CN112660011A - 一种输电线路用无人机智能巡检作业车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种输电线路用无人机智能巡检作业车，包括巡检作业车，车上设有检测无人机、无人机平台、通讯装置、无人机操控装置和计算机设备，检测无人机上设有隐患检测设备和定位设备，隐患检测设备用于对配网架空线路进行带电隐患检测，无人机平台用于实现检测无人机的起降，无人机操控装置用于对检测无人机进行远程操控，线路隐患检测设备和定位设备分别与计算机设备建立通讯连接，向计算机设备传输隐患检测数据，计算机设备将隐患检测数据、对应杆塔信息远程传输至智能分析平台，接收智能分析平台处理、分析结果反馈。本发明可提高巡检工作效率，节省人力成本的同时能及时发现隐患故障，提升检测安全隐患、管控隐患风险能力与效率。
Description
技术领域
本发明涉及巡检设备技术领域，尤其涉及一种输电线路用无人机智能巡检作业车。
背景技术
随着经济发展速度不断加快，配电网公里数不断增加，配电网线路多数为野外架空线路，具有结构复杂、数量多、分布广的特点，风险隐患复杂多发。尤其是海岛型电网受台风、雷击、咸蚀等天气因素影响严重，现场环境及气象条件复杂多变，避雷设备、导线、绝缘子等经过长时间运行且在各种外力的长期作用下，容易导致配网设备老化损耗，出现锈蚀、断股等问题，容易引发线路故障造成停电。因此配网架空线路巡检对于配网设备的运行有着至关重要的作用，将直接影响到电力系统的稳定与安全。目前配网线路巡检主要采用人工观察和热成像技术。单纯的人工巡视模式仅可以识别部分隐患类型，如杆塔倾斜、绝缘子变形破损、线缆破损、隔离开关锈蚀等，往往难以判断隐患更为复杂和频繁发生的局部放电情况以及隐患发生的设备，且耗费较大的人力和物力，造成较大资源浪费，且巡检工作效率及质量均相对较差。针对热成像技术，由于红外辐射的穿透力较弱且主要针对热缺陷识别，对架空线路上封闭的设备内部无法进行有效检查。即使采用热成像技术对可疑部位进行检测，在实践中也发现易受外部条件影响造成漏检。如果要细致观察则需要登杆检查，具有一定的安全风险。同时对大概率发生的局部放电但未产生明显局部过程的情况类型的故障时，该方法不理想。因此，需要针对对配电网架空线更加有效、经济的巡查硬件设备、高新技术、软件平台等方面进行深入研究
发明内容
鉴以此，本发明的目的在于提供一种输电线路用无人机智能巡检作业车，以克服或至少部分解决现有技术所存在的上述问题。
一种输电线路用无人机智能巡检作业车，包括巡检作业车，所述巡检作业车上设置有检测无人机、无人机平台、通讯装置、无人机操控装置和计算机设备，所述检测无人机上设有隐患检测设备和定位设备，所述隐患检测设备用于对配网架空线路进行带电隐患检测，所述无人机平台用于实现检测无人机的起飞和降落，所述无人机操控装置用于对检测无人机进行远程操控，线路隐患检测设备和定位设备分别通过通讯装置与计算机设备建立通讯连接，向计算机设备传输隐患检测数据，所述计算机设备用于通过通讯装置将隐患检测数据、对应杆塔信息远程传输至智能分析平台，接收智能分析平台处理、分析结果反馈。
进一步的，所述巡检作业车上还设置有环境信息采集装置，所述环境信息采集装置包括温度采集装置、湿度采集装置和风速采集装置，所述温度采集装置、湿度采集装置和风速采集装置分别与计算机设备电连接。
进一步的，所述隐患检测设备包括超声波检测设备和图像采集设备，所述超声波检测设备用于采集带电运行电力设施所产生超声波信息，所述图像采集设备用于采集配网架空线路图像。
进一步的，所述计算机设备包括超声波处理模块，所述超声波处理模块用于对线路隐患检测设备传回的超声波信息进行处理以获得解析数据，所述解析数据包括音频、波长、波形、相位、dB值、频率。
进一步的，所述智能分析平台包括隐患诊断分析模块、统计归类模块和智能预测模块。
