一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，包括無人機、導航定位定向模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、三維激光掃描模塊、數(shù)碼相機和電池模塊。本實用新型利用無人機載三維激光掃描儀獲取輸電線路與下方物體的間距信息，對于線下間距小于安全閾值的隱患點實時記錄地理信息并拍攝照片，便于人工通過照片排除線下飛鳥等干擾因素，測量精度較高?？朔爽F(xiàn)有人工巡線效率較低，誤差較大的問題。
【專利說明】
一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及輸電線路巡檢技術(shù)領域，具體涉及一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0002]隨著輸電線路的快速發(fā)展，越來越多的輸電線路架設在山地、丘陵等復雜地形上。我國東部、南部等超特高壓密集地區(qū)多雨氣候環(huán)境和退耕還林惠民政策的逐漸普及，使得超特尚壓線路所通過山區(qū)森林覆蓋率呈現(xiàn)大幅提尚趨勢。當樹、竹等植被生長$父尚時，會造成對輸電線路空氣距離不足引起輸電線路跳閘，影響電網(wǎng)的正常運行。目前我國輸電線路巡檢仍以人工巡檢為主，巡線人員需要經(jīng)過大量的山地密林區(qū)域，巡檢效率較低。同時由于山區(qū)地形影響，巡檢人員較難實現(xiàn)輸電線路下方樹、竹高度的準確測量，造成極大的安全隱串
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[0003]隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，其不受地形環(huán)境影響的制約，可搭載多種測量設備的優(yōu)點，使得輸電線路無人機巡檢漸漸得到推廣。但現(xiàn)有無人機巡檢主要針對輸電線路本體，搭載可見光、紅外成像、紫外成像等設備進行輸電線路本體缺陷的檢測。專利號為CN204481394U的“一種輸電線路無人機視頻監(jiān)控系統(tǒng)”雖然可以得到通道的二維圖像，但無法通過二維圖像得到高度信息。專利號為CN 203658576U的“無人機載激光雷達架空輸電走廊測繪系統(tǒng)”雖然涉及利用激光雷達來測繪輸電走廊的方法，但其僅針對輸電走廊的測繪，無法實現(xiàn)輸電線路與下方物體間距的測量和隱患點的定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，實現(xiàn)輸電線路與下方樹竹間距的測量和隱患點定位，為線路運維人員及時消除樹竹放電隱患提供技術(shù)支撐，大幅降低線路運維人員的工作量，提高輸電線路樹竹放電隱患巡檢效率。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，包括無人機、導航定位定向模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、三維激光掃描模塊、數(shù)碼相機和電源模塊，所述的導航定位定向模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、三維激光掃描模塊、數(shù)碼相機和電源模塊均分別安裝于無人機上，所述的導航定位定向模塊分別通信連接無人機和數(shù)據(jù)處理模塊，所述的三維激光掃描模塊和數(shù)碼相機分別通信連接數(shù)據(jù)處理模塊，所述的電源模塊為無人機、導航定位定向模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、三維激光掃描模塊和數(shù)碼相機供電。
[0006]所述的一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，所述的無人機為載荷能力強的固定翼無人機或八旋翼無人機，無人機底部設有用于掛載導航定位定向模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、三維激光掃描模塊、數(shù)碼相機和電源模塊的吊艙。
[0007]所述的一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)處理模塊使用數(shù)字信號處理芯片作為控制芯片。
[0008]所述的一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，所述的三維激光掃描模塊為脈沖式三維激光掃描模塊。
[0009]所述的一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，所述的數(shù)碼相機安裝有廣角鏡頭。
[0010]所述的一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，所述電源模塊6采用12V電池作為電能存儲介質(zhì)。
[0011 ]本實用新型的技術(shù)效果在于:
[0012]I)、提高輸電線路線下樹竹放電隱患的巡視質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)輸電線路下方超限的樹竹隱患點。
[0013]2)、記錄疑似隱患點照片，可通過人工排除測量過程中的干擾因素，提高隱患點確認精度。
[0014]3)、系統(tǒng)僅需記錄隱患點位置信息和對應照片，無需存儲巡視全線的三維激光掃描數(shù)據(jù)，減小了數(shù)據(jù)處理單元的運算量，提高了電池利用率。
[0015]4)、大量節(jié)省山區(qū)等復雜地形輸電線路的巡檢費用，提高巡檢效率。
