【技术实现步骤摘要】
一种网格化机巢的无人机巡检系统及方法
[0001]本专利技术涉及电力巡检
，特别涉及一种网格化机巢的无人机巡检系统及方法。
技术介绍
[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]无人机机巢作为无人机的保障中转站，其作用不言而喻，无人机机巢部署位置对于无人机来说至关重要，直接关系到无人机的飞行巡检半径以及作业效率和成果。
[0004]专利技术人发现，现有的电力巡检存在如下问题：
[0005](1)无人机机巢的位置设置随意，或者只零星的布置几个无人机机巢，往往无法实现待巡检目标的全覆盖；而且，在巡检过程中往往是依次对每个待巡检目标进行单趟飞行巡检，未涉及对周边近距离航点的覆盖，造成巡检出现航程与电量浪费的情况。
[0006](2)现有的无人机巢大量的采用机械臂进行无人机的归中控制和换电控制，导致无人机换电较为繁琐，而且多自由度机械臂或换电机构与无人机的配合也容易导致机械臂或者无人机的故障，从而造成设备损坏，降低整体系统的稳定性。>[0007](3)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种网格化机巢的无人机巡检系统，其特征在于：包括网格化部署的多个机巢，每个机巢用于容纳至少一台无人机；所述机巢包括与控制终端通信的机巢控制器，机巢控制器与无人机遥控器通信，无人机遥控器与无人机通信；控制终端用于根据无人机的当前续航里程以及巡检目标距离各个机巢的距离，以巡检时间最短为优化目标，得到各个机巢对应的巡检目标，根据确定的巡检目标生成各个无人机最优巡检路径并发送给机巢控制器。2.如权利要求1所述的网格化机巢的无人机巡检系统，其特征在于：所述机巢包括：机巢主体，以及设于机巢主体内的承载机构、竖向固定机构和横向固定机构，所述承载机构包括可伸缩的降落平台和第一电机，所述降落平台由第一电机驱动；所述竖向固定机构包括第一回中杆，所述第一回中杆的一端通过转动轴设于机巢主体的侧壁上，第一回中杆上设有齿轮，降落平台上设有与齿轮啮合的齿条，通过齿轮和齿条的啮合驱动第一回中杆绕转动轴转动；所述横向固定机构包括转动杆、第二回中杆和第二电机，所述转动杆的两端设于机巢主体的侧壁上，所述第二回中杆设于转动杆上；转动杆由第二电机驱动，以相对机巢主体，沿降落平台移动方向的反方向转动，从而驱动第二回中杆沿降落平台移动方向的垂直方向移动。3.如权利要求2所述的网格化机巢的无人机巡检系统，其特征在于：在齿轮和齿条的啮合下，两侧的第一回中杆绕轴转动，以使第一回中杆的另一端均向中间位置移动或向两侧方向打开。4.如权利要求3所述的网格化机巢的无人机巡检系统，其特征在于：转动杆的两端各设一个第二回中杆，在降落平台被驱动复位时，转动杆正向转动，两端的第二回中杆沿转动杆向中间位置移动，以横向约束固无人机；通过齿条和齿轮的啮合，带动两侧的第一回中杆向中间位置移动，以竖向约束无人机。5.如权利要求3所述的网格化机巢的无人机巡检系统，其特征在于：转动杆的两端各设一个第二回中杆，在降落平台被推出机巢主体时，转动杆逆向转动，两端的第二回中杆沿转动杆向两侧移动，以解除对无人机的横向约束；通过齿条和齿轮的啮合，带动两侧的第一回中杆向两侧打开，以解除对无人机的竖向约束。6.如权利要求1所述的网格化机巢的无人机巡检系统，其特征在于：所述机巢包括：机巢主体，机巢主体内部包括无人机机位、充电模块以及储能模块；机巢主体设置有安装模块，安装模块采用丝杠式自动锁紧结构对机巢主体进行固定，无人机机位设置有在水平和竖直方向自主减震的无人机固定装置，机巢控制器分别与充电模块及安装模块通信。7.如权利要求6所述的网格化机巢的无人机巡检系统，其特征在于：所述丝杠式自动锁紧结构包括套筒及固定于第二套筒中心位置的双出轴电机，所述双出轴电机转子两端分别连接有丝杠，所述丝杠的另一端与弹簧滑块的一端通过螺纹孔连