进一步的，所述无人机平台包括设置于巡检作业车车厢顶部的电动天窗，所述电动天窗底部两侧均设有电动滑轨，所述电动滑轨上设有滑台，所述滑台底部与固定杆固定连接，所述固定杆中至少有一根为电动丝杆，所述电动丝杆的动子与承载平台固定连接，所述承载平台用于承载检测无人机，所述电动天窗、电动滑轨、电动丝杆分别通过电机驱动控制器与计算机设备电连接。
进一步的，所述承载平台顶部设有无人机固定组件和降落定位组件，所述无人机固定组件用于在巡检作业车不同行驶状态下固定检测无人机，所述降落定位组件用于在检测无人机降落至承载平台时为检测无人机提供定位功能。
进一步的，所述无人机固定组件包括分别设置于承载平台顶部两端的推杆电机，所述推杆电机移动端设置有夹持部，所述降落定位组件包括超声波发射器、二维码阵列显示器和接近传感器，所述超声波发射器用于向检测无人机发射用于粗定位的超声波，所述二维码阵列显示器用于显示用于细定位的二维码阵列。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种输电线路用无人机智能巡检作业车，实现乘坐汽车对配网架空线路进行巡检，提高巡检工作的便利性，巡检过程中巡检车可以放出检测无人机，通过线路隐患检测设备对配网架空线路进行带电隐患检测，隐患检测数据由计算机设备远程传输至智能分析平台进行分析判别并反馈给巡检人员，从而降低巡检人员专业培训成本，本发明可以切实提高巡检工作效率，节省人力资源成本的同时能够及时发现隐患故障，提升检测排查安全隐患、管控治理隐患风险能力与效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的输电线路用无人机智能巡检作业车整体结构示意图。
图2是本发明实施例提供的巡检作业车结构示意图。
图3是本发明实施例提供的承载平台顶部结构示意图。
图中，1巡检作业车，2检测无人机，3无人机平台，31电动天窗，32电动滑轨，33滑台，34固定杆，35承载平台，36推杆电机，37夹持部，38超声波发射器，39二维码阵列显示器，310接近传感器，4通讯装置，5无人机操控装置，6计算机设备，7智能分析平台，8环境信息采集装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参照图1，本发明提供一种输电线路用无人机智能巡检作业车，包括巡检作业车1本体，所述巡检作业车1上设置有检测无人机2、无人机平台3、通讯装置4、无人机操控装置5和计算机设备6。所述检测无人机2上设有隐患检测设备和定位设备，所述隐患检测设备用于对配网架空线路进行带电隐患检测，所述定位设备用于对检测无人机位置进行实时定位。所述无人机操控装置用于对检测无人机进行远程操控。所述隐患检测设备和定位设备分别通过通讯装置4与计算机设备6建立通讯连接，向计算机设备传输隐患检测数据，所述计算机设备6用于通过通讯装置4将隐患检测数据、对应杆塔信息远程传输至智能分析平台7，并接收智能分析平台7处理、分析结果反馈。
作为一个示例，所述巡检作业车上还设置有环境信息采集装置8，所述环境信息采集装置8包括温度采集装置、湿度采集装置和风速采集装置，所述温度采集装置、湿度采集装置和风速采集装置分别与计算机设备电连接。温度采集装置、湿度采集装置和风速采集装置分别用于采集配网架空线路段的温湿度和风速等气候数据，并由计算机设备6上传到智能分析平台，智能分析平台根据气候数据分析当地气候情况。
具体的，所述隐患检测设备包括超声波检测设备和图像采集设备，所述超声波检测设备用于采集带电运行电力设施所产生超声波信息。所述图像采集设备用于采集配网架空线路图像。
有缺陷电力设施会在带电运行中产生局部放电，并且伴随放电现象会产生声波，具有电压越低、声波频率越高的特征，检测无人机2在飞行并靠近配网架空线路时，通过超声波检测设备接收、检测其发出的超声波，并传回计算机设备6。计算机设备6包括超声波处理模块，所述超声波处理模块用于对线路隐患检测设备传回的超声波信息进行处理以获得解析数据，所述解析数据包括音频、波长、波形、相位、dB值、频率。同时图像采集设备会对相应的电力设施图像进行采集，并传回计算机设备6。计算机设备6将解析数据和相应的电力设施图像上传到智能分析平台，智能分析平台根据电力设施图像检测识别相应的配电设备，并搜寻对应的配电设备结构参数，并基于配电设备结构参数和解析数据分析电力设施可能存在的安全隐患，反馈至计算机设备6。
