一种无人机与任务吊舱适配模块、系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种无人机与任务吊舱适配模块、系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着输电线路上的无人机巡检应用越来越广泛，产品也越来越多样化，为了以后 输电线路上的无人机巡检的统一性、规范性和可替代性，国家电网公司发布了企业标准Q/ GDW11385-2015《架空输电线路无人直升机巡检系统》，其规定了巡检用无人机与任务吊舱 的适配规约。
[0003] 巡检用无人机是无人机的一种，它可代替人携带检测设备对输电线路进行检测， 及时发现输电线路的故障，保证电力生产的安全。巡线用无人机对输电线路进行检测的工 作流程为：
[0004] a)无人机按无人机驾驶员的命令沿着输电线路或者对某个杆塔进行检测；
[0005] b)控制机载吊舱对输电线路以及杆塔进行全方面检测；
[0006] c)采集输电线路的状态数据。
[0007] 在整个检测过程中，任务吊舱处于承上启下的位置，其性能直接影响到无人机完 成巡线任务的质量。
[0008] 目前，公知的任务吊舱是由机载吊舱和地面显控单元组成，地面显控单元把控制 命令传给无人机地面站，无人机地面站通过无线信号传给机载飞控，然后由机载飞控再发 给机载吊舱。
[0009] 由于国网公司发布了企业标准Q/GDW 11385-2015《架空输电线路无人直升机巡检 系统》，因此一般的任务吊舱不再与巡检用无人机飞控兼容。
【发明内容】
[0010] 本发明为了解决上述问题，提出了一种无人机与任务吊舱适配模块、系统及方法， 本发明能够实现吊舱地面显控单元在不改变本身规约格式的情况下和巡检用无人机飞控 进行通讯。
[0011] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0012] -种无人机与任务吊舱适配模块，包括串口指令转换模块和机载吊舱控制模块， 其中，所述串口指令转换模块，获取来自吊舱地面显控单元的控制指令，并根据此指令转换 成适合标准规约格式，并把转换后的指令发送给无人机地面站，所述机载吊舱控制模块，获 取来自机载飞控的控制指令，据此控制机载吊舱执行相应的命令。
[0013] -种无人机与任务吊舱适配系统，包括吊舱地面显控单元、串口指令转换模块、无 人机地面站、机载吊舱控制模块和机载吊舱，其中，吊舱地面显控单元连接串口指令转换模 块，串口指令转换模块连接无人机地面站，无人机地面站通过无线传输与机载飞控通信，机 载飞控与机载吊舱控制模块连接，机载吊舱控制模块连接机载吊舱；
[0014] 所述吊舱地面显控单元根据控制命令的输入向串口指令转换模块发送控制命令， 并把机载吊舱采集的图像信息在自身的显示屏幕上显示；
[0015] 所述串口指令转换模块接收到来自吊舱地面显控单元的控制命令，并把命令转换 成Q/GDW 11385-2015《架空输电线路无人直升机巡检系统》规定的格式，然后把转换完成 的控制命令传送给无人机地面站；
[0016] 所述无人机地面站接收来自机载飞控发送的包括飞机的位置信息、姿态信息的信 息，并向机载飞控发送控制信息；
[0017] 所述机载飞控，接收来自无人机地面站的控制信息，把控制机载吊舱的命令发给 机载吊舱控制模块，并把包括自身的位置信息、姿态信息的信息发给无人机地面站；
[0018] 所述机载吊舱控制模块，获取来自机载飞控的控制指令，据此控制机载吊舱执行 相应的命令；
[0019] 所述机载吊舱，接收来自机载吊舱控制模块的命令，并按照命令执行相应的动作。
[0020] -种基于上述系统的工作方法，包括以下步骤：
