【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机，尤其涉及一种基于无人机视觉的智能除冰系统。
技术介绍
1、冰雪覆盖积压将导致支撑高压线的铁塔负重加大，可能引发导线过度拉伸、断裂，甚至电塔倒塌，严重可造成电力系统大范围停电。因此，及时清除高空线缆上的覆冰积雪十分重要。
2、目前，主要除冰方式为人工除冰，但危险性高且费时费力；也有一些通过挤压碎冰的方式除冰的设备，但此类装置结构复杂，作业效率较低，且操作不当易损伤输电线路。
3、如中国专利cn116039932b公开的一种无人机蒸汽除冰装置及除冰方法，通过蒸汽发生装置与无人机一体对输电线路上的冰进行除冰，虽然提升了除冰的可靠度，但是仍需要间断的补充水，并在高温水蒸气下对所述线路进行除冰，造成效率低下的缺陷。
4、另外，现有技术中还存在以下几种除冰方式以及对应的缺陷：
5、1.地面人工作业：其中，通过人工在地面上敲击输电杆或使用特制的长杆工具进行冰雪清除。这种方法效率低下，劳动强度大，且在恶劣天气条件下存在较大安全风险。
6、2.直升机吹雪法：其中，使用直升机悬挂的特制吹风设备吹除线路上的冰雪。虽然效率相对较高，但操作成本昂贵，并且在复杂地形或恶劣天气条件下存在安全隐患。
7、3.化学融雪剂：其中，在输电线路上喷洒化学融雪剂，以化学方式融化冰雪。这种方法可能对环境造成污染，且在风大或温度过低的条件下效果有限。
8、为了解决本领域普遍存在安全性低、成本高、效率低、灵活性差、环境污染风险大、智能程度低等等问题，作出了本专利技术。p>
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种基于无人机视觉的智能除冰系统。
2、为了克服现有技术的不足，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于无人机视觉的智能除冰系统，所述智能除冰系统包括服务器、以及无人机，所述智能除冰系统还包括无人机管控模块、视觉采集模块、绝缘棒除冰模块、延长绳收放模块，所述服务器分别与所述无人机、所述无人机管控模块、视觉采集模块、绝缘棒除冰模块、延长绳收放模块连接；
4、所述无人机管控模块对所述无人机的飞行路线和姿势进行管控，所述视觉采集模块采集输电线路上的覆冰图像数据，并根据采集得到的覆冰图像数据对所述输电线路的状态进行分析，所述延长绳收放模块装载在所述无人机上，且所述延长绳收放模块用于对所述绝缘棒除冰模块的位置进行调整，以使得所述绝缘棒除冰模块能撞击输电线路上的覆冰，所述绝缘棒除冰模块用于去除所述输电线路的覆冰；
5、其中，所述延长绳收放模块牵引所述绝缘棒除冰模块，使得所述绝缘棒除冰模块悬空与所述输电线路的覆冰位置平齐，并在所述无人机水平飞行下将所述绝缘棒除冰模块与所述输电线路上的覆冰位置撞击，以分离所述输电线路上的覆冰。
6、可选的，所述绝缘棒除冰模块包括除冰单元和连接单元，所述除冰单元用于与所述输电线路上的覆冰接触，所述连接单元供所述延长绳收放模块进行连接；
7、其中，所述除冰单元包括绝缘棒和配重件，所述绝缘棒用于与所述输电线路进行接触，以撞击所述输电线路上的覆冰，所述配重件设置在所述绝缘棒上，并对所述绝缘棒主体进行配重。
8、可选的，所述视觉采集模块包括视觉采集单元和分析单元，所述视觉采集单元采集所述输电线路上的覆冰图像数据，所述分析单元根据所述覆冰图像数据对所述输电线路的状态进行分析，以获得是否需要对所述输电线路上的覆冰进行处理的分析结果；
9、所述视觉采集单元包括视觉采集探头、以及数据存储器，所述数据存储器存储所述视觉采集探头采集得到的所述覆冰图像数据，所述视觉采集探头采集所述输电线路上的覆冰图像数据；
10、其中，所述视觉采集模块设置在所述无人机上，并跟随所述无人机的移动而移动。
11、可选的，所述分析单元获取所述视觉采集单元采集得到的覆冰图像数据并进行处理，所述处理包括边缘检测、区域分割和特征提取，并根据下式计算所述覆冰指数iicing：
12、iicing＝ln(1+e)·ln(1+t)；
