[发明专利]基于集成吊舱和AI技术的无人机巡检故障诊断系统

说明书

技术领域

本发明属于无人机巡检技术领域，具体地说，本发明涉及一种基于集成吊舱和AI技术的无人机巡检故障诊断系统，同时还涉及一种基于该系统的无人机巡检故障诊断方法。

背景技术

自20世纪70年代告别煤油灯走向电力时代至今的几十年里的时间里，我国由最初的电力网络走向现代高速、便捷的各类电力供应网，为社会主义经济建设做出了不可估量的贡献。电力网络既然为经济增长带来如此大的贡献，不可避免的，也会为现代电力的发展带来新的挑战，由于输电等级要满足不同用户的用电需求，因此需要在中国大陆各种复杂的地形地貌中架设输电线路，这就对输电线路巡检工作的巡检难度、巡检效率、巡检周期造成了很大的困扰。一方面，由于输电线路安装位置的特殊性，输电线路上安装的电力设备会出现一些肉眼无法辨别的破损和损伤，影响整个电力系统的效率；另一方面，由于出现台风、降雪等极端天气现象时，会严重危及巡检人员的生命安全，造成设备损坏和大面积停电事故。保证输电线路的安全、高效、及时的运行，是电网各级用户用电安全、国家经济高速发展的源头活水，也是影响智能电网普及之路的重要阻碍。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种基于集成吊舱和AI技术的无人机巡检故障诊断系统，目的在于降低电网巡检维护工作人员的劳动强度，提高电网环境监测的工作效率和工作质量，减少维修保养的费用；实现对电网环境的实时监测和多点监控，消除人们对电网设备运行时工频辐射的顾虑；本发明的目的之二是提供一种基于集成吊舱和AI技术的无人机巡检故障诊断方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

基于可见光红外集成吊舱和AI技术的无人机巡检故障诊断系统，包括无人机、云台、集成吊舱、双目视觉模块、图像与数据传输模块、分析控制主机以及装载于分析控制主机上的故障诊断AI系统；

所述云台和双目视觉模块均设置于无人机的下方，所述集成吊舱与云台相连接，所述集成吊舱上设置有红外检测模块、可见光检测模块、控制模块和图像与数据传输模块，所述双目视觉模块、红外检测模块、可见光检测模块、图像与数据传输模块均与控制模块相联接，所述分析控制主机通过图像与数据接收模块与图像与数据传输模块无线联接，所述故障诊断AI系统对所接收到的图像与数据信息进行分析。

进一步，所述故障诊断AI系统为基于caffe深度学习框架的故障诊断后台。

进一步，所述系统还包括GPS或北斗定位模块，所述GPS或北斗定位模块与控制模块相联接。

进一步，所述双目视觉模块为USB摄像头和Beagleboard-xm板构成的嵌入式双目视觉处理模块。

本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的：

该种基于可见光红外集成吊舱和AI技术的无人机巡检故障诊断方法，包括以下步骤：

(1)将无人机送入待监控区域的上方，通过无人机上的双目视觉模块把无人机的周围环境重构为三维模型，并把采集到的图片传到地面服务器设备；

(2)服务器对照片进行处理，然后对其三维空间进行建模和路径规划，为无人机提供飞行路径，方便遥控设备及时的对无人机的飞行路线进行调整；

(3)在按照飞行航向运行的过程中，通过集成吊舱上的红外成像模块发现电力设备外部链接点的发热隐患并将电力设备的热图像照片传输到地面的手持设备，另外还通过集成吊舱上的可见光检测模块检测电力设备的外部缺陷和故障并把形成的照片传输到地面的手持设备，由电力运行维护人员对上述图像照片进行故障识别，判断出电力传输系统有无故障以及确定相关的故障类型。

进一步，所述步骤(1)中，采用双目视觉模块重构三维场景的步骤如下：

步骤1.1：通过组成双目的摄像头分别采集左图像和右图像，然后通过预处理子模块进行图像预处理后送入处理器进行进一步处理；

步骤1.2：对进行预处理后的图像数据进行消除畸形及立体矫正处理后，再进行高斯拉普拉斯滤波，通过立体匹配获得视差，然后进行三维坐标重构；

步骤1.3：将三维坐标重构后得到的数据与当前无人机的姿态数据相结合，通过处理器更新存储单元中的全局地图信息，从而得到完整地图信息。

进一步，所述步骤2)中，采用蚁群算法进行路径规划。