[发明专利]一种架空线路无人机验电方法及装置

权利要求书

1.一种架空线路无人机验电装置，包括无人机(1)、无人机遥控(2)，无人机(1)和无人机遥控(2)之间通过无人机飞控链路进行无线通信；其特征在于：所述无人机遥控(1)通过WIFI通信方式与手持app终端(3)进行数据交互，所述手持app终端(3)通过WIFI通信方式与PC系统(4)进行数据交互；

所述无人机(1)上安装验电器(5)，所述验电器包括电源模块(501)、电场测量模块(502)、激光测距模块(503)、温湿度传感器(504)、MCU(505)、URAT接口(506)，所述电源模块(501)采用XT30接口与无人机电源连接后为电场测量模块(502)、激光测距模块(503)、温湿度传感器(504)、MCU(505)供电，所述电场测量模块(502)、激光测距模块(503)、温湿度传感器(504)、URAT接口(506)分别与MCU(505)双向连接，所述URAT接口(506)与无人机的通信单元连接；其中，电源模块(501)、温湿度传感器(504)、MCU(505)及URAT接口(506)作为信号处理单元位于器件Ⅰ(51)中，电场测量模块(502)和激光测距模块(503)作为电场测量传感单元位于器件Ⅱ(52)中，所述器件Ⅰ(51)安装于无人机(1)底部，所述器件Ⅰ(51)和器件Ⅱ(52)之间通过碳纤维管支撑杆(53)连接，所述碳纤维管支撑杆(53)位于无人机(1)的机头方向，所述器件Ⅱ(52)位于无人机(1)的旋翼范围外。

2.一种架空线路无人机验电方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、无人机摆放

将无人机摆放在离线路地面投影距离20～30m范围，机头方向与线路垂直；

(2)、定高

无人机起飞，由手持安卓app终端触发，飞机垂直上升至预先设置的高度并悬停；

(3)、机头定位

由手持app终端触发机头定位，无人机机头左右摆动12次并测距，通过机头定位算法确定机头方向；具体如下：

3.1、自动测距

3.1.1、无人机到达指定高度后，以此刻机头方向为中心，激光测距模块进行连续三次测距，即向左15°测距、向右10°测距、向右5°测距，同时记录距离值和航偏角；

3.1.2、以第一次机头方向为中心，激光测距模块再次进行连续三次测距，即向右15°测距、向左10°测距、向左5°测距，同时记录距离值和航偏角；

3.1.3、以第一次机头方向为中心，激光测距模块再次进行连续三次测距，即向左30°测距、向右25°测距、向右20°测距，同时记录距离值和航偏角；

3.1.4、以第一次机头方向为中心，激光测距模块再次进行连续三次测距，即向右30°测距、向左25°测距、向左20°测距，同时记录距离值和航偏角；

3.2、可靠数据选取

3.2.1、对超过激光角度-25°～+25°范围的数据进行过滤；

3.2.2、在12个距离值中选取距离差值最小的两个距离值，该两个距离值对应待测导线上的点Ⅰ和点Ⅱ；

3.3、机头方向定位

点Ⅰ在左、点Ⅱ在右，点Ⅰ在无人机的激光测距模块所在平面的投影点为点ⅰ、点Ⅱ在无人机的激光测距模块所在平面的投影点为点ⅱ，无人机的激光测距模块所在位置记为点O；则最终确定的无人机机头方向为：点O与直线ⅰⅱ的垂线Oo；

记：无人机上验电器的激光测距模块位置点O与待测导线上点Ⅰ的距离d₁，

无人机上验电器的激光测距模块位置点O与待测导线上点Ⅱ的距离d₂，

无人机上验电器的激光测距模块位置点O与点ⅰ的距离D₁，

无人机上验电器的激光测距模块位置点O与点ⅱ的距离D₂，

直线OⅠ和直线Oⅰ之间的夹角为α₁，

直线OⅡ和直线Oⅱ之间的夹角为α₂，

机头在点Ⅰ与点Ⅱ之间的转动夹角为A，

则：D₁＝d₁×cosα₁

D₂＝d₂×cosα₂

无人机机头方向与点ⅰ方向的夹角为B，

无人机机头方向与点ⅱ方向的夹角为C，

无人机机头方向确定分为以下三种情况：

当AB、AC，垂线Oo在三角形Oⅰⅱ中，B+C＝A，即无人机机头方向为：记录的点Ⅰ对应的航偏角基础上向右偏转B，或者，记录的点Ⅱ对应的航偏角基础上向左偏转C；

当BA，垂线Oo在三角形Oⅰⅱ右边，即无人机机头方向为：记录的点Ⅰ对应的航偏角基础上向右偏转B，或者，记录的点Ⅱ对应的航偏角基础上向右偏转C；

当CA，垂线Oo在三角形Oⅰⅱ左边，即无人机机头方向为：记录的点Ⅰ对应的航偏角基础上向左偏转B，或者，记录的点Ⅱ对应的航偏角基础上向左偏转C；

(4)、生成航线

获取了无人机机头方向，结合线路电压等级及飞行安全距离，以固定间距设置航点并生成航线；

(5)、由手持app终端触发航线模式，无人机按照生成的航线逐点飞行，在每一个航点悬停时，验电器完成温湿度、距离测量、电磁场信息采集，并发送至手持app终端生成曲线，在超过阈值时发出声光告警；

(6)、同一区域重复验电，手持app终端自动识别并推送航线，提醒作业人员是否使用历史航线作业，若使用历史航线，无人机起飞后切换为航线模式，无人机按照历史航线完成验电操作。