[實(shí)用新型]無(wú)人機(jī)UAV自動(dòng)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220476272.5
• 申請(qǐng)日: 2012-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203038112U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張好明;王應(yīng)海;史小波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G05D1/08
• 分類(lèi)號(hào): G05D1/08
• 代理公司: 蘇州廣正知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32234
• 代理人: 劉述生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型是有關(guān)于無(wú)人機(jī)UAV（Unmanned?Aerial?Vehicle）的技術(shù)領(lǐng)域，且特別是有關(guān)于無(wú)人機(jī)UAV自動(dòng)控制系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，全球定位系統(tǒng)GPS?（?Global?Positioning?System）以及高分辨率航拍傳感器在航空攝影中的應(yīng)用，使得航空攝影測(cè)量技術(shù)有了極大的發(fā)展，成為了一門(mén)集遙感、遙控、遙測(cè)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的新型實(shí)用技術(shù)。進(jìn)入21世紀(jì)以后，這一技術(shù)更是從軍事領(lǐng)域逐步應(yīng)用到民用與工業(yè)領(lǐng)域，近期提出的“數(shù)字化城市”和“數(shù)字化地球”的概念，正是這一技術(shù)轉(zhuǎn)入民用的具體體現(xiàn)。

航空攝影測(cè)量技術(shù)就是對(duì)飛行過(guò)程中采集的航拍圖像進(jìn)行數(shù)字化、二維立體化處理，得到各種地面目標(biāo)的空間信息或狀態(tài)信息，以滿(mǎn)足人們對(duì)各種具體應(yīng)用的信息需求。現(xiàn)在，航空攝影測(cè)量技術(shù)已廣泛地應(yīng)用十軍事、災(zāi)害評(píng)估、生態(tài)研究、交通運(yùn)輸、測(cè)繪、城市規(guī)劃等許多方面；在電力系統(tǒng)中，航空攝影測(cè)量技術(shù)也開(kāi)始得到應(yīng)用，其中輸電線(xiàn)路巡檢是一個(gè)重要的應(yīng)用方向。

輸電線(xiàn)路擔(dān)負(fù)著電力傳輸?shù)闹匾氊?zé)，對(duì)輸電線(xiàn)路的定期巡檢是有效保證輸電線(xiàn)路及其設(shè)備安全運(yùn)行的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，超高壓、大容量、長(zhǎng)距離輸電線(xiàn)路越建越多，現(xiàn)有的輸電線(xiàn)路通道資源變得日趨緊張，輸電線(xiàn)路越來(lái)越遠(yuǎn)離城市和主要交通干道，線(xiàn)路走廊穿越的地理環(huán)境更加復(fù)雜。傳統(tǒng)人工巡檢的作業(yè)方式，越來(lái)越受到自然條件的限制，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際的需要。采用直升機(jī)輸電線(xiàn)路巡檢方式具有高效、快捷、可靠、成本低、不受地域影響等優(yōu)點(diǎn)，已成為我國(guó)輸電線(xiàn)路巡檢的重要方式。“直升機(jī)巡視為主，人工巡視為輔”是我國(guó)目前高壓、超高壓線(xiàn)路巡檢的主要方向。

長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行發(fā)現(xiàn)存在著很多安全隱患，即：

（1）在日常的直升機(jī)巡檢工作中，直升機(jī)巡檢的工作方式主要有：目測(cè)、儀器觀察和儀器自動(dòng)檢測(cè)相結(jié)合，主要的工作方式是目測(cè)，包括借助望遠(yuǎn)鏡觀察，或事后觀看攝影、攝像記錄的圖像以判斷線(xiàn)路故障及隱患，顯然，這種方式效率低、受主客觀因素影響大、測(cè)量精度難以保證，并且由于是人工巡視為輔，使得檢測(cè)的自動(dòng)化程度大大降低；

（2）為了保護(hù)航拍人員的人身安全，一般直升機(jī)和電線(xiàn)之間的距離一般有20~30米遠(yuǎn)，這么遠(yuǎn)的距離無(wú)疑加大了相機(jī)和測(cè)量物體之間航拍的難度，有的時(shí)候會(huì)影響到圖像的清晰度；

（3）對(duì)于采用直升機(jī)航拍的圖像一般都是通過(guò)相機(jī)航拍后存儲(chǔ)在某個(gè)存儲(chǔ)器中，然后通過(guò)事后的錄像研究，對(duì)于有疑問(wèn)的區(qū)域進(jìn)行分析，為了保證準(zhǔn)確度有的時(shí)候還需要二次甚至多次拍攝，無(wú)疑增加了試驗(yàn)費(fèi)用；

（4）在直升機(jī)巡檢過(guò)程中，可以攜帶可見(jiàn)光數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)碼攝相機(jī)和紅外熱成像儀等設(shè)備記錄巡檢線(xiàn)路的圖像信息，這些圖像信息包含了輸電線(xiàn)路的基本特征及運(yùn)行狀態(tài)，不具有實(shí)時(shí)分析的功能；

（5）采用直升機(jī)巡檢采用目測(cè)方式本身的風(fēng)險(xiǎn)性很高，易發(fā)生人身或硬件等事故；增加了試驗(yàn)的危險(xiǎn)性；

（6）由于直升機(jī)巡檢的特殊性，航拍圖像在成像過(guò)程中出現(xiàn)的畸變、模糊、失真或混入噪聲，造成圖像質(zhì)量的下降，這使得后期的處理非常麻煩；

（7）由于一年中四季的更替，使得輸電走廊的自然環(huán)境和地貌不斷變化，采集的各種圖像隨著環(huán)境的變化，背景變得非常復(fù)雜，對(duì)比度降低，目標(biāo)干擾增多，同時(shí)，其他自然地貌，與人工建筑也使圖像背景的復(fù)雜程度進(jìn)一步加深，由于不具有實(shí)施性使得復(fù)雜自然背景下目標(biāo)的提取與識(shí)別非常困難，復(fù)雜環(huán)境下的目標(biāo)提取是現(xiàn)在直升機(jī)系統(tǒng)測(cè)量的一個(gè)主要技術(shù)問(wèn)題和瓶頸

（8）輸電線(xiàn)路巡檢中需要監(jiān)測(cè)的設(shè)備種類(lèi)很多，故障的類(lèi)型也是多種多樣，所以，在后期診斷過(guò)程中需根據(jù)錄像分析并計(jì)算不同設(shè)備和故障類(lèi)型，并根據(jù)數(shù)據(jù)粗略估算故障的位置，然后采用人工目測(cè)二次確定。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)人機(jī)UAV自動(dòng)控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中“直升機(jī)巡視為主，人工巡視為輔”高壓巡線(xiàn)的局限性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種無(wú)人機(jī)UAV自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器單元、控制器、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、信號(hào)處理器以及無(wú)人機(jī)，所述的處理器單元發(fā)出控制信號(hào)至所述控制器，通過(guò)所述的控制器把控制信號(hào)分為第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別控制所述的第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)和第四電機(jī)，其中，通過(guò)所述的第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)和第四電機(jī)的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)、第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器合成之后，控制無(wú)人機(jī)的運(yùn)動(dòng)。