[发明专利]基于紫外光的巡线无人机防碰撞系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于紫外光的巡线无人机防碰撞系统，包括通过信道通信连接的信号发射端和信号接收端，所述信号发射端安装在杆塔顶部，位于每个横杆的端部，间隔设置；所述信号接收端安装在无人机底部，为半球形。本发明通过对杆塔与无人机之间的紫外光信号的实时检测、判断、确认和解码，同时通过公式的计算，使巡航路线的规划更为准确，并且也可以确定杆塔和无人机之间准确的距离。

技术领域

本发明属于无线通信技技术领域，涉及一种基于紫外光的巡线无人机防碰撞系统，还涉及应用该系统的巡线方法。

背景技术

随着科技的发展，无人机自主进行电力巡检的技术也日益成熟。无人机在不用操控的情况下，自主的沿待检线路飞行，获取线路，杆塔故障等信息；飞至指定地点，将数据送回。在整个过程中，对无人机的引导巡航的方式、防止无人机与线路铁塔发生碰撞的预警方法是非常重要的。目前对于无人机引导方法主要是GPS卫星定位技术：卫星可以通过用无线电的方式发现无人机的位置，而杆塔地理位置则提前录入，从而引导无人机的飞行，但是这样的做法有时会受到多种障碍物遮挡的影响，或在某些特殊天气情况下，信号的强度会受到影响，以至于无法完成导航。并且在巡线过程中难免会有特殊情况的发生，例如突发的强风等天气状况，这样就会对引导系统有较大挑战。

要实现无人机安全可靠地进行巡线，还需设计能在GPS无法引导无人机或者特殊情况下，还可以对无人机巡线进行引导和防碰撞预警的防碰撞预警以及辅助定位系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于紫外光的巡线无人机防碰撞系统及方法，通过紫外光通信确定无人机和杆塔间的位置，具有使得无人机在确保安全的前提下，更好地贴近杆塔飞行的特点。

本发明所采用的技术方案是，基于紫外光的巡线无人机防碰撞系统，包括通过信道通信连接的信号发射端和信号接收端，所述信号发射端安装在杆塔顶部，位于每个横杆的端部，间隔设置；所述信号接收端安装在无人机底部，为半球形。

信号发射端包括紫外光LED和MCU微控制器，所述紫外光LED和MCU微控制器通信连接，MCU微控制器控制紫外光LED发射信号，并由电源模块对紫外光LED和MCU微控制器进行供电。

信号接收端包括信号接收模块和信号处理模块；信号接收模块将信号传递信号处理模块处理后，由MCU微控制器控制无人机的动作模块调整位姿；电源模块分别对MCU微控制器、信号接收模块和动作模块进行供电。

本发明的特点还在于：

基于紫外光的巡线无人机防碰撞系统的巡线方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、分别将信号发射端和信号接收端安装在杆塔各横杆和无人机底部，开始巡线；

步骤2、信号发射端的MCU微控制器控制紫外光LED发射紫外光信号，信号接收端接收信号，并分析信号调整位姿；

步骤3、当前杆塔巡线完毕后，信号接收端接收下一位置的杆塔信号，并重复步骤2；

步骤4、无人机按指定路线飞行，直至巡线完成。

步骤1中每个信号发射端的紫外光LED信号机制为5s内的任意随机时间点闪烁1ms。

步骤步骤2具体为：

步骤2.1、信号接收端的信号接收模块对信号确认段进行判断，若信号确认段不符合则判断为干扰信号，若信号确认段符合则传递至信号处理模块；

步骤2.2、信号处理模块对信号进行解码，判断无人机与横杆间距离：

在直视时通信距离为：

非直视时通信距离为：