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

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711195323.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107943078A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡彬;周宗國(guó);趙榮;蔣小昌;趙海;高在武;周光珍;高坤;陳忠洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10;G05D1/08
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11275
• 代理人: 王海權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無(wú)人機(jī)巡檢故障診斷系統(tǒng)，同時(shí)還涉及一種多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無(wú)人機(jī)巡檢故障診斷方法。

背景技術(shù)

安全可持續(xù)穩(wěn)定的電力設(shè)備是現(xiàn)代各行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，可以說(shuō)沒(méi)有電力可持續(xù)發(fā)展，就不會(huì)有發(fā)達(dá)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也更不會(huì)有國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。輸電線路是能源系統(tǒng)的重要組成部分，主要包括輸電高壓線路和電塔，其主要作用是將發(fā)電廠生產(chǎn)的電能按照輸送電力的需求送到電力用戶使用端。由于行業(yè)的特點(diǎn)，這些輸電線路全年暴露在人跡罕至的地方，尤其是在一些地區(qū)，自然環(huán)境非常棘手。暴露在這樣的環(huán)境中電力電纜將不可避免地從各種因素受到影響，如暴風(fēng)雨，冰雪和雷電等惡劣天氣，鳥(niǎo)獸在電纜停歇筑巢造成短路以及來(lái)自周圍的人類活動(dòng)，造成電纜損壞，這是因素都是引起輸電設(shè)備發(fā)生故障的主要因素。為確保電力設(shè)施的安全運(yùn)行，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，要建立一種安全第一，面向預(yù)防的方針。所謂預(yù)防，即當(dāng)通過(guò)檢查和定期定期維護(hù)電力設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，及早發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致安全事故和危及線路安全運(yùn)行，并解決這些問(wèn)題，積極采取行動(dòng)預(yù)防。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是提供一種多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無(wú)人機(jī)巡檢故障診斷系統(tǒng)，目的在于降低電網(wǎng)巡檢維護(hù)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高電網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的工作效率和工作質(zhì)量，減少維修保養(yǎng)的費(fèi)用；實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和多點(diǎn)監(jiān)控，消除人們對(duì)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)工頻輻射的顧慮；本發(fā)明的目的之二是提供一種多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無(wú)人機(jī)巡檢故障診斷方法。

本發(fā)明的目的之一是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

該種多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無(wú)人機(jī)巡檢故障診斷系統(tǒng)，包括無(wú)人機(jī)、云臺(tái)、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(wú)人機(jī)由一臺(tái)母機(jī)和一臺(tái)子機(jī)構(gòu)成雙機(jī)系統(tǒng)，所述云臺(tái)設(shè)置于子機(jī)的下方，所述吊艙與云臺(tái)相連接，所述云臺(tái)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(guò)圖像與數(shù)據(jù)接收模塊與圖像與數(shù)據(jù)傳輸模塊無(wú)線聯(lián)接，巡檢開(kāi)始后由母機(jī)攜帶子機(jī)到目標(biāo)附近，并由子機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)，并將微型信息搜集系統(tǒng)采集到的圖像與數(shù)據(jù)通過(guò)子機(jī)通訊模塊傳輸至母機(jī)，母機(jī)通過(guò)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(duì)所接收的信息進(jìn)行分析，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故點(diǎn)，并對(duì)事故點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，巡檢結(jié)束后，子機(jī)自動(dòng)返回母機(jī)。

進(jìn)一步，所述子機(jī)通訊模塊和母機(jī)通訊模塊均為XBEE通信模塊。

進(jìn)一步，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。

進(jìn)一步，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)。

進(jìn)一步，所述子機(jī)通過(guò)GPS加三邊定位算法加xbee信號(hào)聯(lián)合定位，并由電磁裝置鎖緊。

進(jìn)一步，所述母機(jī)的下方還設(shè)置有雙目視覺(jué)模塊。

本發(fā)明的目的之二是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

該種基于多旋翼雙機(jī)系統(tǒng)無(wú)人機(jī)巡檢故障診斷方法，包括以下步驟：

(1)將無(wú)人機(jī)送入待監(jiān)控區(qū)域的上方，通過(guò)母機(jī)上的雙目視覺(jué)模塊把無(wú)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(duì)照片進(jìn)行處理，然后對(duì)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(shí)的對(duì)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(guò)程中，通過(guò)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(jiàn)光檢測(cè)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(jiàn)光檢測(cè)模塊檢測(cè)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(guò)上述圖像照片進(jìn)行故障識(shí)別，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故點(diǎn)，并對(duì)事故點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，

進(jìn)一步，所述步驟(1)中，采用雙目視覺(jué)模塊重構(gòu)三維場(chǎng)景的步驟如下：

步驟1.1：通過(guò)組成雙目的攝像頭分別采集左圖像和右圖像，然后通過(guò)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(duì)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(guò)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(wú)人機(jī)的姿態(tài)數(shù)據(jù)相結(jié)合，通過(guò)處理器更新存儲(chǔ)單元中的全局地圖信息，從而得到完整地圖信息。