CN110851557A - 一种配电网gis数据采集***及方法 - Google Patents

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张旭东
杨家全
冯勇
李浩涛
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何婕
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栾思平
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Abstract

本申请实施例公开了一种配电网GIS数据采集***及方法，由至少两个无人机与便携式终端组成，其中，无人机具备自动飞行模块、图像采集识别模块和定位模块，便携式终端具有处理模块，便携式终端在监控无人机的飞行轨迹的同时，对无人机采集的配电网GIS数据进行处理，从而提高了配电网GIS的数据质量和采集效率，降低了GIS数据的收集工作时的局限性，尤其在面对配电网线路过长、路况较差的情况时，本申请实施例所述方案极大的提高了配电网GIS的数据质量和采集效率。

Description

一种配电网GIS数据采集***及方法
技术领域
本发明涉及电力***自动化专业领域，特别涉及一种配电网GIS数据采集***及方法。
背景技术
电网GIS(地理信息***)***可以把电网资源，如输电线路杆塔、变电站、用户等的参数和位置与卫星地图进行叠加，实现电网资源在空间地理***上的可视化以及电网关键设备的拓扑关系分析，电网生产运维和客户服务工作往往需要借助这个***所展现的某个区域的电气设备在实际地理***上的拓扑关系来看展相应的工作，在电网企业向数字化转型的过程中，电网GIS中数据的准确性也显得愈发重要。
电网GIS数据主要包括配电线路杆塔及关键电气设备(变压器、断路器、互感器、熔断器等)的资产信息和位置信息。目前，对于主网而言电网GIS数据的准确性很高，但是对于配电网而言，特别是农村配电网来说GIS拓扑图的数据质量比较差。主要原因是，目前GIS数据的收集工作主要靠人工完成，方式有两种：一种是针对新建的配网线路，电网GIS***人员直接根据配电网竣工图纸的信息录入***，但是由于竣工图纸往往与实际电网数据有差异的原因，导致这种录入方式的数据不可靠；另一种是对于存量的配网线路，采取人工现场观察线路的方式获取电网数据的方式进行，但是对于某些农村地区或者位置偏僻地区配电网线路过长、路况较差的情况，这种方法的效率非常的低。
针对上述方式的弊端，本发明提供了一种使用无人机自动采集配电网GIS数据的***及方法，来提高配电网GIS的数据质量和采集效率。
发明内容
本申请提供了一种配电网GIS数据采集***及方法，以解决现有技术中对于配电网而言，特别是农村等偏远地区配电网来说GIS拓扑图的数据质量比较差的问题，并且本申请提供的一种配电网GIS数据采集***及方法，减少了人工操作，有效提高配电网GIS的数据质量和采集效率，与现有技术相比，具有极大的优势。
本申请提供了一种配电网GIS数据采集方法，包括以下步骤：
步骤一：对无人机与便携式终端进行通信配对；
步骤二：对无人机进行编号，分为1号无人机与2号无人机，并搭载1号无人机与2号无人机至配网线路首端第一个杆塔处；
步骤三：在配网线路首端第一个杆塔处放飞1号无人机，所述1号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集；
步骤四：搭载2号无人机至配网线路末端最后一个塔杆处；
步骤五：在配网线路末端最后一个塔杆处放飞2号无人机，所述2号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集；
步骤六：便携式终端监控1号无人机与2号无人机的飞行轨迹与工作状态，并计算1号无人机与2号无人机的汇合点；
步骤七：根据步骤六所得的汇合点信息回收1号无人机与2号无人机，使用便携式终端读取、识别和分析杆塔GIS数据，生成盖条配电线路的GIS拓扑图。
进一步地，所述1号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集的具体实施方法为：
