[發明專利]一種基于VR與多傳感器的電力巡線無人機及巡線方法

在審

• 申請號: 201910070524.0
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109573037A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 朱航;裴思宇;林鵬飛
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;B64C1/30;B64D47/08
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

一種基于VR與多傳感器的電力巡線無人機及巡線方法屬無人機視覺識別和自主控制技術領域，本發明中動力與控制集成模塊固接于中心板平臺下部前面；六個可折疊機臂固接于中心板平臺的六個角上；六個可折疊槳葉分別與六個可折疊機臂的槳葉支架鉸接；兩個起落架自動收放機構固接于中心板平臺A下方；兩個起落架的上端分別插入兩個起落架自動收放機構的套筒中；三軸高度可調云臺固接于中心板平臺正下方；兩臺攝像機固接于三軸高度可調云臺的兩塊固定板上；超聲傳感器粘接于動力與控制集成模塊正前方；本發明能保證無人機在自主控制的情況下，輔助巡線員完成大部分巡線作業，能彌補人工巡線的諸多不足，巡線作業的效率和效果顯著提高。

技術領域

本發明屬無人機視覺識別與自主控制技術領域，具體涉及一種基于VR與多傳感器的電力巡線無人機及巡線方法。

背景技術

隨著我國電力系統的飛速發展，電力鐵塔的數目大有增長之勢。架設在電力鐵塔上的輸電線路每日經受風吹日曬、雨雪霜凍，容易發生故障與損壞，因此需要進行日常的巡視和維護，以排除故障、消除隱患。目前，大部分電力巡線工作由人工完成，由于輸電線路跨度大，且很大一部分輸電線路架設在山區，故人工電力巡線存在以下弊端：1.效率低，人工巡線由巡線員步行完成，在地勢險要的山區或遇到惡劣天氣，巡視一條線路動輒六七個小時甚至更久；2.效果差，電力鐵塔高度一般在25-40m，而故障多發區域為塔上部的塔橫擔部分鐵塔與輸電線路的連接處，排查故障需要巡線員使用望遠鏡進行觀察，無法有效發現隱患與輕度故障；3.危險性高，巡線員在野外環境與惡劣天氣條件下作業風險很高，有時為了有效排除故障，需要巡線員采取攀爬的方式作業，無法保證其人身安全。

以無人機為工具的電力巡線方法不但提高了電力巡線效率與效果，也可以保障巡線員的人身安全，因此逐漸為業界所接受。旋翼式微小型無人機具有靈活性好、結構緊湊、成本低、獲取數據快速等特點，可以實現對電力線路與鐵塔的全方位拍攝。然而遙控駕駛無人機需要專門的執照，門檻較高，限制了航拍無人機在電力巡線領域的應用，且通過拍攝圖像方式進行電力巡線實時性較差，無法實現發現隱患后進一步的詳細診斷。

因此，一種可以實現自主飛行且擁有良好的實時性的電力巡線無人機及巡線方法亟待提出。VR技術，即虛擬現實，可以使用雙目攝像機傳輸的圖像模擬出實時動態的三維立體圖像，通過VR眼鏡呈現給巡線員，實現實時的電力巡線。通過機器雙目視覺系統、GPS系統、慣性導航系統、超聲傳感器實現無人機的避障、自主路徑規劃與位姿控制。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術存在的問題，提出一種基于VR與多傳感器的電力巡線無人機及電力巡線方法。

本發明的基于VR與多傳感器的電力巡線無人機由中心板平臺A、動力與控制集成模塊B、可折疊機臂組C、起落架自動收放機構組D、起落架對E、三軸高度可調云臺F、攝像機對G、超聲傳感器H、可折疊槳葉組J組成，其中動力與控制集成模塊B經螺釘固接于中心板平臺A下部前面；可折疊機臂組C的六個可折疊機臂在同一水平面上，每個可折疊機臂上固定板組16所設的孔組Ⅲ 15，經螺釘固接于呈六邊形的中心板平臺A的六個角上；可折疊槳葉組J由六個結構完全相同的可折疊槳葉組成，六個可折疊槳葉通過六個銷軸分別與可折疊機臂組C中六個可折疊機臂的槳葉支架1所設孔組Ⅰ 2鉸接。起落架自動收放機構組D的兩個起落架自動收放機構，經各自收放機構支架20上方所設孔組Ⅳ 19用螺釘固接于中心板平臺A下方，且兩個起落架自動收放機構左右對稱；起落架對E由左右兩個起落架組成，兩個起落架的上端分別插入兩個起落架自動收放機構D上的套筒24中，起落架上端與套筒24過盈連接；三軸高度可調云臺F經直線電機30上部所設的孔組Ⅴ 29用螺釘固接于中心板平臺A正下方；攝像機對G的兩臺攝像機分別固接于三軸高度可調云臺F的攝像機固定板Ⅰ 35和攝像機固定板Ⅱ 38；超聲傳感器H經工程膠水粘接于動力與控制集成模塊B外殼正前方。