[发明专利]无人机电力巡线仿真培训系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机电力巡线仿真培训系统。

背景技术

无人直升机在输电线路巡检中发挥着越来越重要的作用，通常在电力巡线时，无人机需要携带高清晰数码相机、摄像机、红外热像仪、紫外成像仪等价格高昂的仪器，稍有不慎，会造成的损失很大。传统的训练模式耗油耗时耗力，已经很难满足教学和训练任务。

无人机仿真是一种降低成本、提高效率的较为先进的培训手段。按照仿真技术的发展历程，无人机仿真已经经历了物理仿真、模拟机仿真、数字机仿真、基于图形工作站的三维可视化多媒体交互式仿真和虚拟环境与虚拟现实等五个阶段。

在无人机仿真培训系统方面，国内外有比较多的专利、论文和其他资料公开。比如清华大学计算机智能技术与系统国家重点实验室的张雄等人在《系统仿真学报》2002年第8期(1023~1025页)发表的“基于虚拟现实的无人驾驶飞机仿真训练系统”,较为详细的阐述了基于虚拟现实的无人驾驶飞机仿真训练系统。中国200810240959.7号发明专利申请，公开了一种无人共轴直升机自主导航系统半实物仿真技术装置，实际是无人机半实物仿真技术装置；而中国第200920298779.4号实用新型专利则公开了一种实装无人机系统通用仿真实验装置。以上专利或者论文都是关于无人机仿真的技术装置或者软件系统，但都没有在电力系统应用，处于理论层面，或者仿真成本比较高。

与传统的基于虚拟现实的无人机仿真训练系统相比，电力巡线用的无人机工作环境除了需要虚拟的环境场景外，还需要电力巡线用虚拟的高压输电线路、杆塔、吊舱、检测设备、无线通讯设备。另外无人机电力巡线时，无人机操控手要手动或者自动控制无人机，任务操控手或者检测人员需要控制吊舱转动合适的角度，利用检测设备(摄像机、照相机、红外热像仪、紫外成像仪)对高压输电线路和杆塔进行巡检，从而发现高压输电线路和杆塔上存在的各种安全隐患和故障。传统的基于虚拟现实的无人机仿真训练系统，没有虚拟的输电线路、杆塔、吊舱、检测设备和无线通讯设备，也没有检测用计算机，只能模拟操控虚拟无人机，作为无人机日常训练的软件系统应用，无法利用虚拟的吊舱和检测设备对高压输电线路和杆塔进行巡检。

传统的无人机半实物或通用仿真试验装置，操作复杂，购置费用高，无人机操控人员无法利用电力巡线用的操作导则、安全规范对高压输电线路和杆塔进行飞行试验和训练，电力巡检检测人员也无法利用该系统进行检测和日常训练。

发明内容

因此，本发明为了克服传统的无人机仿真训练系统功能单一，只能用来训练无人机外操控手，无法训练任务设备操控手，而且外操控手控制无人机飞行时也没有相关的电力巡线的技术导则和安全规范进行管理和约束；另外也是为了克服传统的无人机半实物或通用仿真实验装置仿真度差，操作复杂，费用高的缺陷，提供了一种能够很好的模拟真实电力巡线工作环境的无人机电力巡线仿真培训系统，成本低，并且能够很好的达到训练无人机操控手和任务设备操控手的目的。

本发明采用以下技术方案：

该发明无人机电力巡线仿真培训系统，其包括：

外部信号输入装置，为外部命令输入的装置；

虚拟仿真训练计算机，含有用于所述外部信号输入装置接入以获取外部命令并解析的外部信号识别模块，以及与该外部信号识别模块连接的三维虚拟现实仿真模块和数据存储及数据处理模块，其中所述三维虚拟现实仿真模块与所述数据存储及数据处理模块互联，依据接收到的外部命令提取所述数据存储及数据处理模块的数据生成仿真描述数据，以描述当前无人机的场景和电力环境，并建立内部对象响应机制；以及

音视频输出设备，连接所述三维虚拟现实仿真模块以及所述数据存储及数据处理模块的输出端，用于输出虚拟仿真训练计算机描述的当前无人机的场景和电力环境。

依据本发明，可以利用三维仿真和内置的无人机电力巡线必须遵循的技术导则和安全规范对无人机外操控手和任务设备操控手进行飞行训练，从而培养出适合无人机电力巡线用的无人机外操控手和任务设备操控手。

采用三维仿真以提高人机交互的形象性、逼真性，提高无人机操控手和任务设备操控手的兴趣和工作积极性。

可以部分的替代真实的无人机飞行，减少了无人机坠落、损毁的几率，节省了大量油料和实际的训练成本。

上述无人机电力巡线仿真培训系统，还包括互联的虚拟检测用计算机和控制服务器，而所述虚拟仿真训练计算机还设有连接于所述外部信号识别模块并与所述数据存储及数据处理模块互联的网络连接模块，该网络连接模块接入由所述虚拟检测用计算机和控制服务器所形成的网络，用于响应所述外部输入装置的远程命令。