[发明专利]一种基于镭射光精确落线巡检的多旋翼无人机及操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机和电力巡检技术领域，尤其涉及一种基于镭射光精确落线巡检的多旋翼无人机及操作方法。

背景技术

架空输电线路的覆冰、舞动、断线、漂浮物时常影响着电网的安全运行，随着国家电网公司关于建设“坚强智能电网”战略规划的提出，对输电线路的巡检作业提出了更高的要求，因此架空输电线路的自动化和智能化巡线作业日益成为急需解决的重要课题。

近年来，由于传感器的小型化和轻量化以及飞行控制系统的日趋完善，无人机技术得到了快速的发展，为输电线路的巡检作业提供了新的思路和技术方法。目前，多旋翼无人机由于其机机动灵活、悬停稳定性高及抗风能力强等优点，使得其在输电线路巡检作业中得到广泛的应用，但是缺点在于：由于存在电源轻量化的技术瓶颈，从而导致续航时间较短，无法实现在输电线路上长时间稳定的巡检作业。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于镭射光精确落线巡检的多旋翼无人机及操作方法，能够在输电线路上精确落线，减少多旋翼无人机用电量，延长续航时间，达到长时间稳定巡检的目的。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于镭射光精确落线巡检的多旋翼无人机，其与输电线路相配合，所述多旋翼无人机包括本体，所述本体上部设有包括悬挂杆、两个驱动轮和两个连接板的悬挂机构；其中，

所述两个驱动轮相平行设置，且每一驱动轮内部均设有一电机驱动系统，外部均形成有一凹形圆环；其中，两个所述凹形圆环可通过所述电机驱动系统驱动同时与所述输电线路相滑动配合，且二者形成的中心点连线与所述输电线路相平行；

所述两个连接板相对设置于所述中心点连线的两侧，其中，一连接板的两端分别与所述两个驱动轮轮轴位于所述中心点连线一侧的一端相固定，另一连接板的两端分别与所述两个驱动轮轮轴位于所述中心点连线另一侧的一端相固定；且所述两个连接板之中其一在朝向所述中心点连线一侧侧面上设有与用于确定所述输电线路位置的地线视频跟踪系统相配合的第一摄像头以及至少一个与用于检测所述悬挂机构和所述输电线路之间距离的镭射光测距系统相配合的镭射光雷达；

所述悬挂杆固定于所述两个连接板之中其一背离所述中心点连线一侧侧面上，其顶端延伸出所述中心点连线一定长度且设有至少一个与用于检测所述多旋翼无人机落线状况的压线视频监控系统相配合的第二摄像头。

其中，所述悬挂杆与所述第一摄像头及所述镭射光雷达设置于同一连接板上。

其中，所述悬挂机构还包括一侧掠翼，所述侧掠翼呈半椭圆环状，且与远离所述悬挂杆的连接板相固定。

其中，所述镭射光雷达有两个，所述两个镭射光雷达分别位于所述第一摄像头的两侧。

其中，所述第二摄像头有两个，所述两个第二摄像头对称设置于所述悬挂杆中心轴线的两侧，并分别朝向所述两个驱动轮。

其中，所述悬挂杆由空心碳纤维材料制作而成。

其中，所述两个驱动轮均由尼龙材料制作而成。

本发明实施例还提供了一种基于镭射光精确落线巡检的多旋翼无人机操作方法，其在前述的多旋翼无人机中实现，所述方法包括：

开启所述多旋翼无人机升空垂直导航，通过第一摄像头在地线视频跟踪系统中获取输电线路的影像，并根据所述获取到的输电线路的影像，确定所述输电线路的位置；

根据所述确定的输电线路的位置，调整所述多旋翼无人机飞行高度，直至所述获取到的输电线路的影像位于所述地线视频跟踪系统图像区中预设的第一高度校准线及预设的第二高度校准线之间为止；

开启镭射光雷达发射镭射光脉冲，通过镭射光测距系统实时检测所述多旋翼无人机上悬挂机构与所述输电线路之间的距离，并当检测到所述悬挂机构与所述输电线路之间的距离小于预设的阈值时，调整所述多旋翼无人机飞行状态，使其缓慢降落至所述输电线路上；

当通过第二摄像头在压线视频监控系统中确定所述多旋翼无人机的驱动轮与所述输电线路紧密贴合时，确定所述多旋翼无人机落线成功，并进一步停止所述多旋翼无人机的旋翼工作，启动所述驱动轮上的电机驱动系统，驱动所述驱动轮在所述输电线路上滑行，实现所述多旋翼无人机自动巡线。

其中，所述方法进一步包括：

当所述多旋翼无人机预置的重力感应系统检测到所述多旋翼无人机处于失重状态时，确定所述多旋翼无人机落线失败，则重新开启所述多旋翼无人机升空垂直导航。

其中，所述预设的阈值为10cm。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：