[發明專利]一種絕緣子清洗控制方法及系統

在審

• 申請號: 202110321397.4
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113145538A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 邸健;張凱政;王興虎;季海波;李鯤
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B08B3/02
• 分類號: B08B3/02;B08B13/00;B64C39/02;G06K9/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 閆客

本發明公開了一種絕緣子清洗控制方法及系統，屬于無人機清洗技術領域，包括：對捕獲的絕緣子圖像進行分析得到初始期望速度，并利用初始期望速度對無人機進行控制，在需要人工干預情況時，獲取操作手操作遙控器操縱桿的搖桿桿量，并根據搖桿桿量映射得到映射速度；融合初始期望速度和映射速度，并將融合后的速度作為無人機的期望速度以對無人機進行控制。本發明允許操作員對自主清洗過程中的無人機進行實時干預，提高了使用無人機進行絕緣子沖洗作業的效率和安全性。

技術領域

本發明涉及無人機清洗技術領域，特別涉及一種絕緣子清洗控制方法及系統。

背景技術

電力工業為其它部門提供基本動力，是國民經濟的基礎產業，輸電線路作為電力系統不可缺少的一部分，保障其正常工作具有重要意義。電塔與輸電線纜連接處常常安裝有絕緣子器件，用來固定帶電導體和增加爬電距離，提供足夠的電氣絕緣強度防止輸送的電流回地造成電能損耗。但由于其長期處在暴露環境下，大氣灰塵極易附著在絕緣子表面形成污穢層，遇到雨、霧等特殊天氣時，污穢中包含的電解質溶解在水中，使得絕緣子表面電導增加，引起局部放電現象，極易發生污穢閃絡，甚至造成大規模停電事故，所以保證絕緣子表面潔凈是維護電力系統穩定運行的重要環節。對輸電線路設備進行帶電水沖洗是防止電網發生污閃、冰閃事故的簡便有效且經濟效益高的方法。

近年來，隨著無人機的迅速發展，應用無人機進行電網絕緣子清洗越來越受到電力行業關注。傳統無人機絕緣子清洗的控制方法主要有：

(1)純手動控制，由操作員遙控無人機懸停到絕緣子附近，通過觀察無人機前置云臺相機回傳的圖像，利用經驗判斷機載清潔工具相對絕緣子位置，進而對其實施清潔操作。該方法對操作員經驗要求較高，無人機自主能力較差，且清理過程耗時較長，效果完全取決于操作員。

(2)完全路徑規劃控制，由地面站事先對無人機的飛行路徑關鍵點位置和清洗動作進行設定，然后無人機自主執行設定好的指令對絕緣子實施清潔操作。無人機起飛之后只能沿既定的軌跡運動，受到環境風力、氣壓擾動等影響時無法保證機載清洗工具對準絕緣子的狀態，且操作員無法對無人機進行有效的干預，導致清洗效率不高。

(3)純視覺伺服控制，由機載云臺相機獲取絕緣子圖像信息，利用視覺反饋信號形成對無人機位置的閉環控制，使無人機自動懸停并完成清洗。該控制回路完全依賴機器視覺信號，中間過程同樣無法干預，當視覺傳感器受到水花、灰塵、光線等干擾時控制容易出錯，可能導致事故。對于自動清理過程中漏噴的問題，操作員只能等清理過程結束后，再復飛重新清洗。

發明內容

本發明的目的在于克服上述背景技術中的不足，以提高絕緣子清洗的效果和效率。

為實現以上目的，一方面，采用一種絕緣子清洗控制方法，對捕獲的絕緣子圖像進行分析得到初始期望速度，并利用初始期望速度對無人機進行控制，在需要人工干預情況時，包括：

獲取操作手操作遙控器操縱桿的搖桿桿量，并根據搖桿桿量映射得到映射速度；

融合初始期望速度和映射速度，并將融合后的速度作為無人機的期望速度以對無人機進行控制。

進一步地，所述獲取操作手操作遙控器操縱桿的搖桿桿量，并根據搖桿桿量映射得到映射速度，包括：

當所述搖桿桿量的模長小于閾值時，將所述操縱桿桿量較大方向上的分量映射得到所述映射速度；

當所述搖桿桿量的模長大于閾值時，將所述操縱桿所有方向的分量進行映射得到所述映射速度。

進一步地，所述融合初始期望速度和映射速度，并將融合后的速度作為無人機的期望速度以對無人機進行控制，包括：

在所述搖桿桿量的模長小于閾值時，將所述映射速度與所述初始期望速度直接相加或加權求和，得到融合后的速度并將融合后的速度作為無人機的期望速度以對無人機進行控制；