13、式中，e为对预设时间间隔内的所述覆冰图像数据中的覆冰面积拓展率，t为对预设时间间隔内的所述覆冰图像数据中的纹理变化指标；所述纹理变化指标用于表征覆冰图像的纹理波动程度；
14、若所述覆冰指数iicing超过系统设定的处理阈值handle，发出预警提示，则触发所述延长绳收放模块和所述绝缘棒除冰模块对所述输电线路上的覆冰进行处理。
15、可选的，所述无人机管控模块包括姿态管控单元和姿态采集单元，所述姿态采集单元采集所述无人机的实时姿态，所述姿态管控单元根据所述姿态采集单元采集得到的实时姿态数据对所述无人机的姿势进行评估形成评估结果，并根据评估结果对所述无人机的姿态进行管控；
16、其中，所述姿态采集单元包括陀螺仪、加速度计、磁力计和气压计，所述陀螺仪测量无人机绕俯仰轴、滚转轴、偏航轴的角速度，所述加速度计测量无人机在姿态变化的三个空间维度上的加速度，所述磁力计用于检测地磁场的变化并为无人机提供方向参考，所述气压计测量周围的大气压力，帮助确定无人机的相对高度。
17、可选的，所述延长绳收放模块包括延长绳、登山扣、收放单元和缓冲单元，所述收放单元对所述延长绳进行收放，所述延长绳的一端与所述收放单元连接，所述延长绳的另一端通过所述登山扣与所述连接单元连接，以对所述除冰单元进行牵引，所述缓冲单元对所述延长绳的牵引进行缓冲，以缓解所述除冰单元惯性牵拉。
18、可选的，所述连接单元包括连接座、连接孔和限位构件，所述连接座设置在所述绝缘棒中，并对所述限位构件进行支撑，所述连接孔设置在所述连接座上并贯穿所述连接座，所述限位构件设置在所述连接座上，并限制所述绝缘棒的晃动。
19、可选的，所述绝缘棒包括主体棒和保护套，所述保护套嵌套在所述主体棒的外周，并沿着所述主体棒的长度方向延伸。
20、可选的，所述缓冲单元包括缓冲气囊、充气泵和电子泄气阀，所述充气泵对所述缓冲气囊进行充气，以使得所述缓冲气囊充气膨出，所述电子泄气阀设置在所述缓冲气囊的上，并与所述缓冲气囊的内壁连通；
21、其中，所述缓冲气囊设置为环形结构，并嵌套在所述延长绳的外周，以对所述延长绳牵拉进行缓冲。
22、可选的，所述保护套的材质包括橡胶和具有绝缘性的软材质。
23、本专利技术所取得的有益效果是：
24、1.通过无人机管控模块与绝缘棒除冰模块的相互配合，使得无人机在携带绝缘棒除冰模块撞击覆冰的过程中，保证无人机的飞控安全，使得整个系统具有安全性高、除冰灵活性强、没有环境污染的风险和成本低的优点。
25、2.通过绝缘棒除冰模块和延长绳收放模块的配合，使得输电线路上的覆冰处理效率，保证整个系统具有安全性高、灵活性强、效率高的优点；
26、3.通过缓冲气囊充气膨出减缓了延长绳的晃动，提升绝缘棒对输电线路的覆冰进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于无人机视觉的智能除冰系统，所述智能除冰系统包括服务器、以及无人机，其特征在于，所述智能除冰系统还包括无人机管控模块、视觉采集模块、绝缘棒除冰模块、延长绳收放模块，所述服务器分别与所述无人机、所述无人机管控模块、视觉采集模块、绝缘棒除冰模块、延长绳收放模块通信连接；
2.根据权利要求1所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述绝缘棒除冰模块包括除冰单元和连接单元，所述除冰单元用于与所述输电线路上的覆冰接触，所述连接单元用于与所述延长绳收放模块连接；
3.根据权利要求2所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述视觉采集模块包括视觉采集单元和分析单元，所述视觉采集单元采集所述输电线路上的覆冰图像数据，所述分析单元根据所述覆冰图像数据对所述输电线路的状态进行分析，以获得是否需要对所述输电线路上的覆冰进行处理的分析结果；
4.根据权利要求3所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述分析单元获取所述视觉采集单元采集得到的覆冰图像数据并进行处理，所述处理包括边缘检测、区域分割和特征提取，并根据下式计算覆冰指数Iici
