本發(fā)明涉及架空輸電線路運維巡檢設(shè)備，具體為輸電線路運檢用具備電磁防護(hù)結(jié)構(gòu)的無人機及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、電力輸送需要電力設(shè)施和電纜的相互配合實現(xiàn)，為了保證電力輸送正常的運行需要定期進(jìn)行線路和電力設(shè)施的巡檢。隨著科技的發(fā)展，人力巡檢逐漸的被無人機替代，從而使得巡檢更加得高效和方便。但是電力輸送時，在高壓電路附近會形成電磁場，會對無人機的信號的傳輸和遙控造成干擾，而且，在輸電線路附近還可能存在其他輻射源，每個輻射源都會向環(huán)境中輻射電磁信號，干擾無人機的正常運行。

2、現(xiàn)有技術(shù)文件1（cn209192246u）公開了一種無人機電子防干擾吊艙結(jié)構(gòu)，包括吊艙框架、固定安裝板和攝像裝置，固定安裝板設(shè)置在吊艙框架的上端，吊艙框架的上端橫桿上位于固定安裝板的兩側(cè)各安裝有一塊電磁屏蔽罩。該專利通過設(shè)置電磁屏蔽罩，將大部分無用的電磁波屏蔽掉，能夠防止無用電子信號對無人機機器設(shè)備的干擾?，F(xiàn)有技術(shù)文件1的不足之處在于，由于該電磁屏蔽罩僅僅設(shè)置在吊艙框架上，不能對無人機內(nèi)部的控制電路進(jìn)行防電磁干擾，不能達(dá)到很好地保證無人機正常運行的效果。

3、現(xiàn)有技術(shù)文件2（cn212116087u）公開了一種電磁屏蔽罩，適用于無人機的天線測試屏蔽箱、電磁兼容屏蔽箱等，其包括：上殼和下殼，其中下殼為截面呈“凵”形狀的殼體，上殼為截面呈倒“凵”形狀的殼體，上殼和下殼采用扣接、卡接或者螺接的方式可拆卸連接，上殼和下殼圍設(shè)形成用于適配收容電路板的屏蔽腔，電路板安裝于屏蔽腔內(nèi)。現(xiàn)有技術(shù)文件2的不足之處在于，電路板上如芯片等電子元件或模塊產(chǎn)生的電磁波被上殼和下殼隔斷，而無法直接向外輻射，同樣地，屏蔽腔外部的電磁波也被上殼、下殼隔斷，而無法直接進(jìn)入屏蔽腔內(nèi)，除此之外，電路板直接安裝在屏蔽罩內(nèi)，其散熱性能較差，且沒有設(shè)置穩(wěn)定保護(hù)結(jié)構(gòu)，使得在無人機飛行中，電路板容易產(chǎn)生震動，造成電子元件的損壞，影響其使用壽命。

4、此外，現(xiàn)有技術(shù)1和2都不能實時監(jiān)測對巡檢安全進(jìn)行動態(tài)規(guī)劃，當(dāng)無人機當(dāng)前處于電磁干擾較強部位，不能達(dá)到防電磁干擾效果時，仍繼續(xù)巡檢操作，從而使得無人機無法正常巡檢。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中無人機在抗電磁干擾能力方面還存在不足，本發(fā)明提供輸電線路運檢用具備電磁防護(hù)結(jié)構(gòu)的無人機及其控制方法，不僅能夠加強無人機自身結(jié)構(gòu)的防電磁干擾能力，同時能夠?qū)o人機巡檢環(huán)境進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，確保無人機在安全狀態(tài)下進(jìn)行巡檢操作，從而更好地保障無人機設(shè)備在輸電線路巡檢時的正常運行。

2、本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種輸電線路運檢用具備電磁防護(hù)結(jié)構(gòu)的無人機，包括：無人機本體、底板、屏蔽盒和屏蔽罩，所述無人機還包括：用于保護(hù)無人機的主板的穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)；所述屏蔽盒設(shè)置于底板，屏蔽盒設(shè)置有用于安裝主板的凹槽，穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置于凹槽內(nèi)，主板設(shè)置于穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)；所述屏蔽罩罩設(shè)于屏蔽盒后與底板相連接，屏蔽罩與屏蔽盒配合對主板進(jìn)行全方位的電磁防護(hù)；所述無人機本體設(shè)置有空腔；屏蔽盒和屏蔽罩插入空腔內(nèi)，底板設(shè)置有屏蔽盒的一側(cè)封堵空腔并與無人機本體相連接；所述無人機還包括：控制模塊，控制模塊設(shè)置于無人機本體，控制模塊包括用于采集無人機飛行區(qū)域內(nèi)的電場強度的傳感器，當(dāng)無人機當(dāng)前位置的電場強度不超過設(shè)定閾值時，控制模塊操作無人機進(jìn)行巡檢。

