專利名稱：一種高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是高壓輸電線巡檢技術(shù)，特別是關(guān)于一種高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，我國高壓輸電線路的維護方式已經(jīng)采用了電力巡線人乘坐直升機進行巡線，但是，需要電力巡線人員手動操作設(shè)備對準(zhǔn)所檢查的輸電線路進行檢查，勞動強度大，效率低，不能及時發(fā)現(xiàn)輸電線路設(shè)備缺陷。現(xiàn)有技術(shù)中，通過對巡檢設(shè)備的改進，使巡檢設(shè)備具有自動追蹤輸電線路功能，可以在電力巡線人員不操作情況下，自動追蹤記錄輸電線路，降低了勞動強度，提高了設(shè)備自動化水平，同時可以減少電力巡線人員，提高作業(yè)效率。實用新型人在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下不足現(xiàn)有技術(shù)完全由巡線人員操作設(shè)備，沒有自動化追蹤和定位功能，直升機巡檢效率低；巡線的效果主要取決于巡線人員的技術(shù)水平，巡線的精度不高。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)，以實現(xiàn)對吊艙視場中心位置的自動控制，提高了直升機巡檢的效率及準(zhǔn)確性。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)，該高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)包括直升機，巡檢設(shè)備，自動巡檢定位設(shè)備及脈沖產(chǎn)生器；其中，所述的巡檢設(shè)備包括攝像機，對高壓輸電線進行攝像；紅外測溫儀，用于對高壓輸電線的紅外圖像進行錄像，以發(fā)現(xiàn)高壓線路上的紅外特征缺陷；紫外成像儀，用于對高壓輸電線的紫外圖像進行錄像，以發(fā)現(xiàn)高壓線路上的紫外特征缺陷；吊艙，位于直升機底部，安裝所述的攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀，包括多個透明窗；吊艙控制裝置，控制所述吊艙的拍攝方向，對所述攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀拍攝的攝像進行切換顯示控制；所述的自動巡檢定位設(shè)備與吊艙控制裝置相連接，所述的自動巡檢定位設(shè)備包括圖像接收裝置，從所述吊艙接收圖像；AD轉(zhuǎn)換器，與所述圖像接收裝置相連接，將所述的圖像進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；濾波器，與所述AD轉(zhuǎn)換器相連接；對經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后的圖像進行濾波；輸電線識別裝置，與所述濾波器相連接，根據(jù)濾波后的圖像識別高壓輸電線；位置判別裝置，與所述輸電線識別裝置相連接，判別吊艙視場中心與所述高壓輸電線的位置關(guān)系；信號產(chǎn)生裝置，與所述位置判別裝置相連接，根據(jù)所述的位置關(guān)系產(chǎn)生吊艙視場中心控制信號；脈沖發(fā)生器，與所述信號產(chǎn)生裝置連接，根據(jù)吊艙視場中心控制信號產(chǎn)生脈沖給所述吊艙控制裝置，以將所述吊艙視場中心調(diào)整到高壓輸電線上。進一步地，所述的自動巡檢定位設(shè)備還包括開關(guān)，連接于所述信號產(chǎn)生裝置與脈沖發(fā)生器之間。本實用新型的有益效果在于，該高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對吊艙視場中心位置的自動控制，提高了測試的效率及準(zhǔn)確性。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中圖1為本實用新型實施例電力巡線直升機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例吊艙的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例部分設(shè)備之間的連接關(guān)系示意圖；圖4為本實用新型實施例自動巡檢定位設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；圖5本實用新型實施例電源及信號處理器的接口示意圖；圖6為本實用新型實施例吊艙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實施例吊艙控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實用新型實施例吊艙視場中心與高壓輸電線的位置關(guān)系示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。