[發(fā)明專利]一種基于無人機的火力發(fā)電廠四管智能檢測裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011031100.2
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112238938A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫旭;寧玉恒;蔣濤;劉文博;馬博洋
• 申請（專利權(quán)）人: 大唐東北電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64D47/00;B64D47/08;G01C5/00;G01C11/00;G01N21/88
• 代理公司: 北京中南長風(fēng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 穆麗紅

本發(fā)明涉及一種基于無人機的火力發(fā)電廠四管智能檢測裝置及方法，其中該裝置包括無人機飛行器，無人機飛行器采用X型布局四旋翼無人機；無人機飛行器設(shè)有上置云臺、下置云臺及無人機支架；所述上置云臺安裝有上置相機，下置云臺安裝有下置相機及下置紅外光學(xué)定位系統(tǒng)；無人機支架安裝有外置光源；上置云臺及下置云臺采用可360度旋轉(zhuǎn)的云臺；上置相機及下置相機采用可變焦高清攝像機；下置紅外光學(xué)定位系統(tǒng)用于通過向下部地面發(fā)射紅外線進(jìn)行實時飛行高度測定；外置光源用于通過外接遙控器對光源照射角度和亮度進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)簡單飛行條件下的爐膛內(nèi)全景拍照，消除由于無人機無法在爐內(nèi)設(shè)定巡查軌跡，從而使得檢測無法全面覆蓋的劣勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鍋爐及相似密閉空間檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無人機的火力發(fā)電廠四管智能檢測裝置及方法。

背景技術(shù)

鍋爐作為火力發(fā)電廠三大主機之一的主設(shè)備，主要由水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、聯(lián)箱、汽水連接管等設(shè)備組成，據(jù)統(tǒng)計，鍋爐受熱面四管爆漏事件占機組非計劃停運事件的50％左右，個別火電廠受熱面爆漏事件甚至高達(dá)65％，所以做好鍋爐受熱面四管爆漏預(yù)防工作，對于有效減少機組非計劃停運次數(shù)，提高設(shè)備健康水平意義重大。通過對常規(guī)電廠四管防磨防爆檢查現(xiàn)狀進(jìn)行研究，爐膛內(nèi)水冷壁的主要檢測方法為目視檢查和壁厚測量，壁厚測量是基于目視發(fā)現(xiàn)管壁發(fā)生磨損或腐蝕情況后的精準(zhǔn)測量。因此為實現(xiàn)現(xiàn)有檢查項目，應(yīng)用無人機是最好選擇，通過搭載高清視頻采集系統(tǒng)，可實現(xiàn)基于視覺的鍋爐四管防磨防爆檢查，同時相比于爬行機器人，其檢測速度更快，對于空間結(jié)構(gòu)適用性更廣。

爐膛內(nèi)壁是一個密閉空間，傳統(tǒng)無人機GPS模塊無法搜到衛(wèi)星。無法進(jìn)行定位。此時需采用新型空間坐標(biāo)系構(gòu)建系統(tǒng)對爐膛內(nèi)壁進(jìn)行坐標(biāo)點構(gòu)建，沒有坐標(biāo)，無人機就無法按照特定的軌跡進(jìn)行自動巡航。而相關(guān)論文專利提出的定位方式，如激光測距定位、微波雷達(dá)定位和超聲波定位等并不能滿足定位要求，因此需要一種能夠解決以上限制的火力發(fā)電廠四管智能檢測的無人機裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于無人機的火力發(fā)電廠四管智能檢測裝置及方法，應(yīng)用無人機搭載圖像采集系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、定位系統(tǒng)，通過上下相機云臺的圖像采集功能，結(jié)合鍋爐實際尺寸，實現(xiàn)簡單飛行條件下的爐膛內(nèi)全景拍照，消除由于無人機無法在爐內(nèi)設(shè)定巡查軌跡，從而使得檢測無法全面覆蓋的劣勢。

本發(fā)明提供了一種基于無人機的火力發(fā)電廠四管智能檢測裝置，包括無人機飛行器，所述無人機飛行器采用X型布局四旋翼無人機；

所述無人機飛行器設(shè)有上置云臺、下置云臺及無人機支架；所述上置云臺安裝有上置相機，所述下置云臺安裝有下置相機及下置紅外光學(xué)定位系統(tǒng)；所述無人機支架安裝有外置光源；

所述上置云臺及下置云臺采用可360度旋轉(zhuǎn)的云臺；

所述上置相機及下置相機采用可變焦高清攝像機，用于采集火力發(fā)電廠四管的圖像信息；

所述下置紅外光學(xué)定位系統(tǒng)用于通過向下部地面發(fā)射紅外線進(jìn)行實時飛行高度測定；

所述外置光源用于通過外接遙控器對光源照射角度和亮度進(jìn)行調(diào)整。

本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用所述裝置的檢測方法，包括：

步驟1，無人機飛行器從底面起飛，起飛高度為上置相機及下置相機在上置云臺及下置云臺的帶動下旋轉(zhuǎn)360度進(jìn)行全景數(shù)據(jù)采集，外置光源的照射角度在遙控器的控制下與上置相機及下置相機的拍攝角度同步，完成本區(qū)域檢測；其中，a為固定位置的圖像采集高度，2b為鍋爐寬度，β為相機廣角；

步驟2，步驟1完成后，無人機飛行器提升高度a，上置相機、下置相機、上置云臺、下置云臺及外置光源重復(fù)步驟1中的操作；

步驟3，步驟2完成后，無人機飛行器繼續(xù)提升高度a進(jìn)行檢測，直至無人機飛行器飛至高度處，完成全部檢測工作；其中，h為鍋爐高度。