[0021] (1)吊舱地面显控单元把控制命令发给串口指令转换模块，串口指令转换模块把 接收到的控制命令转换成规定的格式，然后把转换完成的控制命令传送给无人机地面站， 无人机地面站通过无线传输把控制命令传送给机载飞控，机载飞控把命令传送给机载吊舱 控制模块，机载吊舱控制模块把接收到的控制命令解析出来，然后控制机载吊舱执行相应 的命令；
[0022] (2)将拍照采集的线路、杆塔以及杆塔上部的塔材、金具、绝缘子、附属设施的图像 进行分析，检测出杆塔及其他设备是否有破损或生锈。
[0023] 云台主要是对线路、杆塔以及杆塔上部的塔材、金具、绝缘子、附属设施等进行图 像采集，然后通过分析采集的图像，检测出杆塔及其他设备是否有破损，生锈等现象，及时 发现输电线路上故障和隐患，避免出现输电事故，保证输电线路的正常工作。
[0024] 所述步骤⑴的数据转换流程如下：
[0025] (1-1)首先吊舱地面显控单元发送的数据格式包括7个字节，其中第一个字节是 同步字，第二个字节是地址码，第三、四个字节是控制字，包括控制云台转动方向和图像采 集命令，第五、六个字节是数据，是控制云台转动速度的，最后一个字节是校验码，需要的字 节为第三、四、五和六字节；
[0026] (1-2)无人机地面站接收的数据格式为32个字节，开头两个字节为帧头识别符， 中间的28个字符自用，后两个字符分别为帧尾结束符和校验码，把有用的命令数据添加到 自用的28个字符中；
[0027] (1-3)串口指令转换模块从吊舱地面显控单元接收的数据中把需要的数据提取出 来，并解析出需要吊舱执行的命令，然后把解析出来的数据添加到发送给无人机地面站的 控制命令中。
[0028] 所述步骤（1-3)中，无人机地面站通过无线传输将解析数据发送给无人机飞控。
[0029] 所述规定的规约为Q/GDW 11385-2015《架空输电线路无人直升机巡检系统》。
[0030] 本发明的有益效果为：
[0031] (1)提高了无人机巡检的统一性、规范性、可替代性以及易维护性。
[0032] (2)无人机与任务吊舱适配模块包括两部分，一部分是串口指令转换模块，一部分 是机载吊舱控制模块；由于串口指令转换模块的任务是把吊舱地面显控单元的控制命令转 换成了 Q/GDW 11385-2015《架空输电线路无人直升机巡检系统》规定的格式，因此通过串 口指令转换模块可以实现不同型号的吊舱地面显控单元与无人机地面站进行通信；而机载 吊舱控制模块可以把无人机飞控发送来的控制指令解析出来，把控制指令转换成实际的控 制信号，以此来控制不同的机载吊舱；因此通过无人机与任务吊舱适配模块实现了不同型 号吊舱地面显控单元与机载吊舱的适配，在巡检作业的过程中，使得吊舱地面显控单元和 机载吊舱易于维护，增强了可替代性；而且统一了与无人机的规约格式，不再需要每一个吊 舱地面显控单元和机载吊舱单独与无人机进行适配，实现了无人机巡检的统一性、规范性。
【附图说明】
[0033] 图1为数据流程图以及硬件连接图；
[0034] 图2为串口指令转换模块逻辑流程图；
[0035] 图3为机载吊舱控制模块逻辑流程图。
【具体实施方式】：
[0036] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0037] 显示了本发明的具体实施例的一种数据流程以及硬件连接图，其包括：
[0038] 吊舱地面显控单元，根据控制按键的输入向串口指令转换模块发送控制命令，并 把任务吊舱采集的图像信息在自身的显示屏幕上显示出来；
[0039] 串口指令转换模块，获取来自吊舱地面显控单元的控制指令，并根据此指令转换 成适合Q/GDW 11385-2015《架空输电线路无人直升机巡检系统》规定的格式，并把转换后 的指令发送给无人机地面站；
[0040] 无人机地面站，接收来自机载飞控发送的飞机的位置信息、姿态信息以及采集到 的