[发明专利]一种架空高压线智能自主沿导线飞行巡检系统和方法

摘要

本发明公开了一种架空高压线智能自主沿导线飞行巡检系统和方法，包括地面控制站、激光雷达、激光雷达数据处理模块以及多旋翼无人机，激光雷达、激光雷达数据处理模块均设置在多旋翼无人机上，激光雷达用于采集高压线相对于多旋翼无人机的角度以及距离信息，激光雷达数据处理模块将上述信息通过无线方式传输到地面控制站；多旋翼无人机中的电机驱动模块在无人机控制中心控制下对多旋翼无人机中各个螺旋桨电机进行转速控制，使得无人机与架空高压线保持固定距离沿架空高压线巡航飞行。本发明存在巡检过程中无需人员操作、高效率、多功能、全方位的智能架空高压线监测巡检等优点。

主权项

1.一种架空高压线智能自主沿导线飞行巡检方法，其特征在于，该巡检方法基于架空高压线智能自主沿导线飞行巡检系统，该系统包括地面控制站、激光雷达、激光雷达数据处理模块以及多旋翼无人机，激光雷达、激光雷达数据处理模块均设置在多旋翼无人机上，激光雷达用于采集高压线相对于多旋翼无人机的角度以及距离信息，激光雷达数据处理模块将上述信息通过无线方式传输到地面控制站；多旋翼无人机包括摄像头模块、图传模块、电机驱动模块和无人机控制中心，地面控制站与无人机控制中心无线连接，电机驱动模块在无人机控制中心控制下对多旋翼无人机中各个螺旋桨电机进行转速控制，使得无人机与架空高压线保持固定距离沿架空高压线巡航飞行，摄像头模块实时获取架空高压线信息，图传模块将摄像头模块获取的架空高压线信息传输给地面控制站；/n步骤是：/nS1、读取巡检任务信息：无人机在启动巡检作业任务前先读取该次巡检的塔段信息，包括塔段大小号塔的塔型数据，塔的高度，塔的GPS坐标位置；/nS2、巡航角度锁定：无人机根据两个塔的GPS坐标位置调整无人机的机头朝向，使得其与塔段间高压线的方位角保持正交垂直；/nS3、高压线位置确认：通过无人机搭载的激光雷达，得到以无人机为坐标中心，高压线截面点相对于无人机的距离以及角度，计算得到无人机与高压线之间的水平距离和垂直距离，并计算出二者与设定距离的偏移量e1、e2；/nS4、无人机位置调整：依据参数获取到高压线与无人机的相对位置，判断是否超过事先的设定范围，应用PID控制算法对无人机的俯仰与偏航进行闭环控制，使无人机与架空高压线保持固定垂直距离以及水平距离，拍摄得到架空高压线影像信息；/nS5、当巡检工作结果后，无人机先向后退一定的距离，然后上升到高于大号塔塔顶高度A米的高度，然后获取无人机启动时所获得的GPS返航点进行全自动返航。/n