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专利号: 2021115876367
申请人: 河南福多电力工程有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-11-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.输配电线路无人机自动巡检系统,包括飞行路径拟合模块、图像识别模块、5G上传模块,所述飞行路径拟合模块与图像识别模块电连接,所述图像识别模块与5G上传模块电连接,所述飞行路径拟合模块用于根据输电线周围环境拟合出无人机的飞行路径,所述图像识别模块用于对电线进行识别,所述5G上传模块用于上传无人机的拍摄画面到云端,所述图像识别模块包括高清拍摄单元、openMV图像处理单元、缺陷分析单元,所述高清拍摄单元、openMV图像处理单元与缺陷分析单元电连接,所述高清拍摄单元用于对电线进行高清图片拍摄,所述openMV图像处理单元用于获取电线图像位置,所述缺陷分析单元用于分析电线的完整程度。

2.根据权利要求1所述的输配电线路无人机自动巡检系统,其特征在于:所述飞行路径拟合模块包括天气获取模块、激光雷达模块、避障模块,所述天气获取模块、激光雷达模块与避障模块电连接,所述天气获取模块用于获取实时风力,所述激光雷达模块用于对电线进行等距离高频次拆分,所述避障模块用于感应路径中的障碍物。

3.根据权利要求2所述的输配电线路无人机自动巡检系统,其特征在于:所述5G上传模块包括计时模块、逻辑判断模块、数据上传模块,所述计时模块与逻辑判断模块电连接,所述逻辑判断模块与数据上传模块电连接,所述计时模块用于记录巡检无人机飞行过程花费的时间,所述逻辑判断模块用于判断线路是否安全,所述数据上传模块用于将拍摄的非正常区域图片上传。

4.一种权利要求3所述输配电线路无人机自动巡检系统的运行方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤S1:无人机巢置于输电塔附近,同时可提供多台无人机停靠充电;

步骤S2:一台无人机同一时间段内只负责一段线路,并以固定速度 进行飞行,当发现线路缺陷时,停留 秒进行拍照;

步骤S3:无人机开始巡检时,置于无人机下方的openMV图像处理单元根据识别电线的位置,保持电线始终与无人机保持固定距离;

步骤S4:无人机巡检飞行途中,避障模块通过光电传感器,实时检测前方障碍物,并做出避让措施,天气获取模块检测实时风速 和风与无人机所在方向的夹角 ,根据风速与夹角计算无人机巡检过程中受风力影响的飞行耗能情况 ;

步骤S5:无人机巡检时,激光雷达模块对当前范围内的电线进行高频次分析,并将分析的数据发送到缺陷分析单元,由缺陷分析单元分析电线是否有缺陷;

步骤S6:缺陷分析单元分析出电线存在缺陷后,高清拍摄单元对缺陷部分进行拍照,并将拍摄图片上传到云端;

步骤S7:无人机巡检开始时计时模块打开,巡检结束后计时模块停止计时,并生成此段时间内的时间 ,结合无缺陷花费时长 ,计算此段电线缺陷数量。

5.根据权利要求4所述输配电线路无人机自动巡检系统的运行方法,其特征在于:所述步骤S4包括以下步骤:

步骤S41:无人机巡检时保持设定的速度 飞行,天气获取模块检测实时风速 和风与无人机所在方向的夹角 ;

步骤S42:无人机当前速度 与设定速度 和风速在无人机飞行方向的分量有关,风速对无人机的速度作用转换率为 ;

步骤S43:无人机受风力影响的飞行耗能 与当前速度有关,当前速度超过设定速度时,螺旋桨转速需要减慢,无人机的耗能变少,当前速度低于设定速度时,螺旋桨转速需要增加,无人机的耗能需要增加,单位速度耗能为 ,单位为焦耳米每秒;

步骤S44:当无人机发现电线缺陷时,拍照行为也会导致耗能增加,单次拍照耗能 为定值,拍照总耗能与当前电线缺陷数量 有关,拍照总耗能为 。

6.根据权利要求5所述输配电线路无人机自动巡检系统的运行方法,其特征在于:所述步骤S42中,无人机当前速度 的计算公式为:其中, 为无人机的设定速度, 为实时风速,为风向与无人机飞行方向的夹角,为风速对无人机的速度作用转换率。

7.根据权利要求5所述输配电线路无人机自动巡检系统的运行方法,其特征在于:所述步骤S43中,无人机受风力影响的飞行耗能 的计算公式为:其中,当 为正数时,表示无人机当前速度小于设定速度,螺旋桨转速需要增加,受风力影响的耗能增加,当 为负数时,表示无人机当前速度大于设定速度,螺旋桨转速需要减小,受风力影响的耗能减小。

8.根据权利要求4所述输配电线路无人机自动巡检系统的运行方法,其特征在于:所述步骤S5包括以下步骤:

步骤S51:激光雷达模块以电线所在直线为x轴,建立平面直角坐标系,并将电线以高频次分为 个点,计算各个两点之间的距离集合 ;

步骤S52:缺陷分析模块分析各个点之间的平滑程度,计算其方差 ,分析其是否有缺陷。

9.根据权利要求8所述输配电线路无人机自动巡检系统的运行方法,其特征在于:所述步骤S52中,各个点之间的方差的计算公式为:其中,计算出两点间的方差后,将所得方差与间隔长度 进行比较,当 时,表示该段出现缺陷,此时进行拍照。

10.根据权利要求5所述输配电线路无人机自动巡检系统的运行方法,其特征在于:所述步骤S44中,缺陷数量 的计算公式为:其中,T为相同风力下无缺陷时无人机巡检完所用的时间, 为无人机巡检实际花费时间, 为发现缺陷并拍照所用的时间。