【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电网驱鸟设备，具体涉及一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置。
技术介绍
1、输电线路分布广泛、密集，当输电线路穿越林木茂盛处和鸟类资源丰富的地区时，鸟类的一系列活动就可能造成输电线路短时跳闸故障，影响到供电系统的稳定性，更为严重的有可能影响到输电线路的安全运行；鸟类活动愈加频繁，由鸟类的一系列活动引发的输电线路跳闸事件也在与日俱增，鸟类生活活动中造成的输电线路跳闸次数已经超过总故障次数的10％，现在普遍认为鸟类的活动会严重影响输电线路运行的安全与稳定，鸟类活动已经成为继雷击与外力破坏的第三大输电线路故障原因；目前的防鸟装置存在以下问题：大型鸟类容易使防鸟刺类型的装置变形并会依托其筑巢，从而使驱鸟器形同虚设，达不到驱鸟的目的；另外根据以往的涉鸟故障跳闸报告显示，防鸟装置的老化、安装不标准、操作不规范以及防鸟装置的材质强度没有达到标准会直接影响到防治鸟害的稳定性，这些因素也是造成防鸟装置失效的主要原因；因此，提供一种利用自主巡航实现全实时、全空域驱鸟、有效提高驱鸟效率、驱鸟成功率高、驱鸟效果好的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置是非常有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种利用自主巡航实现全实时、全空域驱鸟、有效提高驱鸟效率、驱鸟成功率高、驱鸟效果好的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置。
2、本专利技术的目的是这样实现的：一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，它包括安装在无人机上的机载激光驱鸟设备，
3、所述的供电单元分别与扫描单元、综合控制单元连接，所述的综合控制单元分别与拍摄单元、激光发射单元、感应单元、无线通讯单元以及远程控制单元连接。
4、所述的感应单元、拍摄单元、激光发射单元、无线通讯单元、综合控制单元均集成在扫描单元上。
5、所述的供电单元由锂电池和共用电源电路组成，当机载激光驱鸟设备挂载在无人机上时，所述的供电单元通过共用电源电路控制无人机电源向机载激光驱鸟设备的供电；当无人机电源供电不足时，所述的供电单元通过切换至内部电源锂电池为设备供电。
6、所述的拍摄单元选用自动控制日夜型光学红外摄像头，满足全天候拍摄需求；所述的激光发射单元选用激光波长532nm、光斑直径不小于18mm的绿色激光发射器。
7、所述的扫描单元上还集成有自适应光控单元，所述的自适应光控单元用于感应环境光照度，将光信号转换成电信号，经放大处理生成激光器模拟调制信号，用以调节所述的激光发射单元激光输出功率，实现激光器发射功率自适应控制。
8、所述的机载激光驱鸟设备采用基于sigmoid函数三维多点巡航算法提前根据线路特征，规划好自主巡航路线，实现全实时、全空域的驱鸟，具体包括一下步骤：
9、步骤1：无人机自主巡航轨迹规划；
10、步骤2：基于sigmoid函数的轨迹规划算法：将sigmoid函数曲线用于于电网驱鸟巡线的轨迹规划。
11、所述的步骤1中无人机自主巡航轨迹规划具体为：无人机轨迹规划的两个重要约束条件是路径的可飞行性和安全性，在无障碍威胁且满足过载和环境约束条件下，无人机的飞行约束主要是自身性能的约束，主要包括：四旋翼无人机运动时最大加速度±amax(ms-2)、最大速度vmax(ms-1)、最大飞行高度hmax(m)、最大飞行时间tmax(s)和最大航程lmax(m)；对多点轨迹规划问题的描述可以用如下数学式表示：其中，n为系列路径点的个数；psi为系列起始点；pfi为系列终止点；π代表约束条件；ri(q)代表轨迹规划生产的路径；(x,y,z)代表飞行器所在的位置或航路点；(ψ,θ)分别代表飞行器的偏航角和俯仰角。
12、所述的步骤2中的基于sigmoid函数的轨迹规划算法具体为：sigmoid函数的表达式为：s0(t)＝1/1+e-t，sigmoid函数无限可导，其一至三阶的导函数，表达式为：在此考虑对sigmoid函数进行修正后的一般形式为：其中，a为陡度参数；k为纵向比例增益；d为纵向平移量，t为水平偏移量。
13、本专利技术的有益效果：本专利技术为一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，基于无人机的全时空智能激光驱鸟技术，利用无人机自主巡航，通过机载激光驱鸟设备可以有效提高驱鸟的效率，达到较高成功率；在使用中，本专利技术根据鸟类的习性的特征，采用了激光驱鸟的方式，该方式采用波长为532nm的绿色激光对鸟类驱赶，鸟类对532nm的绿色激光有很强烈的生理应激反应，该应激反应不会随着反应的次数增加进而反应减退，从而实现532nm绿色激光对鸟类的驱赶的有效性，大大提高驱鸟效果；本专利技术利用无人机自主巡航技术，提前根据线路特征，规划好自主巡航路线，可实现全实时、全空域的驱鸟功能，克服了安装不标准、操作不规范的影响，同时也可以达到7*24的在线工作，提高了驱鸟的效率和成功率；本专利技术具有利用自主巡航实现全实时、全空域驱鸟、有效提高驱鸟效率、驱鸟成功率高、驱鸟效果好的优点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，它包括安装在无人机上的机载激光驱鸟设备，其特征在于：所述的机载激光驱鸟设备包括电源、驱鸟监控装置以及后台设备，所述的电源包括供电单元；所述的驱鸟监控装置包括扫描单元、感应单元、拍摄单元、激光发射单元、无线通讯单元、综合控制单元；所述的后台设备包括远程控制单元；所述的扫描单元用于执行综合控制单元或远程控制单元的指令，实现激光束俯仰、方位扫描；所述的感应单元用于发现扫描范围内活动的鸟类；所述的无线通讯单元用于所述的综合控制单元发射或接收信号；所述的综合控制单元用于采集其他各单元状态信息，并根据所述的远程控制单元的指令控制各单元协调工作；所述的远程控制单元通过串口或网络接口完成扫描单元、拍摄单元、激光发射单元的控制。
