[發明專利]一種電力巡線設備及故障診斷方法

在審

• 申請號: 201711220832.4
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN108111807A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 王洪濤;韓梁;寧世超
• 申請（專利權）人: 寧德師范學院
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/33;H04B7/185;G01R31/08;G01C3/00;H02G1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電力巡線設備，其特征在于，所述電力巡線設備包括：

電源模塊、可見光攝像模塊、紅外熱成像模塊、無人機主控模塊、第一通信模塊、輸電線路數據獲取模塊、定位導航模塊、激光測距模塊；

電源模塊，與無人機主控模塊連接，用于提供電源功能；

可見光攝像模塊，與無人機主控模塊連接，用于完成無人機輸電線路白天巡檢圖像和視頻數據的采集；

紅外熱成像模塊，與無人機主控模塊連接，用于完成輸電線路設備發熱影像數據的采集；

無人機主控模塊，與電源模塊、可見光攝像模塊、紅外熱成像模塊、第一通信模塊、輸電線路數據獲取模塊、定位導航模塊、激光測距模塊連接，用于將可見光攝像模塊、紅外熱成像模塊、激光測距模塊傳獲取的數據信息進行存儲與處理分析；

第一通信模塊，與無人機主控模塊連接，用于與地面監控模塊建立通信連接，并將無人機主控模塊中的輸電線路監測數據傳送至地面監控；

輸電線路數據獲取模塊，與無人機主控模塊連接，用于獲取輸電線路監測數據并將所述輸電線路監測數據傳輸給無人機主控模塊；

定位導航模塊，與無人機主控模塊連接，用于對無人機進行定位導航；

激光測距模塊，與無人機主控模塊連接，用于測量無人機與輸電線路設備的距離。

2.一種如權利要求1所述電力巡線設備故障診斷方法，其特征在于，所述電力巡線設備故障診斷方法包括以下步驟：

步驟一，電源模塊給無人機主控模塊供電，可見光攝像模塊、紅外熱成像模塊、激光測距模塊獲取的圖像數據信息及參數通過無人機主控模塊進行存儲與處理分析；

步驟二，通過輸電線路數據獲取模塊獲取輸電線路監測數據并將所述輸電線路監測數據傳輸給無人機主控模塊；

步驟三，通過第一通信模塊與地面監控模塊建立通信連接，并將無人機主控模塊中的輸電線路監測數據傳送至地面監控；通過定位導航模塊對無人機進行定位導航。

3.如權利要求1所述的電力巡線設備故障診斷方法，其特征在于，所述輸電線路數據獲取模塊包括：激光掃描儀、航攝像機、紅外熱像儀及圖像傳感器中的一種或任意幾種的組合。

輸電線路數據獲取模塊的獲取方法包括以下步驟：

首先，用感知設備在獨立的采樣周期內對目標信號x(t)進行采集，并用A/D方式對信號進行數字量化；

然后，對量化后的信號x(i)進行降維；

最后，對降維后的信號進行重構；其中t為采樣時刻，i為量化后的信號排序；

對量化后的信號進行降維，具體是對量化后的信號通過有限脈沖響應濾波器的差分方程i＝1，…，M，其中h(0)，…，h(L-1)為濾波器系數，設計基于濾波的壓縮感知信號采集框架，構造如下托普利茲測量矩陣：

則觀測i＝1，…，M，其中b1，…，bL看作濾波器系數；子矩陣ΦFT的奇異值是格拉姆矩陣G(ΦF，T)＝Φ′FTΦFT特征值的算術根，驗證G(ΦF，T)的所有特征值λi∈(1-δK，1+δK)，i＝1，…，T，則ΦF滿足RIP，并通過求解最優化問題來重構原信號；即通過線性規劃方法來重構原信號，亦即BP算法；對圖像或語音壓縮信號的采集，則修改ΦF為如下形式：

如果信號在變換基矩陣Ψ上具有稀疏性，則通過求解最優化問題，精確重構出原信號；其中Φ與Ψ不相關，Ξ稱為CS矩陣；

輸電線路數據獲取模塊的數據獲取的傳遞函數為：

其中，ω0為濾波器的中心頻率，對于不同的ω0，k使k/ω0保持不變；

在頻率域構造濾波器，對應的極坐標表達方式為：

G(r，θ)＝G(r，r)G(θ，θ)；

式中，Gr(r)為控制濾波器帶寬的徑向分量，Gθ(θ)為控制濾波器方向的角度分量；

r表示徑向坐標，θ表示角度坐標，f0為中心頻率，θ0為濾波器方向，σf用于確定帶寬；

Bf＝2(2/ln2)1/2|lnσf|，σθ確定角度帶寬，Bθ＝2(2/ln2)1/2σθ。