[实用新型]一种搭载在无人机的电力巡线设备

说明书

本实用新型涉及电力巡线技术领域，特别涉及一种搭载在无人机的电力巡线设备，将激光扫描仪和多光谱相机进行集成，加入了定位定姿系统，同步控制器利用定位定姿系统提供的精确时间提供时间基准并与激光扫描仪、多光谱相机、嵌入式计算机系统之间通讯连接，实现数据采集操作的时间一致性，从而达到点云数据、多光谱影像和空间位置姿态这三项数据在统一的时间基准下的对应关系，最后通过无人机这个搭载平台进行电力巡线达到三维建模、植被管理的目的。

技术领域

本实用新型涉及电力巡线技术领域，特别涉及一种搭载在无人机的电力巡线设备。

背景技术

当前无人机电力巡线技术多采用的是搭载激光雷达扫描仪来采集、处理电力沿线的激光点云数据，从而实现电力沿线的真实的三维建模，恢复出电力线的沿线地表形态、地表建筑物、杆塔等的三维模型。但是对于沿线的植被信息缺乏具体的分析，无法对之后沿线植被生长可能造成的电力线损坏的情况做出预测。因此我们按照实际情况设计了一种多光谱和激光扫描仪结合的电力巡线无人机集成方案。

实用新型内容

本实用新型为解决上述存在的技术缺陷，提供一种搭载在无人机的电力巡线设备，通过同步的点云、影像、GPS这三类信息，结合标定好的仪器参数，就可以在全面快速的得出电力沿线三维模型的同时，又便于识别植被类型、预测其生长态势，较好的进行植被管理工作。

本实用新型的技术方案是；一种搭载在无人机的电力巡线设备，包括无人机及搭载在所述无人机底部的电力巡线设备，所述无人机的底部设有基座、连接柱，所述电力巡线设备通过螺栓固定在所述基座，所述电力巡线设备通过连接柱内置的导线与无人机自带的控制板电连接，所述电力巡线设备设有防护壳，所述防护壳的侧面设有激光扫描仪进行点云数据的采集，在所述防护壳的外侧底部搭载多光谱相机采集多光谱影像，在所述防护壳内部设有控制系统，所述控制系统包括定位定姿系统、嵌入式计算机系统、同步控制器，所述嵌入式计算机系统通过所述同步控制器将所述激光扫描仪、多光谱相机、定位定姿系统连接起来，所述嵌入式计算机系统设有无线通讯模块与外部控制信号进行无线通讯。

定位定姿系统由GPS、IMU及后处理解算软件构成，为系统核心设备，用于获取电力巡线设备在每一瞬间的空间位置与姿态以及精确的GPS时间。

激光扫描仪是一套集成化的高精度、高速旋转测量单元，为核心设备，决定了点云数据的精度和点云数据品质。

多光谱相机，为设备采集精确的多波段光谱数据，决定了全景数据品质。

同步控制器为一套高精度的授时、守时、同步和控制集成电路，为控制系统的核心设备，控制和同步各个设备协调运行。同步控制器的使用让点云数据、多光谱影像和GPS数据都能与时间相关联，达到了互相对应的效果，其采用TTL触发机制实时的记录每个单位时间采集的数据，因此就可以将点云数据、多光谱影像和GPS数据一一对应起来，便于后期嵌入式计算机系统对数据进行处理和存储。

电力巡线设备被固定在无人机的基座上，并通过系统标定建立其严格的几何关系，同时采用嵌入式计算机系统的时钟和无人机自带的GPS作为时间基准，通过同步控制器保证电力巡线设备与无人机的运动和姿态同步进行。当无人机以一定速度按规划路线飞行采集时，定位定姿系统通过接线柱的导线接收无人机的GPS信息，其设有的 IMU同时观测并记录电力巡线设备的位置和姿态数据，然后通过卡尔曼滤波将位置与姿态数据进行融合以确定整个电力巡线设备的方位，同时嵌入式计算机系统通过同步控制器使激光扫描仪和多光谱相机以一定采样频率开始扫描和拍照，嵌入式计算机系统通过同步控制器触发脉冲来实现数据的同步采集。

优选地，定位定姿系统采用SPAN-IGM-A1一体式惯性组合导航系统。SPAN-IGM-A1是一款基于紧耦合技术的一体式惯性组合导航系统，内置了OEM615 板卡和 MEMS IMU，通过内置的微处理器，能够以最高 200Hz 的频率，输出实时的高精度三维位置、速度、姿态信息,也是目前 NovAtel 产品中体积最小、重量最轻的组合导航产品。