接，所述弹簧滑块随丝杠旋转直线运动，并带动与所述弹簧滑块另一端固定连接的伸缩杆的伸缩。8.如权利要求1所述的网格化机巢的无人机巡检系统，其特征在于：所述无人机上载有三轴云台、RTK定位模块和前端AI处理模块；三轴云台上安装相机和摄像机；所述相机为单目可变焦相机；所述摄像机用于获取杆塔的视频信息；其中，相机与摄像机集成在一个镜头。RTK定位模块，用于定位无人机三维坐标信息；前端AI处理模块，用于拟合无人机飞控数据，RTK定位模块数据，和变焦相机采集图像，下发飞控命令控制无人机飞行，控制云台调整相机角度和变焦，锁定巡检目标并拍照；当巡检目标不位于相机图像的中央位置时，采用基于视觉移动跟踪方式来控制云台转动，通过巡检目标在图像中的位置确定云台的转动方向。9.一种网格化机巢的无人机巡检方法，其特征在于：包括以下过程：获取巡检目标距离各个机巢的距离；选择距离巡检目标最近的机巢为最优机巢；依次进行各个巡检目标的判断，得到各个机巢的对应的巡检目标；任一机巢的巡检任务规划，包括：根据机巢范围内的巡检目标距离机巢的距离进行巡检目标编号，距离越远编号越大；当无人机总续航时间与某一巡检目标单独巡检一次的时间的差值，小于其他巡检目标单独巡检一次的时间的最小值时，将此巡检目标作为单基塔任务；否则，判断机巢到当前巡检目标的时间、当前巡检目标的巡检时间、当前巡检目标到编号小于当前巡检目标的最近的次级巡检目标的巡检时间、当前巡检目标到次级巡检目标的时间以及次级巡检目标到机巢的时间的加和是否大于无人机总续航时间，如是，则将此巡检目标作为单基塔任务；否则，执行二基杆塔的航线任务，依次进行当前巡检目标和次级巡检目标的巡检。10.如权利要求9所述的网格化机巢的无人机巡检方法，其特征在于：进行下一级节点的综合巡检时间判断，当综合巡检时间大于无人机总续航时间时，只执行当前巡检任务，否则，继续进行下一级节点的综合巡检时间判断。11.一种无人机任务执行环境判断方法，其特征在于：利用权利要求1
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8任一项所述的网格化机巢的无人机巡检系统，包括：获取机巢内环境信息和感知范围内的机巢外环境信息；根据无人机位置选定的目标机巢，根据飞行指令确定对应的飞行影响因素，并在其机巢外环境信息中调取对应的飞行环境数据，根据飞行环境数据判断飞行条件，若飞行环境数据不满足飞行条件时，控制无人机返航；根据返航指令确定对应的降落影响因素，以在目标机巢的机巢外环境信息和机巢内环境信息中调取对应的降落环境数据和返仓环境数据；根据降落环境数据控制无人机的降落方式，根据返仓环境数据调整机巢内环境，直至无人机返回目标机巢内。目标机巢的选定包括：根据无人机位置，判断无人机所处的机巢感知范围，以落入感知范围的机巢为目标机巢，若两个机巢的感知范围重叠，则根据无人机与机巢的距离，以距离
最近的机巢为目标机巢。12.如权利要求11所述的无人机任务执行环境判断方法，其特征在于：机巢内环境信息包括：机巢内温度、机巢内湿度和机巢内烟雾浓度；机巢外环境信...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘越，刘俍，孙晓斌，李春飞，张飞，黄振宁，刘天立，李敏，赵金龙，张海龙，高绍楠，孙磊，王涛，周长明，
申请(专利权)人：国网智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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