[發明專利]一種基于毫米波雷達的無人機巡檢線路走廊方法與裝置

有效

• 申請號: 201210391460.2
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102891453A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 王濱海;鄭天茹;陳西廣;劉良;王騫
• 申請（專利權）人: 山東電力集團公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02;G01S13/89
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于毫米波雷達的無人機巡檢線路走廊裝置，它包括巡檢無人直升機，在無人直升機上設有機載毫米波雷達裝置和高清攝像機檢測設備，其特征是，機載毫米波雷達裝置包括機載天線，所述機載天線為所述機載天線為雙天線組合，所述天線口直徑小于15cm；依次連接的毫米波發射/接收模塊、A/D轉化單元、雜波處理器、信號積累器和信號處理單元，信號處理單元輸入端與機載飛控系統連接；所述機載毫米波雷達裝置整體設在巡檢無人機機體正下方，其中機載天線對稱安裝且保持探測角度為以垂直方向為軸左右對稱。

2.如權利要求1所述一種基于毫米波雷達的無人機巡檢線路走廊裝置，其特征是，所述毫米波發射/接收模塊包括毫米波雷達發生器和毫米波雷達接收器，與機載天線采用全雙工通信模式連接。

3.如權利要求1所述一種基于毫米波雷達的無人機巡檢線路走廊裝置，其特征是，所述雜波處理器為單片機，利用金屬與非金屬在毫米波波段反射率差別極大的特性，設置門限值，用于將桿塔、線路與背景物體區別。

4.如權利要求1所述一種基于毫米波雷達的無人機巡檢線路走廊裝置，其特征是，所述信號積累器為DSP芯片。

5.如權利要求1所述一種基于毫米波雷達的無人機巡檢線路走廊裝置，其特征是，所述信號處理單元是DSP處理器，主要采集機載飛控系統中衛星定位數據和氣壓高度數據，并將其與FFT模塊輸出數據即相對角度和相對距離結合，生成線路走廊的簡單三維地圖。

6.如權利要求1或5所述一種基于毫米波雷達的無人機巡檢線路走廊裝置，其特征是，所述機載飛控系統包括飛控系統機載控制計算機，它分別與數字羅盤、三軸陀螺儀、三軸加速度計、衛星定位模塊、氣壓高度計、轉速測量傳感器、PCM遙控接收機、舵機控制器連接。

7.利用權利要求1所述基于毫米波雷達的無人機巡檢線路走廊裝置的巡檢方法，其特征是，

步驟一：設定無人機飛行路線，無人機巡檢線路走廊時，在線路上方或沿平行于線路的斜上方飛行，飛行高度應根據現場實際環境選擇高于塔體10-70m；

步驟二：安裝機載毫米波雷達裝置并進行巡檢，得到信號處理單元中的線路走廊簡單地圖和高清攝像機中巡檢視頻；

步驟三：在地面圖形工作站中進行高清圖像與線路走廊簡單地圖的拼接、匹配和組合，最終得到線路走廊三維地形圖，三維地形圖包含線路走廊具體物體屬性、形狀、色彩、GPS值、高度的信息，進而清楚掌握目前線路走廊的具體情況和有無安全隱患問題。

8.如權利要求7所述的巡檢方法，其特征是，所述步驟二具體步驟為：毫米波雷達發生器通過機載天線發出毫米波探測信號；經探測范圍內的地面物體或空間線路、桿塔反射后，再次通過機載天線將采集的信號傳送到毫米波雷達接收器；然后進行A/D轉換，此時所采集的信號包含相對于機載天線的方位角和距離值；該信號輸入雜波處理器后，根據不同探測點反射率的差異，將桿塔、線路類金屬屬性的物體和地面中非金屬屬性的物體區分開，此時所采集的信號包含物體即金屬/非金屬的基本屬性和相對于機載天線的方位角和距離值；進而將信號輸入信號積累器，當信號積累器獲得離散數據的個數達到一定限值時記為一組，將此組數據整體輸入FFT模塊，由FFT算法處理后，數據進入信號處理單元；信號處理單元采集飛控系統機載控制計算機中衛星定位數據即無人機GPS值和氣壓高度數據，將這兩類數據與FFT模塊處理后的數據融合，處理得到各個探測點的具體GPS值與高度，將具有重合點的兩線狀金屬物即電力交跨線間距算出，得到線路走廊的簡單三維地圖。