[实用新型]输电线路无人机测距系统硬件结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人机测距领域，具体涉及一种输电线路无人机测距系统的硬件结构。

背景技术

输电线路长期暴露野外，专业人员巡视周期长，线路安全监控难度大，加之运维环境复杂多变，影响输电系统安全运行的外界因素不断增加，尤其是线路走廊内大规模种植高大树木、修建蔬菜大棚等违章建筑物、构筑物等。按照输电线路运行规程的要求，线路管理部门需要定期对线路走廊开展巡视工作，对走廊内树木及建筑物与导线距离进行测量，对于距离小于安全距离的树木应及时砍伐。

目前，输电运行管理部门测量导线与导线下方物体距离的最常见的方法是利用电子经纬仪测量。该方法运用广泛，操作简便，但是，由于电子经纬仪自身标定时的精度偏低，且测量时必须选取水平操作平台，目镜测量范围有限，无法对现场特殊区域测量，尤其是对线路走廊狭窄地区线下成片高大林木距离的测量受到地形限制无法开展。

随着超声波测距技术研究日益成熟，以及无人机在电网运行各领域的广泛应用，将二者结合使用，采用无人机搭载超声波测距设备，在操作人员遥控下靠近输电线路，对需要测量的树障隐患定点测量，可以覆盖经纬仪测量方法无法作业的盲区。

无人机测距技术在国内外目前已得到成熟应用，随着材料科学和航空科技的发展，无人机动力系统也从单一油动发展为油动、电动并存的局面。随着微电子、微机电技术的发展，无人机的体型也在朝着微小型方向发展，美国正在研制的微型无人机翼展不超过16cm，质量不超过1kg，可以在城市楼群中间甚至深入到建筑物内进行侦察，更有甚者，有人已经在研制只有马蜂大小的无人机。此外，无人机的飞控技术研究正日益丰富，目前有多种控制算法用于无人机的控制，如PID、PD、LQ、反演控制、滑模控制、神经网络控制、鲁棒控制等等。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于输电线路无人机测距系统的结构，采用无人机搭载超声测距设备，对目标进行定点测量。

实现本实用新型的输电线路无人机测距系统主要包括：无人机机体、超声波测距组件、无人机云台、无人机图像采集装置、无人机通讯系统和无人机控制系统。

其中，所述超声波测距组件，与所述无人机机体相耦接；

所述无人机云台，与所述无人机机体相耦接；

所述无人机通讯系统，与所述无人机机体相耦接；

所述无人机控制系统，与所述无人机机体相耦接；

所述无人机图像采集装置，与所述无人机云台相耦接。

具体地，所述的无人机机体选用X6型电动六旋翼无人机。X6型电动六旋翼无人机由高强度碳纤维复合材料组成，可以垂直起降。X6型无人机的升力装置由六组微旋翼组成，布设于盾形外壳四周的桨臂上，每组旋翼分别由一组稀土无刷电机驱动。X6型无人机外壳由高强度蜂窝复合材料制成，防水防尘，流线型的机壳保护内部多组控制模块，动力系统和电路；下方是负载区，可利用随机搭配的柔性防抖云台搭载多种摄影摄像器材。

具体地，所述的超声波测距组件采用URM05型大功率静电超声波测距传感器。该传感器测量距离可达10米，对障碍物的吸收率具有低敏感性。URM05型传感器具有较高的超声波测量角度分辨率。具有单回声模式和多回声模式两种工作状态。探头方向角为15°，采用RS485接口和TTL电平脉宽接口。

具体地，所述的无人机云台采用X6型无人机搭载的X6型无人机云台。该云台搭载的照相机可视范围水平角可达-180°～+180°，俯仰角达到-90°～+30°，且视场范围内始终不受机体任何部位遮挡影响。

具体地，所述的无人机图像采集装置采用SONYNEX-7微单可见光照相机。像素为2470万像素，图像分辨率为6000×4000。支持定时、定点自动拍照功能，可见光传感器的成像照片满足在距离不小于10米处清晰分辨销钉级目标的要求，可见光传感器具备遥控变焦功能，变焦范围在35mm～135mm(等效35mm焦距)之间连续可调，可见光传感器具备遥控手动/自动对焦功能。

具体地，所述的无人机通讯系统包括数传电台和图传电台。飞行速度、飞行高度、飞行轨迹、飞行姿态等飞行数据通过数传电台传输至地面监控站；影像资料通过图传系统回传至地面监控站。无人机通讯系统具备对无人机飞行状态和机载设备工作状态遥控功能，且距离不小于1km，可见光视频可全向、实时传输，且传输距离不小于1km。红外影像可全向、实时传输，且传输距离不小于1km，图传时延≤300ms，数传误码率≤10^-6，时延≤20ms。