無人機電力線路巡檢的協同控制方法技術

本發明專利技術公開了一種無人機電力線路巡檢的協同控制方法，包括：地面測控計算機向無人機發送控制指令；主控程序接收控制指令并進行解碼；如果為傳感器操作指令，則主控程序將傳感器操作指令轉發至傳感器控制程序；傳感器控制程序對傳感器操作指令進行解碼，并執行傳感器操作指令；執行完成之后，傳感器控制程序返回操作狀態信息至主控程序；主控程序向地面測控計算機發送操作狀態信息。本發明專利技術實現了無人機電力線路巡檢時各個機載傳感器的控制程序與主控程序之間，以及主控程序與地面控制程序之間的集成與通訊。本發明專利技術可以協調多傳感器任務的執行和狀態監控，用于電力部門輸電線路安全巡檢的數據采集，大大提高輸電線巡檢效率。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種，包括：地面測控計算機向無人機發送控制指令；主控程序接收控制指令并進行解碼；如果為傳感器操作指令，則主控程序將傳感器操作指令轉發至傳感器控制程序；傳感器控制程序對傳感器操作指令進行解碼，并執行傳感器操作指令；執行完成之后，傳感器控制程序返回操作狀態信息至主控程序；主控程序向地面測控計算機發送操作狀態信息。本專利技術實現了無人機電力線路巡檢時各個機載傳感器的控制程序與主控程序之間，以及主控程序與地面控制程序之間的集成與通訊。本專利技術可以協調多傳感器任務的執行和狀態監控，用于電力部門輸電線路安全巡檢的數據采集，大大提高輸電線巡檢效率?！緦＠f明】
本專利技術涉及無人機電力線路巡檢
，尤其涉及一種。
技術介紹
電網現行高壓輸電線路運維模式和巡檢方式，主要通過維護人員依靠地面交通工具或徒步行走、利用手持儀器或肉眼來巡查設施處理缺陷，已不能適應現代化電網的發展和安全運行需要，超、特高壓電網急需安全、先進、科學、高效的電力巡檢方式。近年來，電網公司逐漸采取以無人機為搭載平臺，裝載傳感器終端對輸電線路設備及走廊環境進行高空俯視巡檢，可部分代替人工巡線，顯著降低人員勞動強度。目前無人機通常搭載包括穩定平臺、定位定姿系統、激光掃描儀、紅外熱像儀、紫外成像儀、視頻錄像儀、可見光相機等在內的部分或者全部設備和傳感器開展巡檢工作。但是由于缺乏系統整體設計，各種設備和傳感器間的同步以及工作模式復雜，使得無人機上裝載的各種傳感器之間多數情況下缺乏聯系，數據的傳輸及處理也相互獨立，無法發揮出多傳感器同步巡檢的多源數據比對優勢與準確性。因此，為保證無人機巡檢作業計劃安全、有序、高效的開展，完成對設定區域和線路的目標實施不同類型的遙感飛行任務，完成數據獲取，需要針對后期數據處理的需求，提高無人機系統運行的整體協調性、可靠性及安全性。
技術實現思路
基于此，本專利技術提供了一種。一種，包括以下步驟:地面測控計算機通過無線通信鏈路向無人機發送控制指令；無人機上機載控制計算機內的主控程序接收所述控制指令并進行解碼；如果接收的所述控制指令為傳感器操作指令，則所述主控程序將所述傳感器操作指令轉發至機載控制計算機內相應的傳感器控制程序；所述傳感器控制程序對轉發而來的所述傳感器操作指令進行解碼，并調用相應的傳感器操作函數執行所述傳感器操作指令；所述傳感器操作指令執行完成之后，所述傳感器控制程序返回相應的操作狀態信息至所述主控程序；所述主控程序通過無線通信鏈路向地面測控計算機發送所述操作狀態信息。與一般技術相比，本專利技術，實現了無人機電力線路巡檢時各個機載傳感器的控制程序與主控程序之間，以及主控程序與地面控制程序之間的集成與通訊。本專利技術可以對穩定平臺、定位定姿系統、三維激光掃描儀、紅外成像儀、紫外成像儀、視頻錄像儀、可見光相機、超聲波傳感器等進行同步控制并協調多傳感器任務的執行和狀態監控。用于電力部門輸電線路安全巡檢的數據采集，實現一次飛行同步獲取激光點云、紅外視頻、紫外視頻、光學相片、可見光視頻、位置姿態等數據，大大提高輸電線巡檢效率?！緦＠綀D】【附圖說明】圖1為本專利技術的流程示意圖；圖2為沿線飛行穩定平臺、載荷控制和目標空間關系圖；圖3為外側轉彎短焦相機拍攝桿塔狀態示意圖；圖4為外側轉彎長焦相機拍攝塔后側姿態示意圖；圖5為外側轉彎長焦相機拍攝塔中部姿態示意圖；圖6為外側轉彎長焦相機拍攝塔前側姿態示意圖；圖7為輸電線路轉角大于90°時，內側轉彎飛行穩定平臺、載荷控制和目標空間關系圖；圖8為輸電線路轉角小于90°時，內側轉彎飛行穩定平臺、載荷控制和目標空間關系圖。【具體實施方式】為更進一步闡述本專利技術所采取的技術手段及取得的效果，下面結合附圖及較佳實施例，對本專利技術的技術方案，進行清楚和完整的描述。