[發(fā)明專利]直升機(jī)巡檢電力線路的鎖定跟蹤方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010182117.8
• 申請(qǐng)日: 2010-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101833099A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁杰;吳奇文;呂永新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州科易光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/01
• 分類號(hào): G01S19/01;G01S13/74;G01S5/16;G01C21/00;H02G1/02
• 代理公司: 廣州市一新專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44220
• 代理人: 王德祥

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力線巡檢技術(shù)，尤其是一種采用直升機(jī)巡檢電力線路的鎖定跟蹤方法。

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背景技術(shù)

目前，我國(guó)電力線巡檢多采用人工巡檢的方式，巡檢到位率低，常有漏檢、錯(cuò)檢現(xiàn)象，采用紙筆記錄故障缺陷，主觀因素多，缺陷記錄描述不一，無(wú)法快速分類整理。所要檢測(cè)的高壓電力線路已達(dá)到幾百千伏以上，傳統(tǒng)的人工巡檢采用攀爬電力線鐵塔的方式，有著極大的安全隱患。大量電力線路穿越無(wú)人區(qū)，人工巡檢從地理上受到嚴(yán)重的限制，人體活動(dòng)的范圍受到體能的約束，檢測(cè)的距離有限。人工對(duì)電力線路進(jìn)行觀測(cè)，用經(jīng)驗(yàn)判斷線路是否出現(xiàn)故障，也容易造成失誤，準(zhǔn)確性不高。國(guó)外使用直升機(jī)代替人工進(jìn)行電力線路的日常巡檢工作已經(jīng)比較流行，國(guó)內(nèi)也開(kāi)始探索，從國(guó)內(nèi)外的使用經(jīng)驗(yàn)反饋來(lái)饋來(lái)看，完全人工駕駛直升機(jī)進(jìn)行電力線路檢測(cè)有適應(yīng)性差，安全性低等缺點(diǎn)，電力線路架空高度較低，使用直升機(jī)進(jìn)行巡檢須低空沿線飛行，空中情況復(fù)雜，飛行員需要隨時(shí)與線路保持視線接觸，同時(shí)進(jìn)行正常的飛行操作，大大加大了操作難度，在一般的飛行員手冊(cè)中都有“避免貼近高壓電線飛行”的規(guī)定，巡線飛行反其道而行之，與高壓線保持近距離平行飛行，飛行速度較快，危險(xiǎn)性大為增加，在國(guó)外已經(jīng)多次發(fā)生巡檢直升機(jī)墜毀事故。在直升機(jī)常規(guī)巡線中還存在三大不足：一是機(jī)載系統(tǒng)操作自動(dòng)化程度比較低，導(dǎo)致機(jī)上至少需要兩人作業(yè)，一人操作巡檢設(shè)備，一人目測(cè)線路設(shè)備、記錄缺陷，易漏檢。二是巡檢后數(shù)據(jù)處理工作量大。人工查看像素較低的錄像數(shù)據(jù)，費(fèi)時(shí)耗力。三是巡檢成本高。目前租機(jī)費(fèi)用一般為2萬(wàn)～3萬(wàn)元/小時(shí)。

隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，采用機(jī)器人進(jìn)行電力線路的巡檢逐漸引起關(guān)注。目前，國(guó)內(nèi)電力線檢測(cè)機(jī)器人的研究集中在行走機(jī)器人方向。中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所張運(yùn)楚、梁自澤和譚民等在《機(jī)器人》2004年第26卷第5期上發(fā)表的《架空電力線路巡線機(jī)器人綜述》和趙曉光、梁自澤、譚明等在《華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)》2004年第32卷增刊上發(fā)表的《高壓電力線行走機(jī)器人仿真》兩篇文章中詳細(xì)闡述了行走機(jī)器人用于電力線檢測(cè)的原理和目前的發(fā)展水平，采用行走機(jī)器人進(jìn)行電力線路的檢測(cè)采用沿架空地線自主行舫式，相比傳統(tǒng)檢測(cè)具有費(fèi)用低，安全性商，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但還存在對(duì)地面儀器的依賴性高，不能很好的適應(yīng)復(fù)雜的地理環(huán)境等不足，也還存在行進(jìn)速度慢，檢測(cè)效率低等問(wèn)題。

