[发明专利]一种电力巡线设备及故障诊断方法

权利要求书

1.一种电力巡线设备，其特征在于，所述电力巡线设备包括：

电源模块、可见光摄像模块、红外热成像模块、无人机主控模块、第一通信模块、输电线路数据获取模块、定位导航模块、激光测距模块；

电源模块，与无人机主控模块连接，用于提供电源功能；

可见光摄像模块，与无人机主控模块连接，用于完成无人机输电线路白天巡检图像和视频数据的采集；

红外热成像模块，与无人机主控模块连接，用于完成输电线路设备发热影像数据的采集；

无人机主控模块，与电源模块、可见光摄像模块、红外热成像模块、第一通信模块、输电线路数据获取模块、定位导航模块、激光测距模块连接，用于将可见光摄像模块、红外热成像模块、激光测距模块传获取的数据信息进行存储与处理分析；

第一通信模块，与无人机主控模块连接，用于与地面监控模块建立通信连接，并将无人机主控模块中的输电线路监测数据传送至地面监控；

输电线路数据获取模块，与无人机主控模块连接，用于获取输电线路监测数据并将所述输电线路监测数据传输给无人机主控模块；

定位导航模块，与无人机主控模块连接，用于对无人机进行定位导航；

激光测距模块，与无人机主控模块连接，用于测量无人机与输电线路设备的距离。

2.一种如权利要求1所述电力巡线设备故障诊断方法，其特征在于，所述电力巡线设备故障诊断方法包括以下步骤：

步骤一，电源模块给无人机主控模块供电，可见光摄像模块、红外热成像模块、激光测距模块获取的图像数据信息及参数通过无人机主控模块进行存储与处理分析；

步骤二，通过输电线路数据获取模块获取输电线路监测数据并将所述输电线路监测数据传输给无人机主控模块；

步骤三，通过第一通信模块与地面监控模块建立通信连接，并将无人机主控模块中的输电线路监测数据传送至地面监控；通过定位导航模块对无人机进行定位导航。

3.如权利要求1所述的电力巡线设备故障诊断方法，其特征在于，所述输电线路数据获取模块包括：激光扫描仪、航摄像机、红外热像仪及图像传感器中的一种或任意几种的组合。

输电线路数据获取模块的获取方法包括以下步骤：

首先，用感知设备在独立的采样周期内对目标信号x(t)进行采集，并用A/D方式对信号进行数字量化；

然后，对量化后的信号x(i)进行降维；

最后，对降维后的信号进行重构；其中t为采样时刻，i为量化后的信号排序；

对量化后的信号进行降维，具体是对量化后的信号通过有限脉冲响应滤波器的差分方程i＝1，…，M，其中h(0)，…，h(L-1)为滤波器系数，设计基于滤波的压缩感知信号采集框架，构造如下托普利兹测量矩阵：

则观测i＝1，…，M，其中b1，…，bL看作滤波器系数；子矩阵ΦFT的奇异值是格拉姆矩阵G(ΦF，T)＝Φ′FTΦFT特征值的算术根，验证G(ΦF，T)的所有特征值λi∈(1-δK，1+δK)，i＝1，…，T，则ΦF满足RIP，并通过求解最优化问题来重构原信号；即通过线性规划方法来重构原信号，亦即BP算法；对图像或语音压缩信号的采集，则修改ΦF为如下形式：

如果信号在变换基矩阵Ψ上具有稀疏性，则通过求解最优化问题，精确重构出原信号；其中Φ与Ψ不相关，Ξ称为CS矩阵；

输电线路数据获取模块的数据获取的传递函数为：

其中，ω0为滤波器的中心频率，对于不同的ω0，k使k/ω0保持不变；

在频率域构造滤波器，对应的极坐标表达方式为：

G(r，θ)＝G(r，r)G(θ，θ)；

式中，Gr(r)为控制滤波器带宽的径向分量，Gθ(θ)为控制滤波器方向的角度分量；

r表示径向坐标，θ表示角度坐标，f0为中心频率，θ0为滤波器方向，σf用于确定带宽；

Bf＝2(2/ln2)1/2|lnσf|，σθ确定角度带宽，Bθ＝2(2/ln2)1/2σθ。