电力巡线设备及系统.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103675609 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103675609 A (21)申请号 201410001399.5 (22)申请日 2014.01.02 G01R 31/08(2006.01) H02G 1/02(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 国网浙江省电力公司 国网浙江省电力公司温州供电公司 (72)发明人 吴哲 杨建华 赵深 叶清泉 梅照赛 曾璧环 朱民 汪滔 林洲游 吴德智 蔡起要 戴桂林 方慧琳 郭子黎 曹国飞 沈国欣 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权

2、代理有限 公司 11227 代理人 王宝筠 (54) 发明名称 电力巡线设备及系统 (57) 摘要 本发明公开了一种电力巡线设备， 包括 ： 无人 机及设置于所述无人机上的监测装置 ； 所述监测 装置包括 ： 输电线路数据获取单元、 定位导航单 元、 第一通信单元和控制器。 本发明公开的电力巡 线设备， 通过定位导航单元对无人机进行定位， 使 所述无人机沿输电线路飞行， 设置在所述无人机 上的输电线路数据获取单元获取输电线路监测数 据， 并通过第一通信单元将获取的输电线路监测 数据传送至地面监控装置， 实现了对输电线路的 巡检。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图

3、 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103675609 A CN 103675609 A 1/1 页 2 1. 一种电力巡线设备， 其特征在于， 包括 ： 无人机及设置于所述无人机上的监测装置 ； 所述监测装置包括 ： 输电线路数据获取单元、 定位导航单元、 第一通信单元和控制器 ； 其中 ： 所述输电线路数据获取单元， 用于获取输电线路监测数据并将所述输电线路监测数据 传输给所述控制器 ； 所述定位导航单元， 用于对所述无人机进行定位导航 ； 所述第一通信单元， 用于与地面监控装置建立通信连接，

4、 并将所述控制器中的所述输 电线路监测数据传送至所述地面监控装置 ； 所述控制器， 分别与所述输电线路数据获取单元、 定位导航单元及第一通信单元进行 数据指令交互， 用于对所述输电线路数据获取单元、 定位导航单元及第一通信单元进行控 制 ； 所述输电线路数据获取单元、 定位导航单元和第一通信单元均与所述控制器相连接。 2. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 所述输电线路数据获取单元包括 ： 激光扫 描仪、 航摄像机、 红外热像仪及图像传感器中的一种或任意几种的组合。 3. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 所述定位导航单元包括 ： 获取无人机姿态信息的测量仪及获取无人机

5、定位信息的导航仪 ； 所述测量仪及所述导 航仪均与所述控制器相连接。 4. 根据权利要求 3 所述的设备， 其特征在于， 所述导航仪为 GPS 导航仪或北斗导航仪。 5. 根据权利要求 3 所述的设备， 其特征在于， 所述测量仪为惯性测量仪。 6. 一种电力巡线系统， 其特征在于， 包括 ： 地面监控装置及权利要求 1 5 任意一项所述的电力巡线设备 ； 所述地面监控装置， 与所述电力巡线设备相连接， 用于接收所述电力巡线设备发送的 输电线路监测数据。 7. 根据权利要求 6 所述的系统， 其特征在于， 所述地面监控装置包括 ： 监控单元、 第二通信单元及显示单元 ； 所述第二通信单元， 用于

6、接收所述电力巡线设备发送的输电线路监测数据并将所述输 电线路监测数据传输给所述监控单元 ； 所述监控单元， 用于对接收到的所述输电线路监测数据进行分析处理， 并将所述输电 线路监测数据及分析处理结果在所述显示单元中进行显示。 8. 根据权利要求 6 所述的系统， 其特征在于， 所述地面监控装置还包括 ： 遥控单元 ； 所述遥控单元， 用于输入无人机飞行遥控指令， 并将所述遥控指令传输给监控单元， 触 发所述监控单元通过所述第二通信单元将所述遥控指令发送给所述电力巡线设备。 权 利 要 求 书 CN 103675609 A 2 1/5 页 3 电力巡线设备及系统 技术领域 0001 本发明涉及电

