[发明专利]一种高效率无人机群电力巡检系统

说明书

技术领域

本发明属于电力系统的运行检修领域，涉及无人机输电线路巡检领域，尤其是一种高效率无人机输电线路巡检系统及巡检方法。

背景技术

我国地域辽阔，地形复杂多变，架空电力线路更是覆盖范围广泛、穿越区域地形复杂而且自然环境恶劣。传统的人工线路巡检方法不但劳动强度大、耗时多，而且效率低下不能全面检查故障。如果遇到跨越高速公路，铁路，河道及其他带电线路等复杂路况，人工巡检方式因不能全面检查线路状况而存在检查死角，留下安全隐患。近年来，无人机巡检在电力系统方面得到极大的应用，最常见的有载人直升机巡检、固定翼无人机巡检和多旋翼无人机电力巡检等。固定翼无人机具有速度快、滞空时间长、飞行半径大等优势，但是固定翼无人机无法在空中悬停因此无法发现一些细小的故障；载人直升机具有固定翼无人机相似的问题，虽然无人直升机可以做到空中悬停，但是波动大、体积大，检查存在死角。多旋翼无人机具有操作简单、易于维修、悬停稳定等优势，但是续航能力不足成为限制多旋翼无人机应用的最大阻碍。用于电力巡检的无人机除受上面所述的问题限制外，还受到通信距离短、抗干扰能力弱、安全性难以保证等难题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高效率无人机群电力巡检系统。用于弥补在现有技术条件基础上无人机电力线路巡检的缺陷。

为解决目前无人机巡检存在的上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高效率无人机群电力巡检系统，包括轻型载人直升机及多旋翼无人机群；所述轻型载人直升机1搭载有巡检数据处理平台2，多旋翼无人机群状态监控平台3多旋翼无人机控制平台4，以及通信系统；所述多旋翼无人机搭载有红外热成像仪13、高清摄像机14、数据传输电台15、图像传输电台16；作为空中移动控制指挥平台的轻型载人直升机与多旋翼无人机群以一对多的方式通信；空中移动控制指挥平台发布控制指令，多旋翼无人机群根据该控制指令对所述检修对象进行多方位协同巡检以获取所述检修对象的实时图像数据，同时分别将该实时图像数据通过所述图像传输电台发送至所述空中移动控制指挥平台。

每一个构成多旋翼无人机群的无人机都可以在空中悬停的载人直升机上面的多旋翼无人机操作员区域5采用多旋翼无人机收发装置6完成放飞和收回的任务。

这样，空中移动控制指挥平台和多旋翼无人机群保持一定的距离一起飞行，用于监控多旋翼无人机群的状态信息，对多旋翼无人机反馈回来的巡检数据进行处理，负责对多旋翼无人机群的控制。在某个子多旋翼无人机发生故障或者电力不足时负责收回该多旋翼无人机，待故障清除后继续当前的工作。

位于载人直升机上面的控制人员可以通过两种方式来控制无人机群：第一种控制方式为：控制人员通过观察图像传回来的摄像机实时图像来控制无人机；第二种控制方式为：当载人直升机与多旋翼无人机群间的距离比较短时，位于载人直升机上面的控制人员可以直接通过人眼观察来控制多旋翼无人机经行巡检任务。

多旋翼无人机群接收空中移动控制指挥平台的控制指令，负责对输电线路和杆塔的检查，用于对巡检状态信息和巡检数据进行本地监控，对巡检图像数据进行预处理。最后将检测到的图像发送到空中移动控制指挥平台。

空中移动控制指挥平台包括：轻型载人直升机，巡检数据处理平台，多旋翼无人机控制平台，多旋翼无人机群状态监控平台以及通讯系统。

多旋翼无人机群由多个相同的带旋翼保护罩的四旋翼无人机组成，具体数量视工作需要以及空中移动控制指挥平台搭载的控制人员的数量而定。

轻型载人直升机为性能稳定的贝尔系列轻型直升机，该轻型载人直升机沿输电线路随多旋翼无人机群同时运动，负责搭载各种控制平台和多旋翼无人机控制人员。

巡检数据处理平台对多旋翼无人机群中每个多旋翼无人机反馈回来的摄像机图像以及红外热成像仪的图像经相应的图像处理算法过滤后发现其中存在的故障并标记。

多旋翼无人机控制平台由无人机控制人员通过飞机图传电台传回来的实时图像对多旋翼无人机群中的每一个多旋翼无人机经行运动控制。

多旋翼无人机群状态监控平台监控显示正在工作的多旋翼无人机的实时状态，包括电量以及各个模块的运行状态。当正在工作的某个多旋翼无人机发生故障或者电量不足时发出警报。

通信系统负责将每个多旋翼无人机传回来的数据分类显示，并且向每个多旋翼无人机发送控制指令。

带旋翼保护罩的多旋翼无人机整机由体积相对较小的四轴飞行器担任，上面能够同时挂载高清摄像机和红外热成像仪，而且高清摄像机是挂载在四轴飞行器下面的云台上的。