上述实施例中，本发明支持检测识别的电力设施对象包括开关类、电缆类、导线类、杆塔类、横担、金具、拉线类、绝缘子类、防雷和接地装置类等。支持检测识别的故障类型包括开关类设备接触不良/腐蚀等；电缆类设备破损、接线头松动等；导线类设备绝缘皮老化或破损、导线相间接触、固定绑扎线散股、树枝与导线相接触等；杆塔类设备上有异物、倾斜、出现裂纹等；横担、金具、拉线类设备存在导线与金具相间接触、并钩线夹松动、导线与横担接触、横担倾斜等；绝缘子类设备存在裂纹/污秽/结露爬电、绝缘子内部产生裂纹/破损爬电以及巡视发现的绝缘子破损、倾斜和脱落情况；防雷和接地装置类设备表面污秽或损坏等。
作为一个示例，所述智能分析平台7包括隐患诊断分析模块、统计归类模块和智能预测模块。
其中，所述隐患诊断分析模块用于根据计算机设备6传回的解析数据、电力设施图像数据，通过深度学习等分类算法对解析数据、电力设施图像数据进行识别解析以对故障进行识别并自动分析隐患类别，通过不断的样本训练逐步提高识别精确度，同时对故障提供处理建议。所述统计归类模块用于记录、统计历史隐患信息，建立隐患特征库，将历史隐患信息和对应的维护建议进行归类存储。所述智能预测模块用于基于隐患特征库、设备检修记录等统计数据及所采集环境信息，建立预测模型进行智能预测，给出巡检建议以便巡检人员及时排查避免故障发生。
作为一个示例，所述无人机平台3包括设置于巡检作业车1车厢顶部的电动天窗31，所述电动天窗底部两侧均设有电动滑轨32，所述电动滑轨32上设有可沿电动滑轨32轨道往复移动的滑台33，所述滑台33底部与固定杆34固定连接，所述固定杆34中至少有一根为电动丝杆，所述电动丝杆的动子与承载平台35固定连接，使得在电动丝杆的驱动下承载平台35能够上下移动。所述承载平台35用于承载检测无人机2。所述电动天窗31、电动滑轨32、电动丝杆分别通过电机驱动控制器与计算机设备6电连接。
初始状态下，承载平台35位于巡检作业车1车厢内，在巡检作业车行进过程中，巡检人员可以通过计算机设备6控制电动天窗31开启，电动丝杆驱动承载平台上升至电动天窗31开口处，此时巡检人员即可通过无人机操控装置5控制检测无人机起飞对配网架空线路进行故障和隐患检测。
在检测无人机2完成检测任务后，可以降落在承载平台35上，电动丝杆驱动承载平台35收回至车厢内后，电动滑轨32驱动滑台33往车厢后部移动，从而空出车厢中部空间，并避免遮挡电动天窗31，巡检人员在车厢内即可对检测无人机2进行检修维护。
作为进一步可选的实施例，所述承载平台35顶部设有无人机固定组件和降落定位组件，所述无人机固定组件用于在巡检作业车不同行驶状态下固定检测无人机，所述降落定位组件用于在检测无人机降落至承载平台时为检测无人机提供定位功能。
具体的，如图3所示，所述无人机固定组件包括分别设置于承载平台35顶部两端的两台推杆电机36，所述推杆电机36的移动端均设置有夹持部37。所述降落定位组件包括超声波发射器38、二维码阵列显示器39和接近传感器310，其中所述超声波发射器38用于向检测无人机发射用于粗定位的超声波，所述二维码阵列显示器39用于显示用于细定位的二维码阵列。
在巡检人员通过无人机操控装置5向检测无人机2发送返航降落指令时，由于无人机可能处于较远处，首先由超声波发射器38向检测无人机2发送特定频率的超声波，检测无人机2通过超声波检测设备接收到超声波后向巡检作业车位置移动，当检测无人机2与巡检作业车的距离进入可视范围后，检测无人机2通过图像采集设备获取二维码阵列显示器39显示的二维码图像，在采集到二维码图像后，基于所采集图像进行相机姿态解析，从而获取相对坐标信息和世界坐标信息，基于相对坐标信息和世界坐标信息进行降落动作。当检测无人机2降落至承载平台35上后，接近传感器被触发，并传输信号给计算机设备6，计算机设备6控制两台推杆电机36的移动端相对移动，使夹持部37分别夹紧检测无人机2底部的起落架两侧，实现固定。
