[发明专利]一种自动巡检输电线路的多旋翼无人机及方法

说明书

本发明公开了一种自动巡检输电线路的多旋翼无人机及方法，无人机包括机器视觉单元、飞行控制单元、线路拍摄单元和电池供电单元；机器视觉单元和线路拍摄单元均与飞行控制单元相连；机器视觉单元实时捕获输电线路的图像信息，并根据捕获的图像信息计算出各条输电线路位于图像中的位置和方向，以及各条输电线路在图像中的相对距离，然后将此数据发送给飞行控制模块以稳定无人机相对输电线路的位置、方向和高度，使无人机平行跟随线路飞行；所述线路拍摄单元，用于无人机平行跟随线路飞行时，获取输电线路的图像信息。本发明提高了无人机巡检输电线路的准确性和安全性，改善了拍摄画面的稳定性，降低了无人机巡检的人力成本。

技术领域

本发明涉及无人机输电线路巡检领域，尤其是涉及一种可以自动巡检输电线路的多旋翼无人机及方法。

背景技术

2020年中国输电线路总长或超159万千米，而输电线路巡检工作是保证安全、可靠供电的重要的、不可缺少的工作。近年来，随着遥控无人机技术的发展，采用无人机巡检电力线路已经具备了技术上的可行性。

目前，电力巡检领域采用遥控无人机巡检的方式虽然相比于之前的人工巡检方式，效率有了很大提升，但在线路巡检时，遥控无人机的方式仍然面临难以稳定跟随输电线路，难以保证平行线路拍摄角度，需要专业飞行人员操作等问题。

发明内容

本发明目的是为了解决遥控无人机在输电线路巡检过程中所面临的技术难题，提供一种自动巡检输电线路的多旋翼无人机及方法，本发明基于机器视觉技术，能自动跟随输电线路飞行，提高了无人机巡检输电线路的准确性和安全性，改善了拍摄画面的稳定性，降低了无人机巡检的人力成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自动巡检输电线路的多旋翼无人机，包括机器视觉单元、飞行控制单元、线路拍摄单元和电池供电单元；所述机器视觉单元和线路拍摄单元均与飞行控制单元相连；所述电池供电单元为无人机系统提供电压；

所述机器视觉单元，用于实时捕获输电线路的图像信息，并根据捕获的图像信息计算出各条输电线路位于图像中的位置和方向，以及各条输电线路在图像中的相对距离，然后将此数据发送给飞行控制模块以稳定无人机相对输电线路的位置、方向和高度，使无人机平行跟随线路飞行；

所述线路拍摄单元，用于平行线路飞行时，获取输电线路的图像信息；

所述机器视觉单元，包括图像处理模块和数字摄像头。图像处理模块采用Cortex-A53架构芯片为嵌入处理器，搭载Linux操作系统，具有较快的运算速度，图像处理模块具有供电单元，可使用5V电源作为输入电源。所述图像处理模块，用于实时计算出各条输电线路位于图像中的位置和方向，以及各条输电线路在图像中的相对距离，并将此数据发送给飞行控制模块以稳定无人机相对输电线路的位置、方向和高度。数字摄像头采用OV系列，具有200W以上像素，用于捕获输电线路的图像信息。

所述飞行控制单元，包括主控板，采用Cortex-M4架构芯片为嵌入处理器，用于实时处理机器视觉单元的探测数据，控制无人机自动跟随输电线路飞行；处理无人机各传感器数据，维持无人机本体飞行稳定；处理电池电压检测单元数据，控制无人机安全返航。

所述线路拍摄单元，包括电动云台和高清摄像头。所述电动云台，可以根据地面人员的指令实时调整高清摄像头拍摄的角度。