4、優(yōu)選地，所述穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)包括：彈性定位柱，設(shè)置于凹槽底部，彈性定位柱與設(shè)置于主板上的通孔配合，對主板進(jìn)行限位保護(hù)；所述彈性定位柱設(shè)置有四個，四個彈性定位柱圍設(shè)成矩形，分別與主板的四個頂角相對應(yīng)。

5、優(yōu)選地，所述穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)還包括掛桿和彈性支撐柱；所述掛桿和彈性支撐柱均設(shè)置于凹槽底部；掛桿頂部設(shè)有限位塊，限位塊底部和彈性支撐柱頂部分別與主板的上、下面接觸，對主板的上、下方進(jìn)行限位。

6、優(yōu)選地，所述彈性支撐柱和掛桿均設(shè)置有多個，多個彈性支撐柱呈矩形陣列分布，多個掛桿圍設(shè)于多個彈性支撐柱的四周。

7、優(yōu)選地，所述攝像機構(gòu)和所述屏蔽結(jié)構(gòu)均設(shè)置于底板遠(yuǎn)離無人機本體的一側(cè)；屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)置有兩組，兩組屏蔽結(jié)構(gòu)對稱設(shè)置于所述攝像機構(gòu)的兩側(cè)，對攝像機構(gòu)進(jìn)行電磁防護(hù)；其中，所述屏蔽結(jié)構(gòu)包括金屬網(wǎng)和安裝組件，安裝組件與底板相連接，金屬網(wǎng)設(shè)置于安裝組件，用于吸收并反射電磁波。

8、優(yōu)選地，所述連接桿的兩端均設(shè)有用于插裝支撐桿的插孔，連接桿的側(cè)壁與底板固定連接；兩個所述支撐桿均是一端插入一個插孔內(nèi)，兩個支撐桿上均設(shè)置有卡裝槽，金屬網(wǎng)的相對兩側(cè)分別卡入兩個卡裝槽內(nèi)，使金屬網(wǎng)固定于兩個支撐桿之間。

9、優(yōu)選地，所述攝像機構(gòu)包括：固定板，設(shè)置于底板遠(yuǎn)離無人機本體的一側(cè)；轉(zhuǎn)臺，可沿水平面轉(zhuǎn)動地設(shè)置于固定板；兩個支架，并列設(shè)置于轉(zhuǎn)臺；攝像頭，可沿豎直面轉(zhuǎn)動地設(shè)置于兩個支架之間。

10、優(yōu)選地，所述底板包括凸臺；凸臺用于封堵空腔；凸臺遠(yuǎn)離底板的一側(cè)設(shè)置有固定柱和安裝腔；其中，安裝腔用于安裝屏蔽盒固定柱位于安裝腔的周圍，用于固定屏蔽罩；所述固定柱包括環(huán)形擋圈；所述環(huán)形擋圈設(shè)置于固定柱遠(yuǎn)離凸臺的一端；環(huán)形擋圈穿過位于所述屏蔽罩上的安裝孔后，將屏蔽罩局部限制在環(huán)形擋圈和凸臺之間。

11、第二方面，本發(fā)明提供了一種無人機的控制方法，基于前述的輸電線路運檢用具備電磁防護(hù)結(jié)構(gòu)的無人機，包括以下步驟：

12、步驟1，以輸電線路為中心設(shè)定輸電線路運檢區(qū)域，以地面控制中心為起點，構(gòu)建運檢區(qū)域與地面控制中心之間的途經(jīng)走廊區(qū)域；輸電線路運檢區(qū)域和途經(jīng)走廊區(qū)域構(gòu)成無人機飛行區(qū)域；

13、步驟2，將無人機飛行區(qū)域劃分為網(wǎng)格，計算由輸電線路在無人機飛行區(qū)域各個網(wǎng)格之內(nèi)的電場強度；

14、步驟3，在無人機飛行區(qū)域內(nèi)，初始化無人機輸電線路巡檢路徑，

15、步驟4，無人機起飛后，沿步驟3設(shè)定的路徑飛行，并按照設(shè)定頻率采集當(dāng)前位置的電場強度，并將當(dāng)前位置的電場強度與最接近的步驟2獲得的網(wǎng)格之內(nèi)電場強度進(jìn)行比較，若超出閾值，無人機懸停，執(zhí)行步驟5；否則繼續(xù)沿當(dāng)前無人機輸電線路巡檢路徑繼續(xù)飛行，執(zhí)行巡檢任務(wù)；

