基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统，包括有无人机、云台、图像采集装置、避障装置、驱逐装置以及远程操控装置，所述远程操控装置与无人机通讯连接，所述图像采集装置和避障装置分别通过云台安装在无人机的底端，所述驱逐装置设置在所述避障装置上；所述避障装置包括正向激光头和侧向激光头，所述正向激光头和侧向激光头均设置有激光发送器及接收器，所述正向激光头和侧向激光头的探测角度互相垂直。本方案使得无人机在输电线路巡检的过程中，对导线和障碍物提前预判并自动规避，避免触碰高压线、杆塔等障碍物，并与被测对象保持适当距离，从而提高无人机在巡检过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统
本技术设计巡检
，具体的涉及基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统。
技术介绍
目前，为保证全国电力网络系统安全稳定运作，掌握输电线路的安全情况显得十分重要。而无人机在输电线路巡检中广泛运用，无人机具有体积小、灵活等特点，相比于人工巡检，具有效率高、安全系数高等优点。而通过研究如何实现多旋翼无人机在巡检过程中的避障功能，使得无人机在输电线路巡检的过程中，对导线和障碍物提前预判并自动规避，避免触碰高压线、杆塔等障碍物，并与被测对象保持适当距离，从而提高无人机在巡检过程中的安全性。目前执行精细化巡线作业的无人机搭载单个激光雷达沿高压输电导线近距离飞行时仅能单角度、单方位观察导线,难免存在视角盲点导致漏检。而且对于仅挂载一个可见光摄像头的无人机而言,因其视野集中在导线上,可能导致忽略威胁其飞行的障碍物,从而引发安全事故。
技术实现思路
本技术的目的是解决无人机在执行电力线路巡检任务时遇到障碍物避障困难的问题，设计了一种基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统，本方案使得无人机在输电线路巡检的过程中，对导线和障碍物提前预判并自动规避，避免触碰高压线、杆塔等障碍物，并与被测对象保持适当距离，从而提高无人机在巡检过程中的安全性。为实现上述技术目的，本技术提供的一种技术方案是，基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统，包括有无人机、云台、图像采集装置、避障装置、驱逐装置以及远程操控装置，所述远程操控装置与无人机通讯连接，所述图像采集装置和避障装置分别通过云台安装在无人机的底端，所述驱逐装置设置在所述避障装置上。本方案中，无人机的控制单元自携带有数据处理模块和数据传输模块（GPRS模块），可以对图像采集装置、避障装置、驱逐装置采集到的信息进行处理，并使得无人机与远程操控装置进通信，将图像采集到的实施视频数据传输至远程操控装置上进行显示，避障装置一个作用是探测导线，并相对导线一定距离飞行，另一个作用是在飞行方向上探测飞行路径上的障碍物，做到提前避让，驱逐装置对导线和飞行路径上的飞禽进行驱赶，保证无人机安全飞行。作为优选，所述避障装置包括正向激光头和侧向激光头，所述正向激光头和侧向激光头均设置有激光发送器及接收器，所述正向激光头和侧向激光头的探测角度互相垂直。本方案中，在无人机执行电力输电线路巡检任务时，正向激光头正对导线，使得无人机始终与导线保持一定距离飞行，保证图像采集装置采集到合格的视频图像信息，侧向激光头正对巡检路径的前方位置，即时探测飞行路径上的障碍物，做到提前避障和预警。作为优选，所述驱逐装置包括有第一红外探测仪，第二红外探测仪、正向超声波发生器以及侧向超声波发生器组成，第一红外探测器安装在正向激光头的探头上端，所述第一超声波发生器安装在正向激光头的探头处，所述第二红外探测器安装在侧向激光头的探头上端，所述侧向超声波发生器安装在侧向激光头的探头处。本方案中，第一红外探测仪，第二红外探测仪分别探测导线方向以及飞行路径方向的有生命特征的动物，可以防止飞鸟靠近无人机对无人机造成损坏，当第一红外探测仪探测到导线方向有飞鸟时，正向超声波发生器开始工作，发出超声波驱赶飞鸟，避免飞鸟靠近无人机，当第而红外探测仪探测到飞行路径前方有飞鸟时，侧向超声波发生器开始工作，发出超声波驱赶飞鸟，避免飞鸟靠近无人机，保障无人机巡检安全。作为优选，所述图像采集装置的图像采集端的摄像角度与正向激光头的探测角度相同。本方案中，图像采集装置设置在无人机的前下方，避障装置设置在无人机的正下方，且避障装置位于更低于摄像头的下方，由于正向激光头探测的是导线相对无人机的距离，图像采集装置的采集端与正向激光头探测方向相同，便于采集稳定情绪的视频图像数据。作为优选，图像采集装置为PL-640L长焦热成像相机。本方案中，PL-640L长焦热成像相机满足清晰拍摄目标细节、较远距离观测目标的需求。