[发明专利]一种全天候的电网无人机自动巡线系统及其运行方法

权利要求书

1.一种全天候的电网无人机自动巡线系统，其特征在于：包括无人机端、无线传能装置端以及数据监测管理中心，所述无人机端包括无线传能接收侧电路模块、自动定位导航巡检模块、电能监测模块、故障探测模块、第二数据传输模块；所述无线传能装置端包括无线传能装置、频率自适应模块、第一数据传输模块；所述数据监测管理中心包括WiFi无线通讯模块、数据-图像处理模块、云服务中心、监管平台；

所述的无线传能装置，用于与无线传能接收侧电路建立电磁感应关系，对无人机进行无线传能；

所述的第一数据传输模块，用于采集无线传能装置的信息，并与数据监测管理中心和第二数据传输模块进行连接与数据交换；

所述的数据监测管理中心，用于接收和监测第一数据传输模块与第二数据传输模块的信息，数据-图像处理模块将对数据及图像进行处理，将数据以可视化图像在监管平台上展示，同时能够将获得数据上传至云服务中心进行保存；

所述的自动定位导航巡检模块，用于无人机对巡检线路实现完全自动化巡检飞行；

所述的频率自适应模块，用于调整无线传能过程中电路的频率，使无线传能的效率最高；

所述的第二数据传输模块，用于收集无人机巡检过程所得到的信息，并与数据监测管理中心和第一数据传输模块进行数据交换；

所述的电能监测模块，用于监测无人机的电池的各个电气参数，实时监控电池电量，实时反映监测的各类信息；

所述的故障探测模块，用于实时监测与采集电缆表面信息以及检测电缆的部分故障信息；

所述频率自适应模块在无人机进行无线传能的过程中启动，自动计算无人机上的线圈中心与无线传能装置中心的距离偏差，根据距离偏差自动调节无线传能装置与无线传能接收侧电路模块的频率处于谐振状态，保持充电效率达到最高；

所述电能监测模块在无人机运行过程中实时监测与采集电池的各类信息，当无人机电量不足时，电能监测模块将会把信息通过第二数据传输模块传至自动定位导航巡检模块，自动定位导航巡检模块启动后定位到最近的无线传能装置，使无人机到最近的无线传能装置进行充电。

2.根据权利要求1所述的一种全天候的电网无人机自动巡线系统，其特征在于：所述无线传能装置利用磁耦合谐振原理，通过线圈与无人机上的无线传能接收侧电路模块的线圈发生谐振，从而对无人机的电池进行充电。

3.根据权利要求1所述的一种全天候的电网无人机自动巡线系统，其特征在于：所述数据监测管理中心通过WiFi无线通讯模块与第一数据传输模块和第二数据传输模块进行连接与数据交换，能够实时监测无线传能装置与无人机电池的各类信息参数，以及对无人机巡检的问题信息进行一系列处理，转化为可视化数据在监管平台上显示实时数据及图像，并且最终将获得的数据及图像上传至云服务中心保存起来，同时通过数据监测管理中心对无人机发送指令。

4.根据权利要求1所述的一种全天候的电网无人机自动巡线系统，其特征在于，所述自动定位导航巡检模块，包括：

定位导航模块，利用GPS定位导航系统，使无人机沿预定路线飞行；

超声波测距模块，利用超声波进行测距，用于无人机降落时与地面或无线传能装置之间的距离测算。

5.根据权利要求1所述的一种全天候的电网无人机自动巡线系统，其特征在于，所述故障探测模块，包括：

摄像头模块，用于监测与采集电缆的表面情况信息及落地时用于扫描地面情况信息；

红外热成像模块，用于监测与采集电缆部分故障信息。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的全天候的电网无人机自动巡线系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在相距预设距离的高压电缆杆塔上放置无线传能装置；

S2、将预设路线坐标录入无人机中，无人机按照预设路线对电缆进行巡检，在巡检过程中，故障探测模块会将收集到的信息及图像通过第二数据传输模块传送至数据监测管理中心，同时第一数据传输模块将无线传能装置的实时信息传送至数据监测管理中心；

S3、数据监测管理中心接收到第一数据传输模块和第二数据传输模块的数据及图像后，数据-图像处理模块将对数据及图像进行处理，将数据以可视化图像在监管平台上展示，同时将处理后的图像上传至云服务中心保存；

S4、无人机在巡检过程中，当电能监测模块监测到无人机电池电量不足时，将警报通过第二数据传输模块传送至自动定位导航巡检模块，自动定位导航巡检模块将自动定位并导航至最近的无线传能装置，同时通过第一数据传输模块和第二数据传输模块的连接及摄像头模块进行精准定位，若停放位置与预定位置出现偏差，频率自适应模块将自动启动，自动计算出两线圈中心的位置偏差后进行频率调整，将频率调整至无线传能装置与无线传能接收侧电路之间处于谐振状态，保持充电效率最高；

S5、充电完成后，无人机继续沿预设路线飞行进行巡检。