БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПРОТЯЖЁННЫХ ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГЕТИКИ

Полезная модель относится к области применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и может быть использована при диагностике протяженных объектов энергетики, преимущественно воздушных линий электропередачи (высоковольтных электроустановок) с возможностью ориентирования в пространстве.
Прототипом является БПЛА, реализующий способ диагностики высоковольтной воздушной линии электропередачи, основанный на регистрации электрических высокочастотных импульсов вблизи линии электропередачи с помощью измерительной аппаратуры (электромагнитного датчика и подключенного к нему цифрового запоминающего осциллографа) путем вдольтрассового облета линии электропередачи (Патент RU №2421746, МПК G01R 31/08, 20.06.2011).
Известный БПЛА для диагностики высоковольтных воздушных линий электропередачи содержит портативный компьютер, систему автоматического пилотирования и измерительную аппаратуру. Система автоматического пилотирования БПЛА содержит устройство автоматического пилотирования, блок навигации (GPS- или ГЛОНАСС-навигаторы) и датчики измерения напряженности электрического поля. Портативный компьютер соединен с устройством автоматического пилотирования, блоком навигации, датчиками измерения напряженности электрического поля, измерительной аппаратурой, а также с удаленным устройством радиоуправления.
Недостатком прототипа являются ограниченные навигационные характеристики БПЛА, связанные с тем, что его система автоматического пилотирования не позволяет проводить диагностику воздушных линий электропередачи на низких высотах (менее 50 метров), в особенности при обследовании протяженных инженерных конструкций, не находящихся под напряжением.
Задача полезной модели - разработка БПЛА, в котором устранены недостатки прототипа.
Техническим результатом является расширение навигационных характеристик БПЛА за счет применения новой системы автоматического пилотирования, позволяющей проводить диагностику протяженных объектов энергетики, преимущественно воздушных линий электропередачи (высоковольтных электроустановок), на высотах менее 50 метров с привязкой к диагностируемому объекту и при этом не зависеть от параметров электромагнитного поля диагностируемого объекта, а применение блока навигации (GPS/ГЛОНАСС-навигаторов) свести к дублированию функций основной навигации.
Технический результат достигается тем, что БПЛА для диагностики протяженных объектов энергетики, преимущественно воздушных линий электропередачи, содержащий блок обработки сигналов, систему автоматического пилотирования, измерительную аппаратуру и источник питания, при этом система автоматического пилотирования содержит устройство автоматического пилотирования и блок навигации, причем блок обработки сигналов соединен с устройством автоматического пилотирования, блоком навигации, измерительной аппаратурой, источником питания, а также с удаленным устройством радиоуправления БПЛА, согласно настоящей модели включает в себя систему автоматического пилотирования, дополнительно снабженную блоком автономного пилотирования, который содержит линейный лазер, выполненный с возможностью подсвечивать диагностируемый объект, и видеокамеру, выполненную с возможностью распознавания с видеоряда изображений областей диагностируемого объекта, подсвеченных линейным лазером, на основе которых будет осуществляться привязка БПЛА к диагностируемому объекту, причем блок обработки сигналов соединен с видеокамерой.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена структурная блок-схема предлагаемого БПЛА, на фиг. 2 поясняется принцип работы системы автоматического пилотирования БПЛА.
На чертежах цифрами обозначены:
1 - БПЛА;
2 - удаленное устройство радиоуправления БПЛА (портативный компьютер);
3 - диагностируемый объект (воздушная линия электропередачи и другие протяженные инженерные конструкции);
4 - блок обработки сигналов;
5 - источник питания (аккумуляторная батарея или двигатель внутреннего сгорания);
6 - измерительная аппаратура;
7 - система автоматического пилотирования;
8 - устройство автоматического пилотирования;
9 - блок навигации (GPS- или ГЛОНАСС-навигаторы);
10 - блок автономного пилотирования;
11 - линейный лазер (полупроводниковый лазер, непрерывно излучающий в инфракрасном диапазоне и способный подсветить область на диагностируемом объекте с расстояния не менее 20 метров);
12 - видеокамера, выполненная с возможностью распознавания с видеоряда изображений областей диагностируемого объекта (области, подсвеченные линейным лазером);
13 - область лазерного излучения;
14 - области диагностируемого объекта, подсвеченные лазером.
Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) 1 для диагностики протяженных объектов энергетики 3, преимущественно воздушных линий электропередачи, содержит блок 4 обработки сигналов, систему 7 автоматического пилотирования, измерительную аппаратуру 6 и источник 5 питания, при этом система 7 автоматического пилотирования содержит устройство 8 автоматического пилотирования, блок 9 навигации и блок 10 автономного пилотирования, причем блок 4 обработки сигналов соединен с устройством 8 автоматического пилотирования, блоком 9 навигации, измерительной аппаратурой 6, а также с удаленным устройством 2 радиоуправления БПЛА.
Отличием предлагаемого БПЛА является то, что он, по сравнению с прототипом, не использует в системе 7 автоматического пилотирования датчики измерения напряженности электрического поля, а система 7 БПЛА и дополнительно снабжена блоком 10 автономного пилотирования, который содержит линейный лазер 11 (полупроводниковый лазер, непрерывно излучающий в инфракрасном диапазоне и способный подсветить область на диагностируемом объекте с расстояния не менее 20 метров) и видеокамеру 12, выполненную с возможностью распознавания с видеоряда изображений областей 14 диагностируемого объекта, подсвеченных линейным лазером 11, на основе которых будет осуществляться привязка БПЛА к диагностируемому объекту 3, причем блок 10 автономного пилотирования имеет связь с блоком 4 обработки сигналов, встроенным в БПЛА 1, посредством видеокамеры 12.
Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) 1 работает следующим образом.
На БПЛА 1 устанавливают блок 10 автономного пилотирования, содержащий линейный лазер 11 и видеокамеру 12, выполненную с возможностью распознавания с видеоряда изображений областей 14 диагностируемого объекта 3, подсвеченных линейным лазером 11. При этом линейный лазер 11 непрерывно подсвечивает местность под БПЛА, выявляя элементы диагностируемого объекта 3, входящие в область 13 лазерного излучения.
С помощью удаленного устройства 2 радиоуправления БПЛА 1 располагают вблизи диагностируемого объекта 3 (воздушная линия электропередачи или другой протяженный объект энергетики) на удалении от него менее чем на 50 метров.
Затем, задав в системе % автоматического пилотирования реальное расстояние между областями 14 диагностируемого объекта 3, подсвеченными лазером 11, благодаря обработке сигналов с видеокамеры 12, выполненной с возможностью распознавания с видеоряда изображений областей 14 диагностируемого объекта 3, можно контролировать высоту полета БПЛА 1 и его положение относительно диагностируемого объекта 3.
Также возможен способ автоматического пилотирования посредством получения сигналов GPS/ ГЛОНАСС и контроль трассы с помощью блока 9 навигации (GPS/ГЛОНАСС-навигаторов) в БПЛА 1. В основном же данному блоку отводятся дублирующие функции навигации.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит улучшить навигацию БПЛА за счет применения новой системы автоматического пилотирования, позволяющей проводить полеты на высотах менее 50 метров с привязкой к диагностируемому объекту и при этом не зависеть от параметров электромагнитного поля диагностируемого объекта, при проведении диагностики воздушных линий электропередачи (высоковольтных электроустановок) и других протяженных объектов энергетики.