[发明专利]一种适用于变电站的巡检无人机、系统及方法

说明书

本发明公开了一种适用于变电站的巡检无人机、系统及方法，包括：无人机本体，所述无人机本体上分别设有惯性导航模块、磁罗盘传感器、机载端差分GPS模块和视觉里程计模块；通过所述惯性导航模块获取无人机初始姿态、速度和位置信息，将所述惯性导航模块获取的速度和位置数据能够分别与机载端差分GPS模块获得差分信息、单点GPS定位信息或者视觉里程计模块获取的视觉导航信息进行融合，输出有效的无人机速度和位置信息，同时能够对磁罗盘传感器获取的无人机姿态信息进行修正。本发明在变电站线路及设备结构复杂的环境下，通过惯性导航数据融合差分导航数据或视觉里程计数据，能够获得高精度导航数据，实现巡检无人机的准确定位。

技术领域

本发明涉及变电站巡检技术领域，尤其涉及一种适用于变电站的巡检无人机、系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

变电站人工巡检工作量大，效率低，且存在高空检测盲区；小型无人机具备体积小，行动灵活的特点，如果能将无人机系统应用与变电站，配合可见光云台吊舱或热成像吊舱可以从高空、低空等多个维度对设备、仪器表盘等进行智能巡检，不但能解放部分人工劳动力，避免人工作业的危险，还能提高工作效率，弥补人工巡检的不足；

现有的变电站巡检无人机飞行系统，普遍采用单点GPS定位，或利用UWB模块进行高精度定位；但是，单点GPS存在定位精度较低且有被遮挡退出定位模式的可能；UWB虽然能实现高精度定位，但要求通信模块间不能有遮挡，在变电站线路及设备结构复杂的环境下难以实现，且需要架设完善的定位网络，需要部署定位网络，造价较高。

同时，现有技术在变电站线路及设备结构复杂的环境下，没有考虑足够的防电磁干扰设计，避障设计，以及必要的碰撞防护设计及飞行安全策略。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种适用于变电站的巡检无人机、系统及方法，采用导电喷漆进行强磁强电干扰防护，通过融合GPS航迹或者视觉航向获得准确飞机航向，同时保障变电站设备及飞机的安全。

根据本发明实施例的第一个方面，提供了一种适用于变电站的巡检无人机，包括：无人机本体，所述无人机本体上分别设有惯性导航模块、磁罗盘传感器、机载端差分GPS模块和视觉里程计模块；

通过所述惯性导航模块获取无人机初始姿态、速度和位置信息，将所述惯性导航模块获取的速度和位置数据能够分别与机载端差分GPS模块获得差分信息、单点GPS定位信息或者视觉里程计模块获取的视觉导航信息进行融合，输出有效的无人机速度和位置信息，同时能够对磁罗盘传感器获取的无人机姿态信息进行修正。

无人机飞行期间，若能接收到有效的差分信息，则将所述差分信息与惯性导航模块获取的信息进行融合；

机载端差分GPS模块失效的情况下，若能获取有效的单点GPS定位信息，则将所述定位信息与惯性导航模块获取的信息进行融合；

若不能获取有效的单点GPS定位信息，则将视觉里程计模块获取的视觉导航信息与惯性导航模块获取的信息进行融合。

根据本发明实施例的第二个方面，提供了一种适用于变电站的巡检无人机系统，包括：至少一台上述的巡检无人机，地面中心处理器和GPS差分基站；所述巡检无人机通过无线链路与地面中心处理器进行通信；所述地面中心处理器与GPS差分基站通过无线链路通信；

所述地面中心处理器用于实现对巡检无人机的飞行控制，并实现巡检无人机与GPS差分基站之间的数据交互。

根据本发明实施例的第三个方面，提供了一种适用于变电站的巡检无人机的导航方法，包括：

根据接收到的巡检任务航线信息进行巡检；

获取无人机惯性导航数据，基于所述数据确定无人机初始姿态、速度和位置信息；