請參閱圖1，為本專利技術的流程示意圖。本專利技術，包括以下步驟:SlOl地面測控計算機通過無線通信鏈路向無人機發送控制指令；S102無人機上機載控制計算機內的主控程序接收所述控制指令并進行解碼；S103如果接收的所述控制指令為傳感器操作指令，則所述主控程序將所述傳感器操作指令轉發至機載控制計算機內相應的傳感器控制程序；S104所述傳感器控制程序對轉發而來的所述傳感器操作指令進行解碼，并調用相應的傳感器操作函數執行所述傳感器操作指令；S105所述傳感器操作指令執行完成之后，所述傳感器控制程序返回相應的操作狀態信息至所述主控程序；S106所述主控程序通過無線通信鏈路向地面測控計算機發送所述操作狀態信息。地面測控計算機通過串口操作向無線通信鏈路發送控制指令；作為其中一個實施例，在無人機上機載控制計算機內的主控程序接收所述控制指令并進行解碼之后，機載控制計算機主控程序通過串口接收無線通信鏈路發送過來的控制指令并進行解碼，判斷指令類型，如果是系統操作指令，則調用操作系統功能實現文件傳輸、加載執行任務、切換任務模式、關閉或重啟系統等功能，執行所述控制指令；如果是傳感器操作指令，則由主控程序對包頭進行甄別，確定指令對應的傳感器類型和執行模式，根據執行任務是手動還是自動模式調用相應控制流程，所述主控程序將該控制指令通過網絡接口以UDP (User Datagram Protocol,用戶數據包協議)包形式轉發至機載控制計算機內相應的傳感器控制程序。上述做法有利于對無人機在電力線路巡檢時進行協同控制，無論是從地面向無人機發送系統操作指令還是傳感器操作指令，無人機都能夠進行對應處理，保證了無人機平臺的穩定運行。作為其中一個實施例，確定所述控制指令對應的傳感器類型和執行模式之后，如果所述控制指令的執行模式為手動模式，則所述主控程序直接將所述控制指令轉發至相應的傳感器控制程序。手動模式下，主控程序直接將命令轉發相應的傳感器控制程序；各傳感器控制程序對轉發過來的指令進行解碼，形成命令和參數，調用對應的傳感器操作函數進行控制。手動模式支持的主要任務傳感器命令包括:1)三維激光掃描儀:連接、開始掃描、停止掃描、斷開連接、參數配置；2)可見光相機(包括長焦相機、短焦相機):連接、拍照、斷開連接；3)紅外熱像儀:連接、開始錄像、停止錄像、斷開連接、增益加、增益減、焦距調近、焦距調遠；4)紫外成像儀:連接、開始錄像、停止錄像、斷開連接、增益加、增益減、視場放大、視場縮??；5)定位定姿系統(P0S):連接、開始反饋坐標及姿態、停止反饋坐標及姿態、斷開連接。6)穩定平臺:連接、相對姿態調整、絕對姿態調整、鎖定、復位、斷開連接。作為其中一個實施例，確定所述控制指令對應的傳感器類型和執行模式之后，如果所述控制指令的執行模式為自動模式，則所述主控程序根據當前地理位置和載荷姿態判斷是否滿足執行所述控制指令的條件；如果滿足，則所述主控程序將所述控制指令轉發至相應的傳感器控制程序；如果不滿足，則進行等待直至當前地理位置和載荷姿態滿足執行所述控制指令的條件。自動模式下，主控程序首先通過P0S(Position and Orientation System,定位定向系統)系統獲得的機載傳感器搭載穩定平臺(下簡稱穩定平臺)當前地理位置和載荷姿態判斷是否滿足傳感器執行命令的條件。如果滿足，則將命令轉發相應的傳感器控制程序；各傳感器控制程序對轉發過來的指令進行解碼，形成命令和參數，調用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無人機電力線路巡檢的協同控制方法，其特征在于，包括以下步驟：地面測控計算機通過無線通信鏈路向無人機發送控制指令；無人機上機載控制計算機內的主控程序接收所述控制指令并進行解碼；如果接收的所述控制指令為傳感器操作指令，則所述主控程序將所述傳感器操作指令轉發至機載控制計算機內相應的傳感器控制程序；所述傳感器控制程序對轉發而來的所述傳感器操作指令進行解碼，并調用相應的傳感器操作函數執行所述傳感器操作指令；所述傳感器操作指令執行完成之后，所述傳感器控制程序返回相應的操作狀態信息至所述主控程序；所述主控程序通過無線通信鏈路向地面測控計算機發送所述操作狀態信息。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉正軍，王柯，左志權，彭向陽，謝小偉，麥曉明，蔡艷輝，王銳，毛先胤，
申請(專利權)人：中國測繪科學研究院， 廣東電網公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11