[发明专利]一种变电站电气设备巡检系统及方法

权利要求书

1.一种变电站电气设备巡检系统，其特征在于，包括飞行器、三轴航拍云台、红外成像仪、摄像头以及控制单元；

所述三轴航拍云台安装在飞行器上，红外成像仪和摄像头设置于三轴航拍云台中，三轴航拍云台上设置有控制三轴航拍云台动作的云台活动控制机构；

控制单元包括安装在飞行器上的机载主控制单元和地面控制单元，机载主控制单元分别与云台活动控制机构、红外成像仪和摄像头连接；机载主控制单元通过无线通信装置连接地面控制单元；

摄像头控制串行接口与机载主控制单元的串行接口连接，地面控制单元通过无线通信装置发送摄像头控制指令至机载主控制单元中，对应摄像头控制指令为PELCO-D协议数据码；根据摄像头所提供的遵循PELCO-D控制协议，机载主控制单元接收到地面控制单元发送的PELCO-D协议数据码后，把数据码通过串口发送给摄像头，摄像头根据内置PELCO-D协议对指令解码后，完成控制指示的动作，包括变倍和调焦；

红外成像仪的控制端与机载主控制单元的串行接口连接，机载主控制单元通过串口发送红外成像仪控制指令至红外成像仪，红外成像仪控制指令为8位2进制数据码，机载主控制单元的串行接口向红外成像仪发送一定的8位2进制数据码，通过相应的移位寄存器芯片与开关芯片实现对红外成像仪进行抓拍、采集、开机、调节的相关参数控制；

所述云台活动控制机构包括云台控制器以及控制三轴航拍云台分别进行旋转运动、俯仰运动和横滚运动的第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机，所述第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机分别与云台控制器连接，所述云台控制器与机载主控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的变电站电气设备巡检系统，其特征在于，所述三轴航拍云台通过减震装置安装在飞行器下方，所述飞行器为四旋翼飞行器。

3.根据权利要求1所述的变电站电气设备巡检系统，其特征在于，三轴航拍云台和飞行器连接处设置有集电环，设置在三轴航拍云台上的云台活动控制机构和机载主控单元之间的电缆通过集电环进行连接。

4.根据权利要求1所述的变电站电气设备巡检系统，其特征在于，所述三轴航拍云台上设置有用于检测三轴航拍云台位置的陀螺仪，所述陀螺仪与云台控制器连接。

5.根据权利要求1所述的变电站电气设备巡检系统，其特征在于，所述机载主控制单元包括pcDuino，所述地面控制单元为便携式计算机。

6.根据权利要求1所述的变电站电气设备巡检系统，其特征在于，所述无线通信装置包括用于传输红外图像和视频图像的5.8G双路图传以及用于传送地面控制单元和机载主控制单元之间通信信号的射频无线通信装置。

7.根据权利要求1所述的变电站电气设备巡检系统，其特征在于，所述红外成像仪的图像输出端和摄像头的视频输出端通过电缆分别与机载主控制单元连接。

8.一种基于权利要求1所述系统实现的变电站电气设备巡检方法，其特征在于，步骤如下：

S1、启动飞行器飞行，地面控制单元通过无线通信装置发送云台动作控制指令至机载主控制单元，机载主控制单元接收到云台动作控制指令后，通过云台活动控制机构控制三轴航拍云台进行三轴方向的动作；

S2、地面控制单元通过无线通信装置发送红外成像仪控制指令以及摄像头控制指令至机载主控制单元，机载控制单元接收到红外成像仪控制指令以及摄像头控制指令后，控制红外成像仪采集变电站中电气设备的红外图像信号以及控制摄像头采集变电站中电气设备的视频图像信号，然后传送到机载主控制单元中；

S3、机载主控制单元通过无线通信装置将红外图像信号和视频图像信号传送到地面控制单元中，地面控制单元根据接收到的红外图像信号和视频图像信号观察变电站电气设备的状态。

9.根据权利要求8所述的变电站电气设备巡检方法，其特征在于，所述步骤S1中云台活动控制机构的云台控制器根据陀螺仪检测到的三轴航拍云台位置，采用PID控制算法控制第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机的动作，以控制三轴航拍云台的位置。