2.如权利要求1所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的供电单元分别与扫描单元、综合控制单元连接，所述的综合控制单元分别与拍摄单元、激光发射单元、感应单元、无线通讯单元以及远程控制单元连接。
3.如权利要求2所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的感应
4.如权利要求2所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的供电单元由锂电池和共用电源电路组成，当机载激光驱鸟设备挂载在无人机上时，所述的供电单元通过共用电源电路控制无人机电源向机载激光驱鸟设备的供电；当无人机电源供电不足时，所述的供电单元通过切换至内部电源锂电池为设备供电。
5.如权利要求3所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的拍摄单元选用自动控制日夜型光学红外摄像头，满足全天候拍摄需求；所述的激光发射单元选用激光波长532nm、光斑直径不小于18mm的绿色激光发射器。
6.如权利要求3所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的扫描单元上还集成有自适应光控单元，所述的自适应光控单元用于感应环境光照度，将光信号转换成电信号，经放大处理生成激光器模拟调制信号，用以调节所述的激光发射单元激光输出功率，实现激光器发射功率自适应控制。
7.如权利要求1所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的机载激光驱鸟设备采用基于sigmoid函数三维多点巡航算法提前根据线路特征，规划好自主巡航路线，实现全实时、全空域的驱鸟，具体包括一下步骤：
8.如权利要求7所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的步骤1中无人机自主巡航轨迹规划具体为：无人机轨迹规划的两个重要约束条件是路径的可飞行性和安全性，在无障碍威胁且满足过载和环境约束条件下，无人机的飞行约束主要是自身性能的约束，主要包括：四旋翼无人机运动时最大加速度±amax(ms-2)、最大速度vmax(ms-1)、最大飞行高度Hmax(m)、最大飞行时间Tmax(s)和最大航程Lmax(m)；对多点轨迹规划问题的描述可以用如下数学式表示：其中，N为系列路径点的个数；Psi为系列起始点；Pfi为系列终止点；Π代表约束条件；ri(q)代表轨迹规划生产的路径；(x,y,z)代表飞行器所在的位置或航路点；(ψ,θ)分别代表飞行器的偏航角和俯仰角。
9.如权利要求7所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的步骤2中的基于sigmoid函数的轨迹规划算法具体为：sigmoid函数的表达式为：S0(t)＝1/1+e-t，sigmoid函数无限可导，其一至三阶的导函数，表达式为：在此考虑对sigmoid函数进行修正后的一般形式为：其中，a为陡度参数；K为纵向比例增益；d为纵向平移量，t为水平偏移量。
...【技术特征摘要】
1.一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，它包括安装在无人机上的机载激光驱鸟设备，其特征在于：所述的机载激光驱鸟设备包括电源、驱鸟监控装置以及后台设备，所述的电源包括供电单元；所述的驱鸟监控装置包括扫描单元、感应单元、拍摄单元、激光发射单元、无线通讯单元、综合控制单元；所述的后台设备包括远程控制单元；所述的扫描单元用于执行综合控制单元或远程控制单元的指令，实现激光束俯仰、方位扫描；所述的感应单元用于发现扫描范围内活动的鸟类；所述的无线通讯单元用于所述的综合控制单元发射或接收信号；所述的综合控制单元用于采集其他各单元状态信息，并根据所述的远程控制单元的指令控制各单元协调工作；所述的远程控制单元通过串口或网络接口完成扫描单元、拍摄单元、激光发射单元的控制。
2.如权利要求1所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的供电单元分别与扫描单元、综合控制单元连接，所述的综合控制单元分别与拍摄单元、激光发射单元、感应单元、无线通讯单元以及远程控制单元连接。
3.如权利要求2所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的感应单元、拍摄单元、激光发射单元、无线通讯单元、综合控制单元均集成在扫描单元上。
4.如权利要求2所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的供电单元由锂电池和共用电源电路组成，当机载激光驱鸟设备挂载在无人机上时，所述的供电单元通过共用电源电路控制无人机电源向机载激光驱鸟设备的供电；当无人机电源供电不足时，所述的供电单元通过切换至内部电源锂电池为设备供电。
5.如权利要求3所述的一种基于无人机自主巡航的机载激光驱鸟装置，其特征在于：所述的拍摄单元选用自动控制日夜型光学红外摄像头，满足全天候拍摄需求；所述的激光发射单元选用激光波长532nm、光斑直径不小于18mm的绿色激光发射...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊明，李天杰，赵鹤熙，刘东，刘杰，李俊洋，刘璐，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司社旗县供电公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。