本實用新型一種高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)，該高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)包括直升機，巡檢設(shè)備，自動巡檢定位設(shè)備及脈沖產(chǎn)生器。巡檢設(shè)備包括攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀吊艙及吊艙控制裝置。攝像機對高壓輸電線進行攝像；紅外測溫儀對高壓輸電線的紅外圖像進行錄像，以發(fā)現(xiàn)高壓線路上的紅外特征缺陷；紫外成像儀對高壓輸電線的紫外圖像進行錄像，以發(fā)現(xiàn)高壓線路上的紫外特征缺陷。如圖1所示，吊艙101安裝在直升機100的底部。吊艙101內(nèi)部安裝攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀，吊艙101通過固定螺栓(圖中未示出)固定在直升機的底部(圖中未示出)。如圖2所示，吊艙101包括多個透明窗201，以使得攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀能夠通過透明窗檢測高壓輸電線。吊艙控制裝置307如圖3所示，吊艙控制裝置307可以控制吊艙沿水平方向及垂直方向的轉(zhuǎn)動，也可以控制吊艙301中攝像機、紅外測溫儀及紫外成像儀的拍攝方位，還可以對所述攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀拍攝的攝像進行切換顯示控制，吊艙控制裝置307可以為一手柄，方便巡檢人員進行攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀的方位調(diào)節(jié)控制。如圖4所示，自動巡檢定位設(shè)備400與吊艙控制裝置相連接，所述的自動巡檢定位設(shè)備400包括圖像接收裝置401，AD轉(zhuǎn)換器402，濾波器403，輸電線識別裝置404，位置判別裝置405及信號產(chǎn)生裝置406。圖像接收裝置401用于從所述吊艙接收圖像；AD轉(zhuǎn)換器402與所述圖像接收裝置相連接，將所述的圖像進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；濾波器403與所述AD轉(zhuǎn)換器402相連接；對經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后的圖像進行濾波；輸電線識別裝置404通過硬件接口(比如USB、Ethernet, PIC、DDR SDRAM Interface等)與所述濾波器403相連接，根據(jù)濾波后的圖像識別高壓輸電線；位置判別裝置405通過硬件接口(比如USB、Ethernet、PIC、DDR SDRAM Interface等)與所述輸電線識別裝置404相連接，判別吊艙視場中心與所述高壓輸電線的位置關(guān)系；信號產(chǎn)生裝置406通過硬件接口(比如USB、Ethernet、PIC、DDR SDRAM Interface等)與所述位置判別裝置405相連接，根據(jù)所述的位置關(guān)系產(chǎn)生吊艙視場中心控制信號。脈沖發(fā)生器407與自動巡檢定位設(shè)備400中的信號產(chǎn)生裝置406連接，根據(jù)吊艙視場中心控制信號產(chǎn)生脈沖給所述吊艙控制裝置307，以將所述吊艙視場中心調(diào)整到高壓輸電線上。所述的自動巡檢定位設(shè)備還包括開關(guān)408，連接于所述信號產(chǎn)生裝置406與脈沖發(fā)生器407相之間，當(dāng)不需要進行巡檢自動定位時，可以切斷開關(guān)408。本實用新型實施例吊艙可以位于直升機的正下方也可以位于直升機斜下方，如圖1所示，吊艙101中裝有攝像機、紅外測溫儀、紫外成像儀。GPS定位儀也可以裝設(shè)于吊艙101中，本實用新型不限于此。本實用新型的吊艙101如圖2所示，吊艙101通過固定螺栓(圖中未示出)固定在直升機的底部；吊艙101中包括多個觀測窗口 201，攝像機、紅外測溫儀及紫外成像儀通過觀測窗口采集圖像數(shù)據(jù)。