停放与充电，该方法和系统能克服山地地形影响，全方位获取火点周边地形、植被等信息，实现对输电线路山火更准确更可靠的监测且进一步保证无人机在工作过程中的电量充足，能实现无人机的远程自动连续监测，且无人机自动降落不受光线影响，夜间亦可实现自动降落，提高了装置的稳定性及山火监测的可靠性。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其他的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的无人机结构示意图；图2是本专利技术优选实施例的基座结构图；图3是本专利技术优选实施例的定位不成功示意图；图4是本专利技术优选实施例的定位成功示意图。附图标记:1、无人机；2、支架；3、基座；4、卡槽；5、无线通信天线；6、电源系统；7、第一校准点；8、第二校准点。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1参见图1，本实施例提供一种基于无人机1的输电线路山火分布监测装置，包括：主控中心：用于发送指令控制无人机1进行监测，还用于接收无人机1返回的监测信息并做出相应指示；无人机1：无人机1包括机体、用于支撑机体还用于充电的支架2、GPS定位模块、用于拍摄红外照片还用于辅助校准定位的可见光红外热像仪、通信模块及控制模块，无人机1用于根据预先设定在控制模块内部的方案对山火进行监测，无人机1还用于接收来自主控中心的指令对山火进行监测，并将监测信息通过通信模块传输给控制中心；电源系统6：电源系统6的正负极导线与基座3相连，用于提供电能以供无人机1充电使用；基座3：基座3安装在输电线路塔顶上，用于为无人机1提供停放平台，并连接无人机1和电源系统6以对无人机1进行充电；校准点：校准点安装在基座3上，用于在基座3的作用下发热，并在可见光红外热像仪的检测下配合校准无人机1的降落位置，以完成无人机1的停放与充电。优选地，本实施例中的电源系统6可由太阳能电池板、风力发电机、蓄电池、无线取电装置等组成。但本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机的输电线路山火分布监测装置，其特征在于，包括：主控中心：用于发送指令控制无人机进行监测，还用于接收无人机返回的监测信息并做出相应指示；无人机：所述无人机包括机体、用于支撑所述机体还用于充电的支架、GPS定位模块、用于拍摄红外照片还用于辅助校准定位的可见光红外热像仪、通信模块以及控制模块，所述无人机用于根据预先设定在所述控制模块内部的方案对山火进行监测，所述无人机还用于接收来自所述主控中心的指令对山火进行监测，并将监测信息通过所述通信模块传输给控制中心；电源系统：所述电源系统的正负极导线与基座相连，用于提供电能以供所述无人机充电使用；所述基座：所述基座安装在输电线路塔顶上，用于为所述无人机提供停放平台，并连接所述无人机和所述电源系统以对无人机进行充电；校准点：所述校准点安装在所述基座上，用于在所述基座的作用下发热，并在所述可见光红外热像仪的检测下配合校准无人机的降落位置，以完成无人机的停放与充电。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的输电线路山火分布监测装置，其特征在于，包括：主控中心：用于发送指令控制无人机进行监测，还用于接收无人机返回的监测信息并做出相应指示；无人机：所述无人机包括机体、用于支撑所述机体还用于充电的支架、GPS定位模块、用于拍摄红外照片还用于辅助校准定位的可见光红外热像仪、通信模块以及控制模块，所述无人机用于根据预先设定在所述控制模块内部的方案对山火进行监测，所述无人机还用于接收来自所述主控中心的指令对山火进行监测，并将监测信息通过所述通信模块传输给控制中心；电源系统：所述电源系统的正负极导线与基座相连，用于提供电能以供所述无人机充电使用；所述基座：所述基座安装在输电线路塔顶上，用于为所述无人机提供停放平台，并连接所述无人机和所述电源系统以对无人机进行充电；校准点：所述校准点安装在所述基座上，用于在所述基座的作用下发热，并在所述可见光红外热像仪的检测下配合校准无人机的降落位置，以完成无人机的停放与充电。2.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路山火分布监测装置，其特征在于，所述校准点包括第一校准点和第二校准点，所述第一校准点安装在所述基座的中心，所述第二校准点相对于所述第一校准点的方位为第一方位。3.根据权利要求2所述的基于无人机的输电线路山火分布监测装置，其特征在于，所述第一校准点和所述第二校准点设为由电阻片制作的圆点，其中，所述第一校准点的面积大于所述第二校准点的面积。4.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路山火分布监测装置，其特征在于，所述基座上设有用于固定所述支架的卡槽，所述卡槽内设有用于与所述电源系统相连的电极。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，何立夫，刘毓，李波，罗晶，章国勇，徐勋建，谭艳军，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43