作为优选，所述正向激光头和侧向激光头均为LRD450激光雷达探测器。本方案中，LRD450激光雷达探测器能耗小，采用防雨水设计，不易损坏。作为优选，远程操控装置包括有操控板以及显示屏，所述显示屏固定安装在操控板的一端。本方案中，操控板内设置有通信模块，能够实现与无人机实时通讯，将无人机采集到的视频图像数据实时显示在显示屏上，便于地面上巡检人员随时了解巡检状况。本技术的有益效果：1、本技术基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统根据激光雷达返回的角度和距离信息确定障碍物的实时方位信息，避免了单个激光雷达受限于垂直角度原因导致近距离测距的盲区较大的问题；2、激光雷达同时有多个方向的发射就可以探测多个方向的目标，结构简单，可实现高抗干扰、高效率、高精度地进行巡线作业，大大提高了巡线作业的可靠性和安全性，具备能在无人机自主巡线上广泛应用的条件。附图说明图1为本技术的二轴激光雷达的架空高压线避障系统的局部结构图。图2为本技术的二轴激光雷达的架空高压线避障系统的远程操控装置结构图。图3为本技术的二轴激光雷达的架空高压线避障系统的避障装置结构图。图4为无人机执行电力线路巡检示意图。图中标记说明：1-无人机、2-图像采集装置、3-避障装置、4-操控板、5-显示屏、31-正向激光头、32-侧向激光头。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本技术的一种最佳实施例，仅用以解释本技术，并不限定本技术的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1和图2所示，基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统，由无人机1、云台（未示出）、图像采集装置2、避障装置3、驱逐装置以及远程操控装置组成，远程操控装置与无人机1通讯连接，图像采集装置2和避障装置3分别通过云台安装在无人机1的底端，驱逐装置设置在避障装置3上。本实施例中，无人机1的控制单元自携带有数据处理模块和数据传输模块（GPRS模块），可以对图像采集装置2、避障装置3、驱逐装置采集到的信息进行处理，并使得无人机1与远程操控装置进通信，将图像采集到的实施视频数据传输至远程操控装置上进行显示，避障装置3一个作用是探测导线，并相对导线一定距离飞行，另一个作用是在飞行方向上探测飞行路径上的障碍物，做到提前避让，驱逐装置对导线和飞行路径上的飞禽进行驱赶，保证无人机1安全飞行。如图3所示，避障装置3由正向激光头31和侧向激光头32组成，正向激光头31和侧向激光头32均设置有激光发送器及接收器，正向激光头31和侧向激光头32的探测角度互相垂直。正向激光头31和侧向激光头32均为LRD450激光雷达探测器；本实施例中，如图4所示，在无人机1执行电力输电线路巡检任务时，正向激光头31正对导线，使得无人机1始终与导线保持一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统，其特征在于：包括有无人机、云台、图像采集装置、避障装置、驱逐装置以及远程操控装置，所述远程操控装置与无人机通讯连接，所述图像采集装置和避障装置分别通过云台安装在无人机的底端，所述驱逐装置设置在所述避障装置上。/n

【技术特征摘要】
1.基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统，其特征在于：包括有无人机、云台、图像采集装置、避障装置、驱逐装置以及远程操控装置，所述远程操控装置与无人机通讯连接，所述图像采集装置和避障装置分别通过云台安装在无人机的底端，所述驱逐装置设置在所述避障装置上。


2.根据权利要求1所述的基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统，其特征在于：所述避障装置包括正向激光头和侧向激光头，所述正向激光头和侧向激光头均设置有激光发送器及接收器，所述正向激光头和侧向激光头的探测角度互相垂直。


3.根据权利要求2所述的基于二轴激光雷达的架空高压线避障系统，其特征在于：所述驱逐装置包括有第一红外探测仪，第二红外探测仪、正向超声波发生器以及侧向超声波发生器，所述第一红外探测器安装在正向激光头的探头上端，所述正向超声波发生器安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳煜，许超，柯达，范根法，姜振卫，徐建明，严文君，
申请(专利权)人：国网浙江嘉善县供电有限公司，嘉善恒兴电力建设有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33