7、力巡线技术领域， 特别涉及一种电力巡线设备及系统。 背景技术 0002 目前， 电力系统中， 为保障输电线路的正常稳定运行， 需要对输电线路进行定期巡 检。 0003 发明人经过多次的实践发现， 现有技术中， 还没有一种完善的电力巡检装置能够 有效的对输电线路进行巡检。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种电力巡检设备及系统， 能够有效的对输电线路进行巡 检。 0005 为解决上述技术问题， 本发明提供一种电力巡线设备， 包括 ： 0006 无人机及设置于所述无人机上的监测装置 ； 0007 所述监测装置包括 ： 0008 输电线路数据获取单元、 定位导航单元、 第一通信单元和控制器 ；

8、 0009 其中 ： 0010 所述输电线路数据获取单元， 用于获取输电线路监测数据并将所述输电线路监测 数据传输给所述控制器 ； 0011 所述定位导航单元， 用于对所述无人机进行定位导航 ； 0012 所述第一通信单元， 用于与地面监控装置建立通信连接， 并将所述控制器中的所 述输电线路监测数据传送至所述地面监控装置 ； 0013 所述控制器， 分别与所述输电线路数据获取单元、 定位导航单元及第一通信单元 进行数据指令交互， 用于对所述输电线路数据获取单元、 定位导航单元及第一通信单元进 行控制 ； 0014 所述输电线路数据获取单元、 定位导航单元和第一通信单元均与所述控制器相连 接。

9、0015 上述的设备， 优选的， 所述输电线路数据获取单元包括 ： 激光扫描仪、 航摄像机、 红 外热像仪及图像传感器中的一种或任意几种的组合。 0016 上述的设备， 优选的， 所述定位导航单元包括 ： 0017 获取无人机姿态信息的测量仪及获取无人机定位信息的导航仪 ； 所述测量仪及所 述导航仪均与所述控制器相连接。 0018 上述的设备， 优选的， 所述导航仪为 GPS 导航仪或北斗导航仪。 0019 上述的设备， 优选的， 所述测量仪为惯性测量仪。 0020 一种电力巡线系统， 包括 ： 0021 地面监控装置及电力巡线设备 ； 说 明 书 CN 103675609 A 3 2/5 页

10、 4 0022 所述地面监控装置， 与所述电力巡线设备相连接， 用于接收所述电力巡线设备发 送的输电线路监测数据。 0023 上述的系统， 优选的， 所述地面监控装置包括 ： 0024 监控单元、 第二通信单元及显示单元 ； 0025 所述第二通信单元， 用于接收所述电力巡线设备发送的输电线路监测数据并将所 述输电线路监测数据传输给所述监控单元 ； 0026 所述监控单元， 用于对接收到的所述输电线路监测数据进行分析处理， 并将所述 输电线路监测数据及分析处理结果在所述显示单元中进行显示。 0027 上述的系统， 优选的， 所述地面监控装置还包括 ： 0028 遥控单元 ； 0029 所述遥控

11、单元， 用于输入无人机飞行遥控指令， 并将所述遥控指令传输给监控单 元， 触发所述监控单元通过所述第二通信单元将所述遥控指令发送给所述电力巡线设备。 0030 本发明所提供的电力巡线设备， 通过定位导航单元对无人机进行定位， 使所述无 人机沿输电线路飞行， 设置在所述无人机上的输电线路数据获取单元获取输电线路监测数 据， 并通过第一通信单元将获取的输电线路监测数据传送至地面监控装置， 实现了对输电 线路的巡检。 本发明实施例的电力巡线装置， 利用无人机实现对输电线路的巡检， 提高了电 力巡线的巡检效率， 因此克服了相关技术中人工巡检线路， 巡检效率较低的技术问题。 附图说明 0031 为了更清

12、楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0032 图 1 为本发明一种电力巡线设备的结构示意图 ； 0033 图 2 为本发明一种电力巡线设备的结构示意图 ； 0034 图 3 为本发明一种电力巡线设备的一详细结构示意图。 具体实施方式 0035 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案， 下面结合附图和具体实施方式 对本发明作进一步的详细说明。 0036 请参考图

