四旋翼无人机输电线路杆塔智能巡检系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种四旋翼无人机输电线路杆塔智能巡检系统，它包括地面测控中心，它还包括四旋翼无人机本体，所述四旋翼无人机本体上设有飞行控制子系统以及巡检子系统，两者均与地面测控中心无线通信，接收地面控制人员的指令完成飞行并发送巡检信息。地面控制人员对四旋翼无人机进行远程控制，并对检测数据进行整理和存储。本系统利用四旋翼无人机能垂直起降、可自由悬停的特点来解决了现有技术下普通无人旋翼机检测输电线路杆塔拍摄不全面、检测精度低的弊端，实现了对输电线路杆塔近距离、精细化的检测。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种输电线路杆塔智能巡检系统，尤其涉及ー种四旋翼无人机输电线路杆塔智能巡检系统。
技术介绍
我国正处于エ业化和城镇化快速发展 的重要时期，能源需求具有刚性增长特征。然而，我国绝大部分能源分布在西北部。同吋，70%以上的能源需求却集中在东中部。能源基地与负荷中心的距离在1000到3000公里。特高压输电具有容量大、距离远、能耗低、占地省、经济性好等优势，针对我国能源资源的分布和负荷需求布局的实际，国家电网公司从2006年就开始着手建设特高压输电线路，积极转变电网发展方式，推动电カ发展方式转变，进而促进我国能源发展方式和经济发展方式转变。伴随着我国高压输电线路的持续快速发展，单纯依靠人工利用望远镜对输电线路及杆塔进行检测已经变得越来越不切合实际。近年来，国内利用直升机作为载体进行输电线路检测正在逐步发展起来，其中有人驾驶的直升机在巡线中存在一些问题如直升机及其维护费用昂贵、安全问题突出等。而无人直升机起降灵活、可自由悬停等诸多优点使其在输电线路巡检中得到了快速的发展，已逐渐成为线路巡检的有效手段。中国知识产权局专利号为ZL201120097803. 5 “用于巡视输电线路的无人直升机”、ZL200920029519. 7 “巡检架空线路线和杆塔用无人直升机系统”以及ZL201120086611. 4 “ー种适合于无人飞行器的输电线路巡检装置”中都对无人直升机用于输电线路杆塔的检测进行了相关描述。上述研究都取得了一定程度上的有益效果，但仍存在如下问题I、不能够近距离、精细化的对杆塔进行检测。随着特高压输电线路的推广和建设，输电线路杆塔的高度越来越高，杆塔结构也越来越复杂，现有技术下普通的单旋翼或双旋翼无人机(下称普通旋翼机)进行输电线路杆塔的检测时，大都在输电线路上方进行悬停拍摄，不能对杆塔近距离、精细化的进行检測，各易造成拍摄盲区。2、需要较多的人力、物力，储存运输不方便。普通的无人旋翼机在输电线路杆塔的巡检中，需要投入至少3名专业人员进行飞行，且在进行完ー个起落转场时，普通无人旋翼机难于储藏和运输不但给工作人员带来极大不便，而且还降低了工作效率。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述问题，而提供一种用于输电线路杆塔(特别是特高压输电线路杆塔)检测的四旋翼无人机输电线路杆塔智能巡检系统，利用其能垂直起降、可自由悬停的特点来解决现有技术下普通无人旋翼机检测输电线路杆塔拍摄不全面、检测精度低的弊端，以实现对杆塔近距离、精细化的检测。为实现以上目的，本技术采用如下技术方案一种四旋翼无人机输电线路杆塔智能巡检系统，它包括地面测控中心，它还包括四旋翼无人机本体，所述四旋翼无人机本体上设有飞行控制子系统以及巡检子系统，两者均与地面测控中心无线通信，接收地面控制人员的指令完成飞行并发送巡检信息。所述飞行控制子系统包括飞行控制下位机，所述飞行控制下位机与PCM接收机、第一无线数传电台、GPS定位模块、高度測量模块、舵机控制器、飞行转速測量模块连接，舵机控制器与伺服舵机连接，飞行控制下位机通过它们实现对无人机进行导航及周围飞行环境的检测，然后将信号通过第一无线数传电台反馈到地面测控中心；PCM接收机则与地面测控中心通信；所述巡检子系统主要包括电子陀螺增稳云台，其上至少设有可见光照相机、可见光摄像机及红外热像仪或紫外探测仪中的ー种检测仪器，所述巡检子系统通过第一无线通信模块与地面测控中心通信；所述飞行控制下位机与电子陀螺增稳云台间也相互连接。所述飞行控制下位机通过RS232接ロ与电子陀螺增稳云台连接。所述地面测控中心包括PCM遥控器、第二无线数传电台、第二无线通信模块、地面控制上位机、交換机和地面检测计算机，所述地面控制上位机与地面检测计算机通过交换机与第二无线通信模块连接。所述地面控制上位机与地面检测计算机经由交換机通过RJ45接ロ与第二无线通信模块连接，接收巡检子系统发送的实时图像信号，并实时进行数据处理和存储。