[發(fā)明專利]一種基于無人機(jī)的輸電線路山火分布監(jiān)測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810179429.X
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108427061B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸佳政;何立夫;劉毓;李波;羅晶;章國勇;徐勛建;譚艷軍
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)湖南省電力有限公司;國網(wǎng)湖南省電力有限公司防災(zāi)減災(zāi)中心;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01J5/00
• 代理公司: 長沙朕揚(yáng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

1.一種基于無人機(jī)的輸電線路山火分布監(jiān)測裝置，其特征在于，包括：

主控中心：用于發(fā)送指令控制無人機(jī)進(jìn)行監(jiān)測，還用于接收無人機(jī)返回的監(jiān)測信息并做出相應(yīng)指示；

無人機(jī)：所述無人機(jī)包括機(jī)體、用于支撐所述機(jī)體還用于充電的支架、GPS定位模塊、用于拍攝紅外照片還用于輔助校準(zhǔn)定位的可見光紅外熱像儀、通信模塊以及無人機(jī)控制模塊，所述無人機(jī)用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定在所述無人機(jī)控制模塊內(nèi)部的方案對山火進(jìn)行監(jiān)測，所述無人機(jī)還用于接收來自所述主控中心的指令對山火進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測信息通過所述通信模塊傳輸給主控中心；

電源系統(tǒng)：所述電源系統(tǒng)的正負(fù)極導(dǎo)線與基座相連，用于提供電能以供所述無人機(jī)充電使用；

所述基座：所述基座安裝在輸電線路塔頂上，用于為所述無人機(jī)提供停放平臺，并連接所述無人機(jī)和所述電源系統(tǒng)以對無人機(jī)進(jìn)行充電；

校準(zhǔn)點(diǎn)：所述校準(zhǔn)點(diǎn)安裝在所述基座上，用于在所述基座的作用下發(fā)熱，并在所述可見光紅外熱像儀的檢測下配合校準(zhǔn)無人機(jī)的降落位置，以完成無人機(jī)的停放與充電；

所述校準(zhǔn)點(diǎn)包括第一校準(zhǔn)點(diǎn)和第二校準(zhǔn)點(diǎn)，所述第一校準(zhǔn)點(diǎn)安裝在所述基座的中心，所述第二校準(zhǔn)點(diǎn)相對于所述第一校準(zhǔn)點(diǎn)的方位為第一方位，所述第一校準(zhǔn)點(diǎn)和所述第二校準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)為由電阻片制作的圓點(diǎn)，其中，所述第一校準(zhǔn)點(diǎn)的面積大于所述第二校準(zhǔn)點(diǎn)的面積；其中，所述第一校準(zhǔn)點(diǎn)用于校準(zhǔn)無人機(jī)的降落位置，所述第二校準(zhǔn)點(diǎn)用于校準(zhǔn)無人機(jī)的降落方位，當(dāng)在定位過程中，若第二校準(zhǔn)點(diǎn)相對于第一校準(zhǔn)點(diǎn)的第一方位與在可見光紅外熱像儀中預(yù)先設(shè)定的方位不一致，則調(diào)整無人機(jī)的方位，使得(u₂-u₁,v₂-v₁)與(u'₀-u₀,v'₀-v₀)的夾角逼近于0；其中，兩個向量的夾角為：

式中，(u₀,v₀)表示紅外圖像的中心點(diǎn)的像素坐標(biāo)，(u'₀,v'₀)表示紅外圖像的中心點(diǎn)正北方某點(diǎn)的像素坐標(biāo)，(u₁,v₁)為第一校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，(u₂,v₂)為第二校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)；

當(dāng)u₂-u₁0時，無人機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)θ；當(dāng)u₂-u₁0時，無人機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)θ。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的輸電線路山火分布監(jiān)測裝置，其特征在于，所述基座上設(shè)有用于固定所述支架的卡槽，所述卡槽內(nèi)設(shè)有用于與所述電源系統(tǒng)相連的電極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的輸電線路山火分布監(jiān)測裝置，其特征在于，所述支架上設(shè)有金屬片，所述金屬片與無人機(jī)內(nèi)蓄電池相連。

4.一種應(yīng)用于上述權(quán)利要求1-3任一項所述裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：主控中心發(fā)送指令控制所述無人機(jī)進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)所述無人機(jī)返回的監(jiān)測信息進(jìn)行山火判別并做出相應(yīng)指示；

S2：無人機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)定在無人機(jī)控制模塊內(nèi)部的方案或者接收來自主控中心的指令對山火進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測信息通過通信模塊傳輸給主控中心；

S3：構(gòu)造電源系統(tǒng)，并在輸電線路塔頂上設(shè)置有與所述電源系統(tǒng)相連的基座，當(dāng)所述無人機(jī)檢測到自身電量不足時向基座發(fā)送降落請求；

S4：無人機(jī)根據(jù)基座的位置進(jìn)行粗定位后開啟可見光紅外熱像儀對基座上的校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行識別，以校準(zhǔn)無人機(jī)的降落位置，完成無人機(jī)的停放與充電。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括以下步驟：

S41：基座對第一校準(zhǔn)點(diǎn)和第二校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行加熱；

S42：無人機(jī)利用可見光紅外熱像儀垂直向下照射以獲取基座的紅外圖像，然后對加熱的校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行識別，當(dāng)?shù)谝恍?zhǔn)點(diǎn)在紅外圖像中的位置處于中心點(diǎn)，且在可見光紅外熱像儀中預(yù)先設(shè)定的方向與所述第一方位一致時，視為定位成功，反之，對無人機(jī)的方位進(jìn)行調(diào)整直至定位成功；

S43：無人機(jī)垂直下降，完成降落過程，所述基座停止對所述第一校準(zhǔn)點(diǎn)和所述第二校準(zhǔn)點(diǎn)加熱。