13、1， 图 1 为本发明一种电力巡线设备的结构示意图， 本发明提供的电力巡 线设备包括 ： 0037 无人机 101 及设置于所述无人机 101 上的监测装置 102 ； 0038 所述监测装置 102 包括 ： 0039 输电线路数据获取单元 103、 定位导航单元 104、 第一通信单元 105 和控制器 106 ； 0040 所述输电线路数据获取单元103、 定位导航单元104及第一通信单元105均与与控 制器 106 相连接。 0041 所述输电线路数据获取单元 103， 用于获取输电线路监测数据并将所述输电线路 监测数据传输给所述控制器 106 ； 说 明 书 CN 103675609

14、 A 4 3/5 页 5 0042 所述定位导航单元 104， 用于对所述无人机进行定位导航 ； 0043 所述第一通信单元 105， 用于与地面监控装置建立通信连接， 并将所述控制器 106 中的所述输电线路监测数据传送至所述地面监控装置 ； 0044 所述控制器 106， 分别与所述输电线路数据获取单元 103、 定位导航单元 104 及第 一通信单元 105 进行数据指令交互， 用于对所述输电线路数据获取单元 103、 定位导航单元 104 及第一通信单元 105 进行控制 ； 0045 所述控制器 106 发送定位导航指令至所述定位导航单元 104， 通过所述定位导航 单元 104 控

15、制无人机沿输电线路飞行， 并控制所述输电线路数据获取单元 103 获取输电线 路监测数据， 当接收到输电线路数据获取单元 103 获取的输电线路监测数据后， 将所述输 电线路监测数据通过第一通信单元 105 传送至地面监控装置。 0046 本发明实施例的电力巡线设备， 在无人机 101 上搭载监测装置 102， 在无人机 101 飞行过程中， 通过监测装置 102 能够获取输电线路监测数据并能够将获取的输电线路监测 数据传输到地面监控装置处， 以在地面实现对输电线路的监测。本发明实施例的电力巡线 设备， 利用无人机 101 实现对输电线路的巡检， 提高电力巡线的巡检效率， 因此克服了相关 技术

16、中人工巡检线路， 巡检效率较低的技术问题。 0047 具体地， 监测装置 102 中的输电线路数据获取单元 103 获取的输电线路监测数据 可以为拍摄的输电线路监测图像， 也可以为激光扫描得到的线路距离数据， 因此可以根据 需获取的输电线路数据的类型对输电线路数据获取单元 103 进行设置， 例如， 监测装置 102 中的输电线路数据获取单元 103 可以包括 ： 激光扫描仪、 航摄相机、 红外热像仪及图像传感 器中的一种或多种， 在监测装置 102 中设置激光扫描仪、 航摄相机、 红外热像仪及图像传感 器中的一种或多种能够实现采用多种方式获取输电线路的输电线路监测数据。 0048 进一步地，

17、 定位导航单元 104 包括用于获取无人机 101 姿态信息的测量仪及用于 获取无人机 101 定位信息的导航仪 ； 测量仪及导航仪均与控制器 106 连接。在定位导航单 元 104 中通过测量仪能够获取无人机 101 的飞行姿态， 通过导航仪能够获取无人机 101 的 定位信息， 测量仪及导航仪将其分别获取的姿态信息及定位信息均传输给监测装置 102 的 控制器106， 控制器106对获取的姿态信息及定位信息处理后通过第一通信单元105传输给 地面监控装置， 地面监控装置通过获取的无人机 101 的姿态信息及定位信息实现对无人机 101 的远程监控。 0049 优选地， 监测装置 102 中

18、的导航仪可以为 GPS 导航仪也可以为北斗导航仪， 通过 GPS 导航仪及北斗导航仪能够实现无人机 101 的定位导航， 尤其当采用北斗导航仪时能够 提高无人机 101 监控范围， 实现无人机 101 的广域监测。 0050 优选地， 监测装置 102 中的测量仪为惯性测量仪， 具体地， 在惯性测量仪中包括三 个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪， 加速度计能够检测无人机 101 在载体坐标系统中 的加速度信号， 陀螺仪能够检测无人机 101 相对于导航坐标系的角速度信号， 测量无人机 101 在三维空间中的角速度和加速度， 因此通过惯性测量仪能够解算出无人机 101 的姿态。 0051 本发明