设定该配电线路的末端为前进方向，按照从下至上、螺旋环绕扫描的方式寻找配电杆塔上的铭牌，找到铭牌后对其进行拍照，以当前无人机的位置信息作为文件名对该铭牌图像进行命名后存储在无人机的存储卡中，即完成对第一个杆塔的GIS数据采集。
进一步地，所述1号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集的具体实施方法还包括：
1号无人机爬升至杆塔顶端后，识别与杆塔相连的配电线路，以结束采集的杆塔为起点，沿与该杆塔相连的配电线路继续向前飞行至与该杆塔相连的待采集杆塔后重复GIS数据采集工作。
进一步地，所述号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集的具体实施方法为：
确认1号无人机正常工作后，驾车搭载2号无人机和便携式终端达到该配电线路的末端杆塔；在配电网线路末端的倒数第一个杆塔处放飞2号无人机，设定该配电线路的首端为前进方向，所述2号无人机采用与1号无人机相同的工作方式对配网杆塔GIS数据进行采集。
进一步地，所述步骤六的具体实施方式为：
通过便携式终端监控无人机的飞行轨迹和状态，若出现异常则把无人机切为手动控制模式对无人机进行人工控制；若无人机采集工作正常开展，则便携式终端计算出无人机的汇合点，驾车前往该点等待无人机完成GIS数据采集工作，在汇合点处便携终端对无人机发出降落命令，无人机自动执行降落操作并在地面停稳后，回收无人机。
进一步地，所述步骤七的具体实施方式为：
回收无人机后，将无人机中存储卡的该配电线路所有以位置信息命名的杆塔铭牌图片导入至便携终端里对图像进行识别分析后，生成该条配电线路的GIS拓扑图。
一种配电网GIS数据采集***，包括具备自动飞行模块、图像采集识别模块和定位模块的无人机，还包括具备处理模块的便捷式终端；其中，启动自动飞行模块，无人机按照从下至上、螺旋环绕扫描的方式寻找配电杆塔上的铭牌，找到铭牌后图像采集识别模块对其进行拍照，定位模块提供当前无人机的位置信息，以当前无人机的位置信息作为文件名对该铭牌图像进行命名后存储在无人机的存储卡中。
进一步地，所述自动飞行模块控制无人机以结束采集的杆塔为起点，沿与该杆塔相连的配电线路继续飞行直到与该杆塔相连的待采集杆塔。
进一步地，还包括具备处理模块的便携式终端，所述便携式终端通过处理模块监控无人机的飞行轨迹和状态，并计算出无人机的汇合点，在汇合点处对无人机发送降落命令，回收无人机后，无人机中存储卡的该配电线路所有以位置信息命名的杆塔铭牌图片导入至便携式终端里，通过便携式终端内的处理模块对图像进行识别分析后，生成该条配电线路的GIS拓扑图。
本申请的有益效果：本申请所述技术方案解决了现有技术中对于配电网而言，特别是农村等偏远地区配电网来说GIS拓扑图的数据质量比较差的问题，并且本申请提供的一种配电网GIS数据采集***及方法，减少了人工操作，有效提高配电网GIS的数据质量和采集效率，与现有技术相比，具有极大的优势。
本申请所述技术方案降低了GIS数据的收集工作时的局限性，尤其在面对配电网线路过长、路况较差的情况时，本申请实施例所述方案极大的提高了配电网GIS的数据质量和采集效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种配电网GIS数据采集方法的流程图；
图2为本申请无人机采集配电网杆塔GIS数据的流程图。
具体实施方式
参见图1，为本申请一种配电网GIS数据采集方法的流程图；
由图1可知，本申请实施例提供了本申请提供了一种配电网GIS数据采集方法，包括以下步骤：
步骤一：对无人机与便携式终端进行通信配对；
步骤二：对无人机进行编号，分为1号无人机与2号无人机，并搭载1号无人机与2号无人机至配网线路首端第一个杆塔处；
步骤三：在配网线路首端第一个杆塔处放飞1号无人机，所述1号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集；
步骤四：搭载2号无人机至配网线路末端最后一个塔杆处；
步骤五：在配网线路末端最后一个塔杆处放飞2号无人机，所述2号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集；
步骤六：便携式终端监控1号无人机与2号无人机的飞行轨迹与工作状态，并计算1号无人机与2号无人机的汇合点；