如圖3所示，高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)還包括分析處理系統(tǒng)，分析處理系統(tǒng)與吊艙301中的攝像機、紅外測溫儀及紫外成像儀相連接，用于對攝像機、紅外測溫儀及紫外成像儀獲取的數(shù)據(jù)進行分析處理，吊艙控制裝置及分析處理系統(tǒng)安裝在駕駛艙中。如圖3所示，分析處理系統(tǒng)包括電源及信號處理器302，實時監(jiān)視器303，硬盤刻錄機304、歷史信息監(jiān)視器305及計算機306 (筆記本)。吊艙301中的攝像機、紅外測溫儀、紫外成像儀產(chǎn)生的信號通過電源及信號處理器302發(fā)送給硬盤刻錄機304及實時監(jiān)視器303。歷史信息監(jiān)視器305與硬盤刻錄機304相連接，以顯示硬盤刻錄機304從吊艙中獲得的歷史信息數(shù)據(jù)，進行狀態(tài)監(jiān)視。實時監(jiān)視器303實時顯示從攝像機、紅外測溫儀、紫外成像儀及GPS定位儀獲得的信息。計算機306通過電源及信號處理器302接收紅外測溫儀、紫外成像儀的錄像數(shù)據(jù)并顯示所述的錄像，并存儲通過吊艙控制裝置凍結(jié)的錄像。[0031]脈沖發(fā)生器可以裝設(shè)于電源及信號處理器302中，電源及信號處理器302能夠為圖3中的實時監(jiān)視器303，硬盤刻錄機304、歷史信息監(jiān)視器305及計算機306提供電源并能夠?qū)λ鰯z像機，紅外測溫儀及紫外成像儀拍攝的錄像進行信號處理，將從攝像機、紅外測溫儀、紫外成像儀獲得的信號轉(zhuǎn)換為可以在實時監(jiān)視器303，硬盤刻錄機304、歷史信息監(jiān)視器305及計算機306顯示的圖像數(shù)據(jù)。電源及信號處理器302的接口如圖5所示，結(jié)合圖3所示，吊艙301中的信號通過吊艙接口 501與電源及信號處理器302相連接，電源及信號處理器302通過視頻輸出接口 509分別將攝像機、紅外測溫儀、紫外成像儀及GPS定位儀產(chǎn)生的信號發(fā)送給實時監(jiān)視器303及硬盤刻錄機304，實時監(jiān)視器303可以分別顯示攝像機、紅外測溫儀、紫外成像儀傳輸?shù)膱D像。GPS定位儀308通過GPS天線接口 503與電源及信號處理器302連接，實時監(jiān)視器303及歷史信息監(jiān)視器305可以顯示GPS位置信息。電源及信號處理器302通過顯示器電源輸出接口 506為實時監(jiān)視器303及歷史信息監(jiān)視器305提供電源，通過刻錄機電源輸出接口 507為硬盤刻錄機304提供電源，通過筆
5記本電源輸出接口 508為筆記本306提供電源。筆記本306連接到電源及信號處理器302的接口 504 (RS232接口以及以太網(wǎng)接口)，以從吊艙中接收紅外測溫儀及紫外成像儀的數(shù)據(jù)進行圖像顯示。吊艙控制裝置307與電源及信號處理器302的接口 502連接，吊艙控制裝置307可以控制吊艙中攝像機、紅外測溫儀及紫外成像的拍攝方向(水平方向旋轉(zhuǎn)的度數(shù)及垂直方向旋轉(zhuǎn)的度數(shù))，也可以控制切換實時監(jiān)視器303及筆記本306顯示的錄像，如從實時監(jiān)視器303顯示的可見光錄像切換到紅外錄像。本實用新型吊艙中的攝像機、紅外測溫儀及紫外成像儀如圖6所示，攝像機601、紅外測溫儀602、紫外成像儀603分別與分析處理系統(tǒng)相連接，吊艙控制裝置307與分析處理系統(tǒng)相連接。攝像機601用于拍攝高壓線路的圖像(可見光圖像)，并將圖像傳輸?shù)綄崟r監(jiān)視器303及歷史信息監(jiān)視器305，用于監(jiān)視、存儲高壓線路走廊內(nèi)地表信息和桿塔本體情況，諸如線下樹障、導(dǎo)線短股等，歷史信息監(jiān)視器305顯示的高壓線路圖像中顯示了高壓線，吊艙的方位坐標(biāo)，吊艙的GPS坐標(biāo)，拍攝時間等。吊艙的方位坐標(biāo)包括橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別表示吊艙水平方向旋轉(zhuǎn)的角度及垂直方向旋轉(zhuǎn)的角度。紅外測溫儀602用于拍攝高壓線路的圖像(紅外圖像)，以檢測高壓線任一點是否出現(xiàn)發(fā)熱情況，以發(fā)現(xiàn)高壓線路上的紅外特征隱蔽缺陷，諸如復(fù)合絕緣子內(nèi)部損傷等，如果高壓線上的某一點出現(xiàn)發(fā)熱情況，紅外測溫儀602就可以拍攝到該點的紅外圖像。當(dāng)高壓線路上出現(xiàn)金具細微損傷時，會出現(xiàn)電暈放電，利用紫外成像儀603可以探測到電暈放電的圖像，以發(fā)現(xiàn)高壓線路上的紫外特征缺陷，諸如可能導(dǎo)致金具放電損傷的放電、復(fù)合絕緣子內(nèi)部損傷等。