16、步驟5，無人機懸停，計算補全途經(jīng)所有網(wǎng)格的電場強度，疊加步驟2各個網(wǎng)格之內(nèi)的電場強度，仿真計算當(dāng)前無人機飛行區(qū)域各個網(wǎng)格之內(nèi)的電場強度；若當(dāng)前無人機飛行區(qū)域存在可繼續(xù)執(zhí)行巡檢任務(wù)的路徑，繼續(xù)執(zhí)行巡檢任務(wù)，否則以電場強度不超過閾值為約束規(guī)劃返回地面控制中心的路徑。

17、優(yōu)選地，步驟2中，以delaunay三角剖分的方式將無人機飛行區(qū)域進(jìn)行構(gòu)造為delaunay三角網(wǎng)；以三角形重心位置的電場強度表示該網(wǎng)格的電場強度；或?qū)o人機飛行區(qū)域劃分為正方形網(wǎng)格，以正方形中心位置的電場強度表示該網(wǎng)格的電場強度。

18、優(yōu)選地，步驟2中，將輸電線路替換為沿軸線均勻分布、線密度恒定的電荷的無限長圓柱體，通過仿真獲得當(dāng)前位置關(guān)于到中心線距離的電場強度的映射關(guān)系。

19、優(yōu)選地，步驟3中，在電場強度處于安全區(qū)間之內(nèi)的范圍內(nèi)，以最短路徑初始化無人機輸電線路巡檢路徑。

20、優(yōu)選地，步驟3中，在途經(jīng)走廊區(qū)域內(nèi)以地面控制中心至輸電線路運檢區(qū)域最短路徑作為第一無人機輸電線路巡檢路徑，在輸電線路運檢區(qū)域內(nèi)，以與輸電線路保持設(shè)定距離為第一無人機輸電線路巡檢路徑。

21、優(yōu)選地，步驟4中，將當(dāng)前位置的電場強度與最接近的步驟2獲得的網(wǎng)格之內(nèi)電場強度進(jìn)行比較超出閾值20%，表明當(dāng)前位置附近存在除輸電線路之外的其他輻射源，對無人機飛行安全造成威脅，向地面控制中心發(fā)出告警信號。

22、優(yōu)選地，步驟5包括：

23、步驟5.1，插入均值的方式獲得無人機途經(jīng)所有網(wǎng)格的電場強度；

24、步驟5.2，將無人機途經(jīng)所有網(wǎng)格的電場強度與步驟2獲得的各個網(wǎng)格之內(nèi)的電場強度作差，形成其他輻射源在途經(jīng)所有網(wǎng)格的電場分量；

25、步驟5.3，按照其他輻射源在途經(jīng)所有網(wǎng)格的電場分量更新當(dāng)前無人機飛行區(qū)域各個網(wǎng)格之內(nèi)的電場強度；

26、步驟5.4，判斷當(dāng)前無人機飛行區(qū)域各個網(wǎng)格之內(nèi)的電場強度是否存在可繼續(xù)執(zhí)行巡檢任務(wù)的路徑，繼續(xù)執(zhí)行巡檢任務(wù)，否則以電場強度不超過閾值為約束規(guī)劃返回地面控制中心的路徑。

27、本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一方面通過設(shè)置屏蔽罩和屏蔽盒，將主板安裝在屏蔽盒內(nèi)，再將屏蔽罩蓋合在屏蔽盒上，能夠?qū)χ靼暹M(jìn)行全方位的電磁防護(hù)，從而提高無人機自身結(jié)構(gòu)的防電磁干擾能力；另一方面，本發(fā)明還設(shè)置有控制模塊，通過控制模塊控制當(dāng)無人機當(dāng)前位置電場強度不超過設(shè)定閾值時，才會進(jìn)行巡檢操作，確保無人機巡檢時的安全性，從而更好地保證無人機能夠正常運行。

28、此外，若無人機上的電磁防護(hù)結(jié)構(gòu)太重，雖然能夠在一定程度上增加無人機電磁防護(hù)效果，但是會影響無人機續(xù)航能力。本發(fā)明綜合考慮這兩個因素，在無人機結(jié)構(gòu)和算法之間進(jìn)行折中，從而達(dá)到最佳的防護(hù)效果。

29、同時，本發(fā)明還設(shè)置穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)，能夠?qū)﹄娐钒暹M(jìn)行穩(wěn)定安裝的同時起到較好的減震作用，從而更好的對電路板上的電子元件保護(hù)，延長設(shè)備的使用壽命。此外，本發(fā)明還設(shè)置有

30、在本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案中，本發(fā)明通過在攝像機構(gòu)的兩側(cè)設(shè)置的屏蔽結(jié)構(gòu)，能夠?qū)z像機構(gòu)進(jìn)行電磁防護(hù)，避免電磁干擾攝像機構(gòu)的正常巡檢攝像，從而大大的提高無人機的電磁防護(hù)能力，進(jìn)一步有利于無人機的正常的電力運維巡檢。