步骤七：根据步骤六所得的汇合点信息回收1号无人机与2号无人机，使用便携式终端读取、识别和分析杆塔GIS数据，生成盖条配电线路的GIS拓扑图。
进一步地，所述1号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集的具体实施方法为：
设定该配电线路的末端为前进方向，按照从下至上、螺旋环绕扫描的方式寻找配电杆塔上的铭牌，找到铭牌后对其进行拍照，以当前无人机的位置信息作为文件名对该铭牌图像进行命名后存储在无人机的存储卡中，即完成对第一个杆塔的GIS数据采集。
进一步地，所述1号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集的具体实施方法还包括：
1号无人机爬升至杆塔顶端后，识别与杆塔相连的配电线路，以结束采集的杆塔为起点，沿与该杆塔相连的配电线路继续向前飞行至与该杆塔相连的待采集杆塔后重复GIS数据采集工作。
进一步地，所述号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集的具体实施方法为：
确认1号无人机正常工作后，驾车搭载2号无人机和便携式终端达到该配电线路的末端杆塔；在配电网线路末端的倒数第一个杆塔处放飞2号无人机，设定该配电线路的首端为前进方向，所述2号无人机采用与1号无人机相同的工作方式对配网杆塔GIS数据进行采集。
进一步地，所述步骤六的具体实施方式为：
通过便携式终端监控无人机的飞行轨迹和状态，若出现异常则把无人机切为手动控制模式对无人机进行人工控制；若无人机采集工作正常开展，则便携式终端计算出无人机的汇合点，驾车前往该点等待无人机完成GIS数据采集工作，在汇合点处便携终端对无人机发出降落命令，无人机自动执行降落操作并在地面停稳后，回收无人机。
进一步地，所述步骤七的具体实施方式为：
回收无人机后，将无人机中存储卡的该配电线路所有以位置信息命名的杆塔铭牌图片导入至便携终端里对图像进行识别分析后，生成该条配电线路的GIS拓扑图。
一种配电网GIS数据采集***，包括具备自动飞行模块、图像采集识别模块和定位模块的无人机，还包括具备处理模块的便捷式终端；其中，启动自动飞行模块，如图2所示，无人机按照从下至上、螺旋环绕扫描的方式寻找配电杆塔上的铭牌，找到铭牌后图像采集识别模块对其进行拍照，定位模块提供当前无人机的位置信息，以当前无人机的位置信息作为文件名对该铭牌图像进行命名后存储在无人机的存储卡中。
进一步地，所述自动飞行模块控制无人机以结束采集的杆塔为起点，沿与该杆塔相连的配电线路继续飞行直到与该杆塔相连的待采集杆塔。
进一步地，还包括具备处理模块的便携式终端，所述便携式终端通过处理模块监控无人机的飞行轨迹和状态，并计算出无人机的汇合点，在汇合点处对无人机发送降落命令，回收无人机后，无人机中存储卡的该配电线路所有以位置信息命名的杆塔铭牌图片导入至便携式终端里，通过便携式终端内的处理模块对图像进行识别分析后，生成该条配电线路的GIS拓扑图。
实施例：
本例采用两个无人机对直线式配电线路的GIS数据进行采集；
步骤一：在开始采集工作前对无人机和便携式终端进行配对，确保其间建立可靠的通信通道，驾车搭载2架无人机和便携式终端至待采集GIS数据的配电网线路首端第一个杆塔处。
步骤二：在配电网线路首端的第一个杆塔处放飞1号无人机。
步骤三：1号无人机爬升至杆塔顶端，识别出与杆塔相连的配电线路，以刚才结束采集的杆塔为起点，沿与该杆塔相连的配电线路继续向前飞行直到第二个待采集杆塔后重复步骤二的GIS数据采集工作。
步骤四：在确认1号无人机正常工作后，驾车搭载2号无人机和便携式终端达到该配电线路的末端杆塔。
步骤五：在配电网线路末端的倒数第一个杆塔处放飞2号无人机，设定该配电线路的首端为前进方向，启动自动飞行模块，并重复步骤二的采集工作。完成采集工作后2号无人机爬升至杆塔顶端，识别出与杆塔相连的配电线路，并启动自动飞行模块，以刚才结束采集的杆塔为起点，沿与该杆塔相连的配电线路继续飞行直到倒数第二个待采集杆塔后重复步骤二的GIS数据采集工作。
