[發(fā)明專利]一種基于VR與多傳感器的電力巡線無人機(jī)及巡線方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910070524.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN109573037A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱航;裴思宇;林鵬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C39/02
• 分類號(hào): B64C39/02;B64C1/30;B64D47/08
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)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(jī)及巡線方法屬無人機(jī)視覺識(shí)別和自主控制技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明中動(dòng)力與控制集成模塊固接于中心板平臺(tái)下部前面；六個(gè)可折疊機(jī)臂固接于中心板平臺(tái)的六個(gè)角上；六個(gè)可折疊槳葉分別與六個(gè)可折疊機(jī)臂的槳葉支架鉸接；兩個(gè)起落架自動(dòng)收放機(jī)構(gòu)固接于中心板平臺(tái)A下方；兩個(gè)起落架的上端分別插入兩個(gè)起落架自動(dòng)收放機(jī)構(gòu)的套筒中；三軸高度可調(diào)云臺(tái)固接于中心板平臺(tái)正下方；兩臺(tái)攝像機(jī)固接于三軸高度可調(diào)云臺(tái)的兩塊固定板上；超聲傳感器粘接于動(dòng)力與控制集成模塊正前方；本發(fā)明能保證無人機(jī)在自主控制的情況下，輔助巡線員完成大部分巡線作業(yè)，能彌補(bǔ)人工巡線的諸多不足，巡線作業(yè)的效率和效果顯著提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬無人機(jī)視覺識(shí)別與自主控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于VR與多傳感器的電力巡線無人機(jī)及巡線方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，電力鐵塔的數(shù)目大有增長(zhǎng)之勢(shì)。架設(shè)在電力鐵塔上的輸電線路每日經(jīng)受風(fēng)吹日曬、雨雪霜凍，容易發(fā)生故障與損壞，因此需要進(jìn)行日常的巡視和維護(hù)，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(shè)在山區(qū)，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(shì)險(xiǎn)要的山區(qū)或遇到惡劣天氣，巡視一條線路動(dòng)輒六七個(gè)小時(shí)甚至更久；2.效果差，電力鐵塔高度一般在25-40m，而故障多發(fā)區(qū)域?yàn)樗喜康乃M擔(dān)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(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察，無法有效發(fā)現(xiàn)隱患與輕度故障；3.危險(xiǎn)性高，巡線員在野外環(huán)境與惡劣天氣條件下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)很高，有時(shí)為了有效排除故障，需要巡線員采取攀爬的方式作業(yè)，無法保證其人身安全。

以無人機(jī)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(yè)界所接受。旋翼式微小型無人機(jī)具有靈活性好、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、獲取數(shù)據(jù)快速等特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力線路與鐵塔的全方位拍攝。然而遙控駕駛無人機(jī)需要專門的執(zhí)照，門檻較高，限制了航拍無人機(jī)在電力巡線領(lǐng)域的應(yīng)用，且通過拍攝圖像方式進(jìn)行電力巡線實(shí)時(shí)性較差，無法實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)隱患后進(jìn)一步的詳細(xì)診斷。

因此，一種可以實(shí)現(xiàn)自主飛行且擁有良好的實(shí)時(shí)性的電力巡線無人機(jī)及巡線方法亟待提出。VR技術(shù)，即虛擬現(xiàn)實(shí)，可以使用雙目攝像機(jī)傳輸?shù)膱D像模擬出實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體圖像，通過VR眼鏡呈現(xiàn)給巡線員，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的電力巡線。通過機(jī)器雙目視覺系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、超聲傳感器實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的避障、自主路徑規(guī)劃與位姿控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)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(jī)及電力巡線方法。

本發(fā)明的基于VR與多傳感器的電力巡線無人機(jī)由中心板平臺(tái)A、動(dòng)力與控制集成模塊B、可折疊機(jī)臂組C、起落架自動(dòng)收放機(jī)構(gòu)組D、起落架對(duì)E、三軸高度可調(diào)云臺(tái)F、攝像機(jī)對(duì)G、超聲傳感器H、可折疊槳葉組J組成，其中動(dòng)力與控制集成模塊B經(jīng)螺釘固接于中心板平臺(tái)A下部前面；可折疊機(jī)臂組C的六個(gè)可折疊機(jī)臂在同一水平面上，每個(gè)可折疊機(jī)臂上固定板組16所設(shè)的孔組Ⅲ 15，經(jīng)螺釘固接于呈六邊形的中心板平臺(tái)A的六個(gè)角上；可折疊槳葉組J由六個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的可折疊槳葉組成，六個(gè)可折疊槳葉通過六個(gè)銷軸分別與可折疊機(jī)臂組C中六個(gè)可折疊機(jī)臂的槳葉支架1所設(shè)孔組Ⅰ 2鉸接。起落架自動(dòng)收放機(jī)構(gòu)組D的兩個(gè)起落架自動(dòng)收放機(jī)構(gòu)，經(jīng)各自收放機(jī)構(gòu)支架20上方所設(shè)孔組Ⅳ 19用螺釘固接于中心板平臺(tái)A下方，且兩個(gè)起落架自動(dòng)收放機(jī)構(gòu)左右對(duì)稱；起落架對(duì)E由左右兩個(gè)起落架組成，兩個(gè)起落架的上端分別插入兩個(gè)起落架自動(dòng)收放機(jī)構(gòu)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(diào)云臺(tái)F經(jīng)直線電機(jī)30上部所設(shè)的孔組Ⅴ 29用螺釘固接于中心板平臺(tái)A正下方；攝像機(jī)對(duì)G的兩臺(tái)攝像機(jī)分別固接于三軸高度可調(diào)云臺(tái)F的攝像機(jī)固定板Ⅰ 35和攝像機(jī)固定板Ⅱ 38；超聲傳感器H經(jīng)工程膠水粘接于動(dòng)力與控制集成模塊B外殼正前方。