5.根据权利要求4所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述无人机管控模块包括姿态采集单元和姿态管控单元，所述姿态采集单元采集所述无人机的实时姿态，所述姿态管控单元根据所述姿态采集单元采集得到的实时姿态数据对所述无人机的姿势进行评估形成评估结果，并根据评估结果对所述无人机的姿态进行管控；
6.根据权利要求5所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述延长绳收放模块包括延长绳、登山扣、收放单元和缓冲单元，所述收放单元对所述延长绳进行收放，所述延长绳的一端与所述收放单元连接，所述延长绳的另一端通过所述登山扣与所述连接单元连接，以对所述除冰单元进行牵引，所述缓冲单元对所述延长绳的牵引进行缓冲，以缓解所述除冰单元惯性牵拉。
7.根据权利要求6所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述连接单元包括连接座、连接孔和限位构件，所述连接座设置在所述绝缘棒中，并对所述限位构件进行支撑，所述连接孔设置在所述连接座上并贯穿所述连接座，所述限位构件设置在所述连接座上，并限制所述绝缘棒的晃动。
8.根据权利要求7所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述绝缘棒包括主体棒和保护套，所述保护套嵌套在所述主体棒的外周，并沿着所述主体棒的长度方向延伸。
9.根据权利要求8所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述缓冲单元包括缓冲气囊、充气泵和电子泄气阀，所述充气泵对所述缓冲气囊进行充气，以使得所述缓冲气囊充气膨出，所述电子泄气阀设置在所述缓冲气囊的上，并与所述缓冲气囊的内壁连通；
10.根据权利要求9所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述保护套的材质包括橡胶和具有绝缘性的软材质。
...【技术特征摘要】
1.一种基于无人机视觉的智能除冰系统，所述智能除冰系统包括服务器、以及无人机，其特征在于，所述智能除冰系统还包括无人机管控模块、视觉采集模块、绝缘棒除冰模块、延长绳收放模块，所述服务器分别与所述无人机、所述无人机管控模块、视觉采集模块、绝缘棒除冰模块、延长绳收放模块通信连接；
2.根据权利要求1所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述绝缘棒除冰模块包括除冰单元和连接单元，所述除冰单元用于与所述输电线路上的覆冰接触，所述连接单元用于与所述延长绳收放模块连接；
3.根据权利要求2所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述视觉采集模块包括视觉采集单元和分析单元，所述视觉采集单元采集所述输电线路上的覆冰图像数据，所述分析单元根据所述覆冰图像数据对所述输电线路的状态进行分析，以获得是否需要对所述输电线路上的覆冰进行处理的分析结果；
4.根据权利要求3所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述分析单元获取所述视觉采集单元采集得到的覆冰图像数据并进行处理，所述处理包括边缘检测、区域分割和特征提取，并根据下式计算覆冰指数iicing：
5.根据权利要求4所述的基于无人机视觉的智能除冰系统，其特征在于，所述无人机管控模块包括姿态采集单元和姿态管控单元，所述姿态采集单元采集所述无人机的实时姿态，所述姿态管控单元根据所述姿态采集单元采集得到的实时姿态数据对所述无人机的姿势进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪城，陈学峰，
申请(专利权)人：国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司，
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。