為克服上述技術(shù)所存在的缺陷，中國(guó)專利號(hào)200410098960公開(kāi)了一種電力線路巡檢機(jī)器人飛機(jī)及其控制系統(tǒng)，其發(fā)明目的在于通過(guò)提供該飛機(jī)及其控制系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)檢測(cè)方式存在的費(fèi)用高，安全性差，可靠性不高的問(wèn)題，使之和行走機(jī)器人檢測(cè)方式相比具有環(huán)境適應(yīng)能力好，高度智能化，檢測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)。

問(wèn)題是該技術(shù)僅僅公開(kāi)了一種基于單純的可見(jiàn)光及紅外溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募?!-- SIPO -->術(shù)方案，對(duì)于重要巡檢系統(tǒng)沒(méi)有詳細(xì)的說(shuō)明和公開(kāi)，更沒(méi)有提及被檢測(cè)目標(biāo)的鎖定跟蹤和圖像信息獲取的過(guò)程，因此，還是一種比較初級(jí)的技術(shù)方案。

電力線路直升機(jī)自動(dòng)巡檢是一種巡檢環(huán)境高度復(fù)雜，需要采用計(jì)算機(jī)、光機(jī)電、衛(wèi)星通訊、圖像識(shí)別、大容量數(shù)據(jù)通信及導(dǎo)航技術(shù)的高難度高風(fēng)險(xiǎn)綜合技術(shù)，完全采用機(jī)器人進(jìn)行巡檢很難完成現(xiàn)實(shí)中具體的巡檢任務(wù)。

采用直升機(jī)的費(fèi)用比較昂貴，大約每小時(shí)需要上萬(wàn)元，因此要提高機(jī)載系統(tǒng)對(duì)電路線路的圖像信息的獲取效率，節(jié)約使用直升機(jī)巡檢的費(fèi)用支出。直升機(jī)的空間位置是動(dòng)態(tài)變化的，嚴(yán)重影響了機(jī)載系統(tǒng)對(duì)電力線路圖像信息的獲取，因此需設(shè)計(jì)一種對(duì)被測(cè)電力線路進(jìn)行鎖定跟蹤的方法，消除影響。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的任務(wù)是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種可以快速、準(zhǔn)確的鎖定跟蹤被測(cè)目標(biāo)的直升機(jī)巡檢電力線路的鎖定跟蹤方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

直升機(jī)巡檢電力線路的鎖定跟蹤方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）在遠(yuǎn)離區(qū)采用位置坐標(biāo)跟蹤方法，根據(jù)直升機(jī)當(dāng)前的位置坐標(biāo)和被測(cè)目標(biāo)的位置坐標(biāo)確定吊艙的三維轉(zhuǎn)角，對(duì)被測(cè)目標(biāo)的進(jìn)行快速初步鎖定；

（2）進(jìn)入待檢區(qū)采用位置坐標(biāo)跟蹤方法，根據(jù)直升機(jī)當(dāng)前的位置坐標(biāo)和被測(cè)目標(biāo)的位置坐標(biāo)并通過(guò)飛行姿態(tài)檢測(cè)儀確定直升機(jī)的飛行姿態(tài)和使用射頻讀卡器讀取當(dāng)前桿塔號(hào)，確定控制吊艙的三維轉(zhuǎn)角，對(duì)被測(cè)目標(biāo)快速準(zhǔn)確鎖定；

（3）進(jìn)入工作區(qū)采用位置坐標(biāo)跟蹤方法對(duì)被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行鎖定跟蹤并采用圖像識(shí)別跟蹤方法鎖定跟蹤被測(cè)目標(biāo)的局部部件。

所述步驟（3）中的工作區(qū)內(nèi)，對(duì)被測(cè)目標(biāo)的局部部件采用圖像識(shí)別跟蹤方法效果不好時(shí)，采用手動(dòng)控制跟蹤方法。

所述位置坐標(biāo)跟蹤方法包括以下步驟：