[发明专利]一种用于无人机巡检带电导线的电场差分避障系统及方法

权利要求书

1.一种用于无人机巡检带电导线的电场差分避障系统，它包括巡检无人机，其特征是，在无人机上设有电场壁障装置，该装置包括DSP数据处理模块，两路完全相同的电场测量回路，各电场测量回路包括依次连接的电场测量传感器、信号处理单元和A/D转化单元，A/D转化单元与DSP数据处理模块输入端连接，DSP数据处理模块输出端与机载飞控系统连接。

2.如权利要求1所述的用于无人机巡检带电导线的电场差分避障系统，其特征是，所述机载飞控系统包括飞控系统机载控制计算机，它分别与数字罗盘、三轴陀螺仪、三轴加速度计、卫星定位模块、气压高度计、转速测量传感器、PCM遥控接收机、舵机控制器、数传电台，舵机控制器与伺服舵机连接，数传电台则与地面站通信。

3.如权利要求1所述的用于无人机巡检带电导线的电场差分避障系统，其特征是，所述电场避障装置整体要处在巡检无人机机体正下方中央位置，两路电场测量回路左右对称安装。

4.一种采用权利要求1所述的用于无人机巡检带电导线的电场差分避障系统的避障方法，其特征是，

步骤一：巡检无人机巡检带电导线时，机身与输电导线方向基本平行,以保证两个电场强度数值差值的有效；记两电场测量传感器的安装间距为l ，并输入 DSP数据处理模块中；电场测量传感器将所测电场强度数值输入信号处理单元，提取工频范围内的电场强度数值后送入DSP数据处理模块中；

步骤二：根据电场避障装置中电场测量传感器采集的数据，进行避障指令的判断；具体过程为：在某一时刻，两电场测量传感器测得数值经处理转化后分别记为m、m’，输入DSP数据处理模块，DSP数据处理模块进行如下判断：

，输出“安全”指令；

，输出“避障”指令；

其中，C为电场强度变化率的限值。

5.控制指令是由DSP数据处理模块输出给机载飞控系统，从而控制无人机机体进行下一步动作，指令为“安全”时，继续当前飞行任务；指令为“避障”时，先将无人机悬停，通过实时传回的视频判断发出“原路返航”或“临时调整路线”的指令。

6.如权利要求4所述的避障方法，其特征是，利用仿真计算，对输电导线建立电场计算模型，进而进行仿真计算得到的距离输电线路一定距离位置电场强度变化率的数值，设定一个电场强度变化率的限值，仿真得出，对220kV、500kV、750kV、1000kV输电导线分别对应 C220=29，C500=56，C750=77，C1000=81。