[發(fā)明專利]多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷系統(tǒng)及方法

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• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107943078A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡彬;周宗國;趙榮;蔣小昌;趙海;高在武;周光珍;高坤;陳忠洪
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05D1/08
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11275
• 代理人: 王海權(quán)

1.多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括無人機(jī)、云臺、吊艙、分析控制主機(jī)以及裝載于分析控制主機(jī)上的故障診斷系統(tǒng)；

所述無人機(jī)由一臺母機(jī)和一臺子機(jī)構(gòu)成雙機(jī)系統(tǒng)，所述云臺設(shè)置于子機(jī)的下方，所述吊艙與云臺相連接，所述云臺上設(shè)置有微型信息搜集系統(tǒng)以及子機(jī)通訊模塊，所述母機(jī)上設(shè)置有圖像與數(shù)據(jù)傳輸模塊、控制模塊以及母機(jī)通訊模塊，所述圖像與數(shù)據(jù)傳輸模塊、母機(jī)通訊模塊均與控制模塊相聯(lián)接；所述母機(jī)通訊模塊與子機(jī)通訊模塊相聯(lián)接，所述分析控制主機(jī)通過圖像與數(shù)據(jù)接收模塊與圖像與數(shù)據(jù)傳輸模塊無線聯(lián)接，巡檢開始后由母機(jī)攜帶子機(jī)到目標(biāo)附近，并由子機(jī)對目標(biāo)進(jìn)行觀測，并將微型信息搜集系統(tǒng)采集到的圖像與數(shù)據(jù)通過子機(jī)通訊模塊傳輸至母機(jī)，母機(jī)通過圖像與數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸至分析控制主機(jī)，分析控制主機(jī)利用故障診斷系統(tǒng)對所接收的信息進(jìn)行分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)事故點(diǎn)，并對事故點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，巡檢結(jié)束后，子機(jī)自動返回母機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷系統(tǒng)，其特征是：所述子機(jī)通訊模塊和母機(jī)通訊模塊均為XBEE通信模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷系統(tǒng)，其特征是：所述圖像與數(shù)據(jù)傳輸模塊以及圖像與數(shù)據(jù)接收模塊均為4G通訊模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷系統(tǒng)，其特征是：所述子機(jī)上還設(shè)置有陀螺儀、GPS接收口以及獨(dú)立電源系統(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷系統(tǒng)，其特征是：所述子機(jī)通過GPS加三邊定位算法加xbee信號聯(lián)合定位，并由電磁裝置鎖緊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷系統(tǒng)，其特征是：所述母機(jī)的下方還設(shè)置有雙目視覺模塊。

7.基于多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

(1)將無人機(jī)送入待監(jiān)控區(qū)域的上方，通過母機(jī)上的雙目視覺模塊把無人機(jī)的周圍環(huán)境重構(gòu)為三維模型，并把采集到的圖片傳到地面服務(wù)器設(shè)備；

(2)服務(wù)器對照片進(jìn)行處理，然后對其三維空間進(jìn)行建模和路徑規(guī)劃，為子機(jī)提供飛行路徑，方便遙控設(shè)備及時的對子機(jī)的飛行路線進(jìn)行調(diào)整；

(3)子機(jī)在按照飛行航向運(yùn)行的過程中，通過集成吊艙上微型信息搜集系統(tǒng)進(jìn)行圖像和視頻信息采集，微型信息搜集系統(tǒng)包括紅外成像模塊和可見光檢測模塊，紅外成像模塊用于發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備外部鏈接點(diǎn)的發(fā)熱隱患并將電力設(shè)備的熱圖像照片傳輸?shù)降孛娴姆治隹刂浦鳈C(jī)，可見光檢測模塊檢測電力設(shè)備的外部缺陷和故障并把形成的照片傳輸?shù)降孛娴姆治隹刂浦鳈C(jī)，通過上述圖像照片進(jìn)行故障識別，能夠及時發(fā)現(xiàn)事故點(diǎn)，并對事故點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷方法，其特征在于：所述步驟(1)中，采用雙目視覺模塊重構(gòu)三維場景的步驟如下：

步驟1.1：通過組成雙目的攝像頭分別采集左圖像和右圖像，然后通過預(yù)處理子模塊進(jìn)行圖像預(yù)處理后送入處理器進(jìn)行進(jìn)一步處理；

步驟1.2：對進(jìn)行預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行消除畸形及立體矯正處理后，再進(jìn)行高斯拉普拉斯濾波，通過立體匹配獲得視差，然后進(jìn)行三維坐標(biāo)重構(gòu)；

步驟1.3：將三維坐標(biāo)重構(gòu)后得到的數(shù)據(jù)與當(dāng)前無人機(jī)的姿態(tài)數(shù)據(jù)相結(jié)合，通過處理器更新存儲單元中的全局地圖信息，從而得到完整地圖信息。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷方法，其特征在于：所述步驟2)中，采用蟻群算法進(jìn)行路徑規(guī)劃。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無人機(jī)巡檢故障診斷方法，其特征在于：在步驟3)中，采用動態(tài)定位檢測方案對設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時調(diào)整，該方案分為分先定位再檢測和先檢測再定位兩類判斷方式，先定位后檢測判斷方式是根據(jù)圖像的相對位置進(jìn)行依次進(jìn)行臨時性判斷，在其判斷后加上加權(quán)概率函數(shù)，并設(shè)定其概率值，然后判斷是否其后驗(yàn)概率函數(shù)值超過設(shè)定的判斷值，來決定該圖像是否確定為一個目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)定位；

先定位后檢測判斷方式是對每一幅圖像都做出目標(biāo)是否存在的判斷，然后利用已知圖像和目標(biāo)圖像進(jìn)行關(guān)聯(lián)比較，從而進(jìn)行判斷。