[發明專利]基于磁場感應控制的輸電線路巡線無人機

有效

• 申請號: 202010443630.1
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111580536B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 魏業文;解園琳;葉峰;方宏;姜恒;李梅;聶俊波;吳希韜
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

基于磁場感應控制的輸電線路巡線無人機，包括四旋翼飛行器，所述四旋翼飛行器搭載有微型處理器，所述微型處理器分別連接無線通訊模塊、運動處理傳感器、磁傳感器、攝像頭模塊，攝像頭模塊連接存儲模塊。所述微型處理器通過位置PID控制算法，對巡線飛行中的四旋翼飛行器的位置作實時控制；微型處理器通過磁傳感器測量的磁場，測算出輸電線路磁場強度在三個互相垂直的坐標方向上的分量作為對四旋翼飛行器實時位置PID控制的輸入量。微型處理器通過姿態PID控制算法，用以對四旋翼飛行器飛行姿態的偏航角、俯仰角和橫滾角進行控制。本發明輸電線路巡線無人機能夠極大地提高巡檢效率，縮短線路故障處理時間，保證電力系統的安全運行。

技術領域

本發明涉及輸電線路智能化巡檢技術領域，具體涉及一種基于磁場感應控制的輸電線路巡線無人機。

背景技術

眾所周知，高壓輸電線路是電力傳輸的主要設備之一，它的安全穩定運行直接影響到供電系統的可靠性。電力線及桿塔附件長期暴露在野外，因受到持續的機械張力、風吹日曬、材料老化的影響，經常出現斷股、磨損、腐蝕等損傷，如不及時修復更換，可能會造成嚴重事故，容易造成大范圍停電，進而導致系統解列，給社會經濟發展造成巨大的損失。

近年來，國家提出智能電網的發展規劃，需要以某些設備的更新升級來帶動整個電網的智能化，其中非常重要的一環就是巡檢的智能化。傳統的電力巡線方式是人工現場檢查、維護，發現問題時記錄在計算機上。這種方式效率很低，而且檢查地點受地形影響，對于復雜環境下的電力線檢查，如大型水庫、高山、丘陵等非常困難，嚴重威脅著巡線人員的生命安全.同時，人工記錄的方式容易出錯，特別是數據量大時，不能保障錄入的正確性。特別是人工巡線的方式使得管理人員無從知曉巡線人員的工作狀態，不能對巡線質量進行有效監管，電力線安全無法完全保證。

發明內容

針對在重要輸電路段或者地形復雜山區等地，巡線工作人工巡檢較困難且具有較大危險性的技術問題。本發明提供一種基于磁場感應控制的輸電線路巡線無人機，可以實現對重點路斷、人工難以攀爬線路進行遠程監視。能夠極大地提高巡檢效率，縮短線路故障處理時間，從而達到快速恢復用電、消除潛在的隱患、保證電力系統的安全運行的目的。

本發明采取的技術方案如下：

基于磁場感應控制的輸電線路巡線無人機，包括四旋翼飛行器，所述四旋翼飛行器搭載有微型處理器，所述微型處理器分別連接無線通訊模塊、運動處理傳感器、磁傳感器、攝像頭模塊，攝像頭模塊連接存儲模塊。

所述無線通訊模塊，用于將巡線過程中的圖像、視頻發送于地面監控端；

所述運動處理傳感器，用于測量飛行姿態；

所述磁傳感器，用于測量輸電導線附近疊加后的磁場；

所述攝像頭模塊，用于采集巡線過程中的圖像、視頻；

所述存儲模塊，用于存儲巡線過程中的圖像、視頻；

所述微型處理器通過位置PID控制算法，對巡線飛行中的四旋翼飛行器的位置作實時控制；微型處理器通過磁傳感器測量的磁場，測算出輸電線路磁場強度在三個互相垂直的坐標方向上的分量作為對四旋翼飛行器實時位置PID控制的輸入量。微型處理器通過姿態PID控制算法，用以對四旋翼飛行器飛行姿態的偏航角、俯仰角和橫滾角進行控制。

本發明一種基于磁場感應控制的輸電線路巡線無人機，技術效果如下：

(1)：采用無人機巡線的方式，比需要與輸電線路或避雷線接觸的巡檢機器人，更方便可靠。無人機巡檢方式不需要設置避障功能，且巡線靈活度高。

(2)：利用無人機巡線方式，代替人工巡線，更安全便利，并且巡線效果較人工巡線有較大的提升。

(3)：利用高壓單回線輸電線路磁場的分布，通過感應磁場強度并將數據解算，為無人機提供了一種自動飛行巡檢的模式。