在前述实施例的基础上，所述无人机操控装置5与计算机设备6信号相连，计算机设备6通过OBD转接设备与巡检作业车OBD接口相连接。在检测无人机2降落过程中，无人机操控装置5将当前检测无人机2飞行速度信息传输至计算机设备6，计算机设备6通过OBD接口获取巡检作业车1当前行驶速度，通过计算取检测无人机2飞行速度和巡检作业车1行驶速度平均值，分别发送至无人机操控装置5和巡检作业车ECU行车电脑，使巡检作业车1和检测无人机2能够以相同或相近的速度同向运动，从而实现在不停车的情形下也能完成检测无人机2的降落动作，提高巡检效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种输电线路用无人机智能巡检作业车，其特征在于，包括巡检作业车，所述巡检作业车上设置有检测无人机、无人机平台、通讯装置、无人机操控装置和计算机设备，所述检测无人机上设有隐患检测设备和定位设备，所述隐患检测设备用于对配网架空线路进行带电隐患检测，所述无人机平台用于实现检测无人机的起飞和降落，所述无人机操控装置用于对检测无人机进行远程操控，线路隐患检测设备和定位设备分别通过通讯装置与计算机设备建立通讯连接，向计算机设备传输隐患检测数据，所述计算机设备用于通过通讯装置将隐患检测数据、对应杆塔信息远程传输至智能分析平台，接收智能分析平台处理、分析结果反馈。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路用无人机智能巡检作业车，其特征在于，所述巡检作业车上还设置有环境信息采集装置，所述环境信息采集装置包括温度采集装置、湿度采集装置和风速采集装置，所述温度采集装置、湿度采集装置和风速采集装置分别与计算机设备电连接。
3.根据权利要求1所述的一种输电线路用无人机智能巡检作业车，其特征在于，所述隐患检测设备包括超声波检测设备和图像采集设备，所述超声波检测设备用于采集带电运行电力设施所产生超声波信息，所述图像采集设备用于采集配网架空线路图像。
4.根据权利要求3所述的一种输电线路用无人机智能巡检作业车，其特征在于，所述计算机设备包括超声波处理模块，所述超声波处理模块用于对线路隐患检测设备传回的超声波信息进行处理以获得解析数据，所述解析数据包括音频、波长、波形、相位、dB值、频率。
5.根据权利要求1所述的一种输电线路用无人机智能巡检作业车，其特征在于，所述智能分析平台包括隐患诊断分析模块、统计归类模块和智能预测模块。
6.根据权利要求1所述的一种输电线路用无人机智能巡检作业车，其特征在于，所述无人机平台包括设置于巡检作业车车厢顶部的电动天窗，所述电动天窗底部两侧均设有电动滑轨，所述电动滑轨上设有滑台，所述滑台底部与固定杆固定连接，所述固定杆中至少有一根为电动丝杆，所述电动丝杆的动子与承载平台固定连接，所述承载平台用于承载检测无人机，所述电动天窗、电动滑轨、电动丝杆分别通过电机驱动控制器与计算机设备电连接。
7.根据权利要求6所述的一种输电线路用无人机智能巡检作业车，其特征在于，所述承载平台顶部设有无人机固定组件和降落定位组件，所述无人机固定组件用于在巡检作业车不同行驶状态下固定检测无人机，所述降落定位组件用于在检测无人机降落至承载平台时为检测无人机提供定位功能。
8.根据权利要求7所述的一种输电线路用无人机智能巡检作业车，其特征在于，所述无人机固定组件包括分别设置于承载平台顶部两端的推杆电机，所述推杆电机移动端设置有夹持部，所述降落定位组件包括超声波发射器、二维码阵列显示器和接近传感器，所述超声波发射器用于向检测无人机发射用于粗定位的超声波，所述二维码阵列显示器用于显示用于细定位的二维码阵列。
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