所述地面控制上位机通过RS232接ロ与第二无线数传电台连接并通过第二无线数传电台控制四旋翼无人机的飞行状态。所述PCM遥控器和PCM接收机控制四旋翼无人机的各种飞行状态，从而满足四旋翼无人机巡线的需求。所述高度測量模块为气压高度计。所述第一、第二无线通信模块均为COFDM无线通信装置。所述四旋翼无人机主体采用旋转收缩式四旋翼结构，所述四旋翼无人机结构采用中国知识产权局专利号为ZL201020532777. X技术专利所述结构。上述未详细描述的结构、连接关系、位置关系等均为本领域的常规设置，属于公知常识，在此不再赘述。本技术的有益效果是I、四旋翼无人机能够进行垂直起降和自由悬停，达到对杆塔近距离、精细化的检测效果。2、四旋翼无人机本体使用了旋转收缩式结构，在储藏和运输方面给工作人员带来了极大的便利。3、能够减少作业人员数量，最多两人甚至单人即可完成整个检测飞行。附图说明图I为本技术的结构图。其中，I.四旋翼无人机本体，2.地面测控中心，3.飞行控制子系统，4.巡检子系统，5.飞行控制下位机，6.电子陀螺增稳云台，7.地面控制上位机，8.地面检测计算机，9.交換机，10. PCM接收机，11. PCM遥控器，12.第一无线数传电台，13.第二无线数传电台，14.第一无线通信模块，15.第二无线通信模块，16. GPS定位模块，17.高度測量模块，18.舵机控制器，19.伺服舵机，20.飞行转速測量模块，21.可见光照相机，22.可见光摄像机，23.红外热像仪或紫外探测仪。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术做进ー步说明。图I为四旋翼无人机输电线路杆塔智能巡检系统框架图。它主要包括四旋翼无人机本体I和地面测控中心2，其中四旋翼无人机本体I上设有飞行控制子系统3和巡检子系统4。在进行输电线路杆塔巡检时，地面控制上位机7通过第二无线数传电台13、第一无线数传电台12向飞行控制下位机5发送相应的指令，四旋翼无人机实行自 主飞行；电子陀螺增稳云台6携帯可见光照相机21、可见光摄像机22和红外热像仪或紫外探测仪23中的至少ー种检测仪器对输电线路杆塔进行检測，并通过第一无线通信模块14、第二无线通信模块15将检测数据进行传输并解码，解码后的数据通过交換机9实时反馈到地面控制上位机7和地面检测计算机8中，同吋，GPS定位模块16、高度测量模块17、飞行转速测量模块20会通过第一无线数传电台12、第二无线数传电台13将四旋翼无人机的飞行状态实时反馈到地面控制上位机7上，地面控制人员根据地面控制上位机7和地面检测计算机8显示的数据和图像，通过第一无线数传电台12、第二无线数传电台13向舵机控制器18发送相应的控制指令，此时，伺服舵机19会执行相应的指令来控制四旋翼无人机的飞行状态和电子陀螺增稳云台6的动作。当然，在四旋翼无人机飞行过程中，可以根据实际情况和需要将自主飞行切换为手动飞行，地面控制人员使用PCM遥控器11与PCM接收机10通信，既保障了四旋翼无人机的飞行安全，也能满足各种不同的飞行需要。上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四旋翼无人机输电线路杆塔智能巡检系统，它包括地面测控中心，其特征是，它还包括四旋翼无人机本体，所述四旋翼无人机本体上设有飞行控制子系统以及巡检子系统，两者均与地面测控中心无线通信，接收地面控制人员的指令完成飞行并发送巡检信息。2.如权利要求I所述的四旋翼无人机输电线路杆塔智能巡检系统，其特征是，所述飞行控制子系统包括飞行控制下位机，所述飞行控制下位机与PCM接收机、第一无线数传电台、GPS定位模块、高度测量模块、舵机控制器、飞行转速测量模块连接，舵机控制器与伺服舵机连接，飞行控制下位机通过它们实现对无人机进行导航及周围飞行环境的检测，然后将信号通过第一无线数传电台反馈到地面测控中心；PCM接收机则与地面测控中心通信； 所述巡检子系统主要包括电子陀螺增稳云台，其上至少设有可见光照相机、可见光摄像机及红外热像仪或紫外探测仪中的一种检测仪器，所述巡检子系统通过第一无线通信模块与地面测控中心通信； 所述飞行控制下位机与电子陀螺增稳云台间也相互连接。3.如权利要求2所述的四旋翼无人机输电线路杆塔智能巡检系统，其特征是，所述飞行控制下位机通过RS232接口与电子陀螺增稳云台连接。4.如权利要求I所...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏传虎，刘俍，王滨海，陈西广，王骞，郑天茹，
申请(专利权)人：山东电力研究院，
类型：实用新型
国别省市：