吊艙控制裝置307的結(jié)構(gòu)如圖7所示，根據(jù)實時監(jiān)視器303中的圖像，巡線人員可以通過吊艙控制裝置307對吊艙的拍攝方向，攝像機拍攝的圖像，紅外測溫儀拍攝的圖像及紫外成像儀拍攝的圖像進行調(diào)節(jié)。利用吊艙101檢測高壓線路時，首先要對吊艙101的拍攝方向進行調(diào)節(jié)，需要按下吊艙方位調(diào)節(jié)切換按鈕701，通過調(diào)節(jié)吊艙方位調(diào)節(jié)模塊702中的按鈕控制吊艙的拍攝方向，吊艙的水平旋轉(zhuǎn)角度為-180度至+180度，垂直旋轉(zhuǎn)角度為-120度至+30度。攝像機601、紅外測溫儀602、紫外成像儀603探測到的數(shù)據(jù)同時傳輸?shù)綒v史信息監(jiān)視器305，如果巡線人員需要調(diào)節(jié)攝像機拍攝的圖像，需要按下攝像機調(diào)節(jié)切換按鈕703，此時歷史信息監(jiān)視器305上將顯示攝像機拍攝的圖像信息，巡線人員可通過攝像機調(diào)節(jié)模塊704中的按鈕調(diào)節(jié)可見光圖像，攝像機調(diào)節(jié)模塊704包括光圈大小調(diào)節(jié)，聚焦等按鈕。巡線人員可以通過可見光圖像中的高壓線路的位置查找高壓線路中是否存在發(fā)熱點，得到發(fā)熱點對應(yīng)的紅外圖像，此時需要按下紅外測溫調(diào)節(jié)切換按鈕705，然后調(diào)節(jié)紅外測溫調(diào)節(jié)模塊706中的按鈕調(diào)節(jié)出清晰的紅外圖像，紅外測溫調(diào)節(jié)模塊706包括聚焦，亮度調(diào)節(jié)，凍結(jié)圖像及保存圖像等按鈕。同理巡線人員可以通過按下紫外探測切換按鈕707，然后通過紫外探測調(diào)節(jié)模塊708的按鈕調(diào)節(jié)電暈放電的紫外圖像，紫外探測調(diào)節(jié)模塊708包括聚焦，亮度調(diào)節(jié)，凍結(jié)圖像及保存圖像等按鈕。巡線人員可以用筆記本306觀察分析紅外測溫儀及紫外成像儀拍攝的錄像，按下吊艙控制裝置的凍結(jié)圖像按鈕(圖中未示)可以凍結(jié)錄像中的圖像，然后按下吊艙控制裝置的保存圖像就可以將紅外圖像或紫外圖像保存到計算機中。所述的電力巡線直升機還可以包括防抖望遠鏡及照相機，巡線人員用防抖望遠鏡來檢查高壓線路的損壞部分，然后對高壓線路的損壞部分進行記錄。如果開關(guān)408處于斷開狀態(tài)，只能通過人工根據(jù)實時監(jiān)視器303控制吊艙視場中心與高壓輸電線的位置控制吊艙控制裝置調(diào)節(jié)吊艙的攝像機601、紅外測溫儀602、紫外成像儀603，影響了高壓輸電線檢測準(zhǔn)確性。如果開關(guān)408處于閉合狀態(tài)，自動巡檢定位設(shè)備400與吊艙連接，可以利用圖像接收裝置401從吊艙301接收圖像，AD轉(zhuǎn)換器402將所述的圖像進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，濾波器403對經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后的圖像進行濾波，輸電線識別裝置404根據(jù)濾波后的圖像識別高壓輸電線位置，位置判別裝置405判別吊艙視場中心與所述高壓輸電線的位置關(guān)系，如圖8所示，當(dāng)位置判別裝置405判別吊艙視場中心801與所述高壓輸電線802的位置關(guān)系(距離)大于某一數(shù)值(可以設(shè)定)時，信號產(chǎn)生裝置406將根據(jù)置判別裝置405判斷的位置關(guān)系產(chǎn)生吊艙視場中心控制信號，以控制吊艙視場中心801，使其與高壓輸電線802的距離縮小，較佳地吊艙視場中心801調(diào)節(jié)到與高壓輸電線802重合。與信號產(chǎn)生裝置406連接的脈沖發(fā)生器407根據(jù)吊艙視場中心控制信號產(chǎn)生脈沖信號給所述吊艙控制裝置307，以將所述吊艙視場中心801調(diào)整到高壓輸電線802上，或者靠近高壓輸電線802，實現(xiàn)了吊艙視場中心801沿著高壓輸電線“順線走”。本實用新型的有益效果在于，該高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對吊艙視場中心位置的自動控制，提高了測試的效率及準(zhǔn)確性。