[發明專利]一種基于多旋翼無人機的接地裝配系統及其接地方法

有效

• 申請號: 201910838554.1
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110395398B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 高翔;周智明
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司東莞供電局
• 主分類號: B64D47/00
• 分類號: B64D47/00;G08C17/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱英靜

1.一種基于多旋翼無人機的接地裝配系統，其特征在于，包括無人機控制系統（1）、視覺識別系統（2）、測量解算系統（3）、PID控制器（4）和動作模塊（5）；

所述無人機控制系統（1）包括用于定位的GPS模塊（101）、無線信號收發器（102）和與無線信號收發器（102）相匹配的無線遙控器（103）；

所述視覺識別系統（2）包括至少兩個用于檢測高壓輸電線路的攝像機（201）；

通過無線遙控器（103）與無線信號收發器（102）的配合控制無人機飛行至靠近高壓輸電線的位置，并由視覺識別系統（2）通過攝像機（201）采集圖像信息，通過測量解算系統（3）解算通過攝像機（201）所采集到的圖像信息，得到無人機位姿信息，通過PID控制器（4）根據位姿信息調整無人機位置，直至無人機達到指定的位置將接地線裝設在高壓輸電線路上，通過視覺識別系統（2）檢測接地線安裝狀態，根據安裝狀態信息控制動作模塊（5）脫離與接地線連接狀態；

所述測量解算系統（3）的工作流程包括：

對視覺識別系統（2）采集的高壓輸電線路圖像信息進行均值濾波；

根據均值濾波后的圖像信息，利用Canny邊緣檢測進行外輪廓提取；

判斷高壓輸電線路的外輪廓與系統設定的輪廓線是否重合，并通過OI算法對其最小化空間共線性誤差迭代得出無人機位姿信息；

所述無人機位姿計算公式為：

；

其中n為特征點的個數；

所述，為目標空間中的線性誤差，所述R為相機坐標系的姿態旋轉矩陣，t為平移矢量，其中

；

所述,為設定特征點在圖像中的坐標值；

所述為該特征點在目標坐標系中的坐標。

2.根據權利要求1所述的一種基于多旋翼無人機的接地裝配系統，其特征在于，所述視覺識別系統（2）還包括激光位移傳感器（202），且所述激光位移傳感器（202）設置在無人機的底部。

3.根據權利要求1所述的一種基于多旋翼無人機的接地裝配系統，其特征在于，所述動作模塊（5）設置在無人機的底部，且所述動作模塊（5）包括圓形結構的固定盤（501）和若干個轉動連接在固定盤（501）上的固定卡塊（502），在所述固定盤（501）的中心位置處開設有安裝嵌槽（503），所述安裝嵌槽（503）的槽底設置有通過驅動電機驅動的齒輪盤（504），所述齒輪盤（504）上嚙合連接有與固定卡塊（502）對應的滑動塊（505），且所述滑動塊（505）上轉動連接有連接桿（506），所述連接桿（506）的另一端與固定卡塊（502）轉動連接。

4.根據權利要求3所述的一種基于多旋翼無人機的接地裝配系統，其特征在于，所述固定盤（501）的上方還設置有固定在安裝嵌槽（503）開口處的導向盤（507），且所述導向盤（507）上開設用于對滑動塊（505）導向的滑動槽（508）。

5.一種如權利要求1所述的基于多旋翼無人機的接地裝配系統的接地方法，其特征在于，接地方法包括如下步驟：

步驟S100，通過動作模塊將接地線夾固定至無人機上，并由無人機帶動接地線起飛；

步驟S200，控制無人機在空中穩定姿態，進入微調操作模式將接地線夾安裝到高壓輸電線路上；

步驟S300，通過動作模塊使無人機脫離與接地線夾的連接，飛回地面完成安裝。

6.根據權利要求5所述的接地方法，其特征在于：根據步驟S200，所述微調操作模式由PID控制器控制，且所述PID控制器通過無線信號收發器將操作數據反饋至無線遙控器。

7.根據權利要求5所述的接地方法，其特征在于：根據步驟S300，所述動作模塊脫離與接地線夾連接的條件為：視覺檢測系統檢測到接地線夾處于夾緊高壓輸電線狀態。