19、实施例还提供一种电力巡线系统， 其结构示意图如图 2 所示， 包括 ： 地面监 控装置 202 及电力巡线设备 201 ； 0052 所述电力巡线设备 201 的结构与如图 1 所示电力巡线设备的结构一致， 此处不再 赘述。 说 明 书 CN 103675609 A 5 4/5 页 6 0053 所述地面监控装置 202， 与所述电力巡线设备 201 相连接， 用于接收所述电力巡线 设备 201 发送的输电线路监测数据。 0054 图 3 示出了， 本发明实施例提供的电力巡线系统的一详细结构示意图， 所述地面 监控装置 202 包括 ： 0055 监控单元 203、 第二通信单元 204 及显

20、示单元 205 ； 0056 所述第二通信单元 204， 用于接收所述电力巡线设备 201 发送的输电线路监测数 据并将所述输电线路监测数据传输给所述监控单元 203 ； 0057 所述监控单元 203， 用于对接收到的所述输电线路监测数据进行分析处理， 并将所 述输电线路监测数据及分析处理结果在所述显示单元 205 中进行显示。 0058 优选的， 所述地面监控装置 202 还包括 ： 0059 遥控单元 206 ； 0060 所述遥控单元 206， 用于输入无人机飞行遥控指令， 并将所述遥控指令传输给监控 单元203， 触发所述监控单元203通过所述第二通信单元204将所述遥控指令发送给所

21、述电 力巡线设备 201。 0061 本发明实施例中， 所述地面监控装置 202 与电力巡线设备 201 无线连接。 0062 该电力巡线系统中， 通过地面监控装置 202 能够接收电力巡线设备 201 中的监测 装置发送的输电线路监测数据， 且地面监控装置 202 能够对接收到的输电线路监测数据进 行分析处理， 从而实现对输电线路的检测。 0063 本发明实施例中， 电力巡线设备的无人机包括机身、 旋翼及起落架， 通过地面监控 装置的远程遥控能够实现无人机的飞行及降落等操作。 0064 本发明实施例的电力巡线设备中， 无人机与监测装置可以集成为一个整体， 包括 机械部分、 电子部分、 控制系

22、统部分以及通讯链路部分的连接 ； 0065 在本发明实施例的电力巡线系统中， 通过地面监控装置完成无人机飞行航线设 计、 飞行参数设计以及搭载于无人机上的监测装置的各个部件的技术参数设定。 0066 通过地面监控装置的操控， 无人机能够按预设航线实施自主起飞、 自主导航、 自动 完成各种传感器的数据获取， 并通过地面监控装置监控无人机及监测装置的整体运行情 况。 0067 本发明实施例的地面监控装置根据无人机上的监测装置回传的数据进行相关的 数据处理及分析报告， 从而实现对输电走廊中线塔设备层、 建筑、 植被、 地形基础等状况进 行诊断， 并依据诊断情况采取相应的防护和修补措施 ； 0068

23、本发明实施例中的电力巡线设备为一个完整的输电线路监测装置， 其包括了无人 机及监测装置两大部分 ； 0069 本发明实施例的电力巡线设备体积小、 重量轻， 整体只有 60 公斤重 （无人机重 35 公斤， 监测装置重 25 公斤） ， 用一台小型面包车可以完成包括技术人员及设备的运输， 便于 转场和快速反应。 0070 另外， 电力巡线设备具有高度智能化的设计， 使其操作简单， 且无人机起降条件 低， 因而实施程度高 ； 0071 使用本发明实施例的电力巡线设备使得电力巡线的野外作业量减少， 同时能够使 电力巡线监测到的相关信息更加全面， 且提高了获取的信息的精度好， 并提高了电力巡线 说 明

24、 书 CN 103675609 A 6 5/5 页 7 的效率。 0072 以上对本发明所提供的电力巡线设备及系统进行了详细介绍。 本文中应用了具体 个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明 的方法及其核心思想。 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原 理的前提下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本发明权利要 求的保护范围内。 说 明 书 CN 103675609 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103675609 A 8 2/2 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103675609 A 9