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實用新型的基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)包括無人機I，導航定位定向模塊2，數(shù)據(jù)處理模塊3，三維激光掃描模塊4，數(shù)碼相機5，電源模塊6。
[0019]所述無人機I采用載荷能力強的固定翼無人機或八旋翼無人機，測量設備的掛載采用集成于無人機I底部吊艙方式。
[0020]所述導航定位定向模塊2用來對無人機的路線和姿態(tài)進行定位。飛行前使用計算機向?qū)Ш蕉ㄎ欢ㄏ蚰K2輸入巡檢線路各桿塔經(jīng)瑋度和高度信息。無人機飛行時，導航定位定向模塊2通過接收GPS定位信息，實時收集飛機的位置、加速度和角速度信息。導航定位定向模塊2將實時信息與預設信息進行對比后，通過信號線向無人機動力裝置發(fā)送控制信息，進行飛行反饋控制。
[0021]所述數(shù)據(jù)處理模塊3使用數(shù)字信號處理(DSP)作為控制芯片，通過串行總線實時接入三維激光掃描模塊4的測量數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行快速建模，根據(jù)所建模型實時計算導線對下方樹、竹的距離。當間距小于預設閾值時，記錄該位置地理信息，并觸發(fā)數(shù)碼相機5進行拍照。
[0022]所述三維激光掃描模塊4采用脈沖式原理，主動向輸電線路及下方物體各角度物體發(fā)射掃描激光信號，當激光信號被物體反射后，三維激光掃描模塊3密集地大量獲取反射物體的數(shù)據(jù)點信息，并將數(shù)據(jù)實時傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊3。
[0023]所述數(shù)碼相機5安裝有廣角鏡頭，接收數(shù)據(jù)處理模塊3觸發(fā)信號后實現(xiàn)單次拍攝，并將照片存入數(shù)據(jù)處理模塊3。
[0024]所述電源模塊6采用12V電池作為電能存儲介質(zhì)，電池通過不同輸出的直流調(diào)壓電路產(chǎn)生各幅值電壓，向各測量設備供電。
[0025]所述導航定位定向模塊2、數(shù)據(jù)處理模塊3、三維激光掃描模塊4、數(shù)碼相機5和電源模塊6安裝于無人機I底部的吊艙內(nèi)，實現(xiàn)所有測量設備的穩(wěn)定機載。
[0026]所述無人機I飛行于輸電線路上方，用以實現(xiàn)輸電線路與線下樹、竹間距的測量。
[0027]所述基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，飛行完成后向電腦導出隱患點經(jīng)瑋度信息和對應照片，人工通過照片排除線下飛鳥等干擾因素。
[0028]本實用新型基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，針對輸電線路與下方樹、竹間距的測量和隱患點定位，利用無人機巡檢快速獲得隱患點位置信息，精度較高?？朔爽F(xiàn)有人工巡線效率較低，誤差較大的問題。
[0029]以上內(nèi)容是本實用新型【具體實施方式】的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的【具體實施方式】僅限于此，對于本實用新型所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為本實用新型由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，其特征在于，包括無人機(I)、導航定位定向模塊(2)、數(shù)據(jù)處理模塊(3)、三維激光掃描模塊(4)、數(shù)碼相機(5)和電源模塊(6)，所述的導航定位定向模塊(2)、數(shù)據(jù)處理模塊(3)、三維激光掃描模塊(4)、數(shù)碼相機(5)和電源模塊(6)均分別安裝于無人機上，所述的導航定位定向模塊(2)分別通信連接無人機和數(shù)據(jù)處理模塊(3)，所述的三維激光掃描模塊(4)和數(shù)碼相機(5)分別通信連接數(shù)據(jù)處理模塊(3)，所述的電源模塊(6)為無人機(1)、導航定位定向模塊(2)、數(shù)據(jù)處理模塊(3)、三維激光掃描模塊(4)和數(shù)碼相機(5)供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的無人機(I)為載荷能力強的固定翼無人機或八旋翼無人機，無人機底部設有用于掛載導航定位定向模塊(2)、數(shù)據(jù)處理模塊(3)、三維激光掃描模塊(4)、數(shù)碼相機(5)和電源模塊(6)的吊艙。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理模塊(3)使用數(shù)字信號處理芯片作為控制芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的三維激光掃描模塊為脈沖式三維激光掃描模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)碼相機(5)安裝有廣角鏡頭。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無人機載激光掃描的輸電線路線下間距測量系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊(6)采用12V電池作為電能存儲介質(zhì)。
【文檔編號】G01S17/02GK205643707SQ201620239868
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】岳石, 岳一石, 鄒妍暉, 王峰, 王成, 巢亞鋒, 段建家, 彭波, 黃福勇
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學研究院