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)，其特征在于，所述的高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)包括直升機，巡檢設(shè)備，自動巡檢定位設(shè)備及脈沖產(chǎn)生器；其中，所述的巡檢設(shè)備包括攝像機，對高壓輸電線進行攝像；紅外測溫儀，用于對高壓輸電線的紅外圖像進行錄像，以發(fā)現(xiàn)高壓線路上的紅外特征缺陷；紫外成像儀，用于對高壓輸電線的紫外圖像進行錄像，以發(fā)現(xiàn)高壓線路上的紫外特征缺陷；吊艙，位于直升機底部，安裝所述的攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀，包括多個透明窗；吊艙控制裝置，控制所述吊艙的拍攝方向，對所述攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀拍攝的攝像進行切換顯示控制；所述的自動巡檢定位設(shè)備與吊艙控制裝置相連接，所述的自動巡檢定位設(shè)備包括圖像接收裝置，從所述吊艙接收圖像；AD轉(zhuǎn)換器，與所述圖像接收裝置相連接，將所述的圖像進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；濾波器，與所述AD轉(zhuǎn)換器相連接；對經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后的圖像進行濾波；輸電線識別裝置，與所述濾波器相連接，根據(jù)濾波后的圖像識別高壓輸電線；位置判別裝置，與所述輸電線識別裝置相連接，判別吊艙視場中心與所述高壓輸電線的位置關(guān)系；信號產(chǎn)生裝置，與所述位置判別裝置相連接，根據(jù)所述的位置關(guān)系產(chǎn)生吊艙視場中心控制信號；所述的脈沖發(fā)生器與所述信號產(chǎn)生裝置連接，根據(jù)吊艙視場中心控制信號產(chǎn)生脈沖給所述吊艙控制裝置，以將所述吊艙視場中心調(diào)整到高壓輸電線上。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)，其特征在于，所述的自動巡檢定位設(shè)備還包括開關(guān)，連接于所述信號產(chǎn)生裝置與脈沖發(fā)生器相之間。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)，其特征在于，所述的高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)包括分析處理系統(tǒng)，與所述的攝像機，紅外測溫儀，紫外成像儀及吊艙控制裝置相連接，用于顯示及刻錄所述攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀拍攝的錄像，并存儲所述吊艙控制裝置凍結(jié)的錄像，所述的分析處理系統(tǒng)包括實時監(jiān)視器，用于實時顯示所述攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀拍攝的錄像；硬盤刻錄機，用于刻錄所述攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀拍攝的錄像；歷史監(jiān)視器，用于顯示所述硬盤刻錄機刻錄的所述錄像；計算機，用于凍結(jié)并存儲所述紅外測溫儀及紫外成像儀拍攝的錄像照片；電源及信號處理器，用于為所述的實時監(jiān)視器，硬盤刻錄機，歷史監(jiān)視器及計算機提供電源，并對所述攝像機，紅外測溫儀及紫外成像儀拍攝的錄像進行信號處理。
專利摘要一種高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)，包括直升機，巡檢設(shè)備，自動巡檢定位設(shè)備及脈沖產(chǎn)生器；所述的巡檢設(shè)備包括攝像機，紅外測溫儀，紫外成像儀，吊艙，吊艙控制裝置；自動巡檢定位設(shè)備與吊艙控制裝置相連接，自動巡檢定位設(shè)備包括圖像接收裝置，AD轉(zhuǎn)換器，濾波器，輸電線識別裝置，位置判別裝置，信號產(chǎn)生裝置，開關(guān)。該高壓輸電線自動巡檢系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對吊艙視場中心位置的自動控制，提高了巡檢的效率及準(zhǔn)確性。
文檔編號G01R31/12GK202172233SQ20112029415
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者劉偉東, 吳建軍, 尚大偉, 武藝, 段文運, 汪駿, 沈建, 陳京良 申請人:國網(wǎng)通用航空有限公司