[發明專利]一種全天候的電網無人機自動巡線系統及其運行方法

有效

• 申請號: 201810994815.4
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN108923326B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 莫梓穎;沈棟;肖文勛;劉雨錚;林澤康;詹煜清;郭泰亨;陳旭濤;于宙;石劍濤;盛治港
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02;H02J50/12;G05D1/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.一種全天候的電網無人機自動巡線系統，其特征在于：包括無人機端、無線傳能裝置端以及數據監測管理中心，所述無人機端包括無線傳能接收側電路模塊、自動定位導航巡檢模塊、電能監測模塊、故障探測模塊、第二數據傳輸模塊；所述無線傳能裝置端包括無線傳能裝置、頻率自適應模塊、第一數據傳輸模塊；所述數據監測管理中心包括WiFi無線通訊模塊、數據-圖像處理模塊、云服務中心、監管平臺；

所述的無線傳能裝置，用于與無線傳能接收側電路建立電磁感應關系，對無人機進行無線傳能；

所述的第一數據傳輸模塊，用于采集無線傳能裝置的信息，并與數據監測管理中心和第二數據傳輸模塊進行連接與數據交換；

所述的數據監測管理中心，用于接收和監測第一數據傳輸模塊與第二數據傳輸模塊的信息，數據-圖像處理模塊將對數據及圖像進行處理，將數據以可視化圖像在監管平臺上展示，同時能夠將獲得數據上傳至云服務中心進行保存；

所述的自動定位導航巡檢模塊，用于無人機對巡檢線路實現完全自動化巡檢飛行；

所述的頻率自適應模塊，用于調整無線傳能過程中電路的頻率，使無線傳能的效率最高；

所述的第二數據傳輸模塊，用于收集無人機巡檢過程所得到的信息，并與數據監測管理中心和第一數據傳輸模塊進行數據交換；

所述的電能監測模塊，用于監測無人機的電池的各個電氣參數，實時監控電池電量，實時反映監測的各類信息；

所述的故障探測模塊，用于實時監測與采集電纜表面信息以及檢測電纜的部分故障信息；

所述頻率自適應模塊在無人機進行無線傳能的過程中啟動，自動計算無人機上的線圈中心與無線傳能裝置中心的距離偏差，根據距離偏差自動調節無線傳能裝置與無線傳能接收側電路模塊的頻率處于諧振狀態，保持充電效率達到最高；

所述電能監測模塊在無人機運行過程中實時監測與采集電池的各類信息，當無人機電量不足時，電能監測模塊將會把信息通過第二數據傳輸模塊傳至自動定位導航巡檢模塊，自動定位導航巡檢模塊啟動后定位到最近的無線傳能裝置，使無人機到最近的無線傳能裝置進行充電。

2.根據權利要求1所述的一種全天候的電網無人機自動巡線系統，其特征在于：所述無線傳能裝置利用磁耦合諧振原理，通過線圈與無人機上的無線傳能接收側電路模塊的線圈發生諧振，從而對無人機的電池進行充電。

3.根據權利要求1所述的一種全天候的電網無人機自動巡線系統，其特征在于：所述數據監測管理中心通過WiFi無線通訊模塊與第一數據傳輸模塊和第二數據傳輸模塊進行連接與數據交換，能夠實時監測無線傳能裝置與無人機電池的各類信息參數，以及對無人機巡檢的問題信息進行一系列處理，轉化為可視化數據在監管平臺上顯示實時數據及圖像，并且最終將獲得的數據及圖像上傳至云服務中心保存起來，同時通過數據監測管理中心對無人機發送指令。

4.根據權利要求1所述的一種全天候的電網無人機自動巡線系統，其特征在于，所述自動定位導航巡檢模塊，包括：

定位導航模塊，利用GPS定位導航系統，使無人機沿預定路線飛行；

超聲波測距模塊，利用超聲波進行測距，用于無人機降落時與地面或無線傳能裝置之間的距離測算。

5.根據權利要求1所述的一種全天候的電網無人機自動巡線系統，其特征在于，所述故障探測模塊，包括：

攝像頭模塊，用于監測與采集電纜的表面情況信息及落地時用于掃描地面情況信息；

紅外熱成像模塊，用于監測與采集電纜部分故障信息。

6.根據權利要求1至5任意一項所述的全天候的電網無人機自動巡線系統的運行方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在相距預設距離的高壓電纜桿塔上放置無線傳能裝置；

S2、將預設路線坐標錄入無人機中，無人機按照預設路線對電纜進行巡檢，在巡檢過程中，故障探測模塊會將收集到的信息及圖像通過第二數據傳輸模塊傳送至數據監測管理中心，同時第一數據傳輸模塊將無線傳能裝置的實時信息傳送至數據監測管理中心；

S3、數據監測管理中心接收到第一數據傳輸模塊和第二數據傳輸模塊的數據及圖像后，數據-圖像處理模塊將對數據及圖像進行處理，將數據以可視化圖像在監管平臺上展示，同時將處理后的圖像上傳至云服務中心保存；

S4、無人機在巡檢過程中，當電能監測模塊監測到無人機電池電量不足時，將警報通過第二數據傳輸模塊傳送至自動定位導航巡檢模塊，自動定位導航巡檢模塊將自動定位并導航至最近的無線傳能裝置，同時通過第一數據傳輸模塊和第二數據傳輸模塊的連接及攝像頭模塊進行精準定位，若停放位置與預定位置出現偏差，頻率自適應模塊將自動啟動，自動計算出兩線圈中心的位置偏差后進行頻率調整，將頻率調整至無線傳能裝置與無線傳能接收側電路之間處于諧振狀態，保持充電效率最高；

S5、充電完成后，無人機繼續沿預設路線飛行進行巡檢。