步骤六：通过便携式终端监控2架无人机的飞行轨迹和状态，若出现异常则把无人机切为手动控制模式对无人机进行人工控制；若2架无人机采集工作正常开展，则便携式终端会计算出2架无人机的汇合点，驾车前往该点等待无人机完成GIS数据采集工作，在汇合点处便携终端对2架无人机发出降落命令，2架无人机自动执行降落操作并在地面停稳后，回收无人机。
步骤七：回收无人机后，将2架无人机中存储卡的该配电线路所有以位置信息命名的杆塔铭牌图片导入至便携终端里对图像进行识别分析后，生成该条配电线路的GIS拓扑图。
本例所述的一种配电网GIS数据采集***，包括具备自动飞行模块、图像采集识别模块和定位模块的无人机，还包括具备处理模块的便捷式终端；其中，启动自动飞行模块，如图2所示，无人机按照从下至上、螺旋环绕扫描的方式寻找配电杆塔上的铭牌，找到铭牌后图像采集识别模块对其进行拍照，定位模块提供当前无人机的位置信息，以当前无人机的位置信息作为文件名对该铭牌图像进行命名后存储在无人机的存储卡中。
进一步地，所述自动飞行模块控制无人机以结束采集的杆塔为起点，沿与该杆塔相连的配电线路继续飞行直到与该杆塔相连的待采集杆塔。
进一步地，还包括具备处理模块的便携式终端，所述便携式终端通过处理模块监控无人机的飞行轨迹和状态，并计算出无人机的汇合点，在汇合点处对无人机发送降落命令，回收无人机后，无人机中存储卡的该配电线路所有以位置信息命名的杆塔铭牌图片导入至便携式终端里，通过便携式终端内的处理模块对图像进行识别分析后，生成该条配电线路的GIS拓扑图。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种配电网GIS数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对无人机与便携式终端进行通信配对；
步骤二：对无人机进行编号，分为1号无人机与2号无人机，并搭载1号无人机与2号无人机至配网线路首端第一个杆塔处；
步骤三：在配网线路首端第一个杆塔处放飞1号无人机，所述1号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集；
步骤四：搭载2号无人机至配网线路末端最后一个塔杆处；
步骤五：在配网线路末端最后一个塔杆处放飞2号无人机，所述2号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集；
步骤六：便携式终端监控1号无人机与2号无人机的飞行轨迹与工作状态，并计算1号无人机与2号无人机的汇合点；
步骤七：根据步骤六所得的汇合点信息回收1号无人机与2号无人机，使用便携式终端读取、识别和分析杆塔GIS数据，生成盖条配电线路的GIS拓扑图。
2.根据权利要求1所述的一种配电网GIS数据采集方法，其特征在于，所述1号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集的具体实施方法为：
设定该配电线路的末端为前进方向，按照从下至上、螺旋环绕扫描的方式寻找配电杆塔上的铭牌，找到铭牌后对其进行拍照，以当前无人机的位置信息作为文件名对该铭牌图像进行命名后存储在无人机的存储卡中，即完成对第一个杆塔的GIS数据采集。
3.根据权利要求1所述的一种配电网GIS数据采集方法，其特征在于，所述1号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集的具体实施方法还包括：
1号无人机爬升至杆塔顶端后，识别与杆塔相连的配电线路，以结束采集的杆塔为起点，沿与该杆塔相连的配电线路继续向前飞行至与该杆塔相连的待采集杆塔后重复GIS数据采集工作。
4.根据权利要求1所述的一种配电网GIS数据采集方法，其特征在于，所述号无人机对配网杆塔GIS数据进行采集的具体实施方法为：
确认1号无人机正常工作后，驾车搭载2号无人机和便携式终端达到该配电线路的末端杆塔；在配电网线路末端的倒数第一个杆塔处放飞2号无人机，设定该配电线路的首端为前进方向，所述2号无人机采用与1号无人机相同的工作方式对配网杆塔GIS数据进行采集。
5.根据权利要求1所述的一种配电网GIS数据采集方法，其特征在于，所述步骤六的具体实施方式为：
通过便携式终端监控无人机的飞行轨迹和状态，若出现异常则把无人机切为手动控制模式对无人机进行人工控制；若无人机采集工作正常开展，则便携式终端计算出无人机的汇合点，驾车前往该点等待无人机完成GIS数据采集工作，在汇合点处便携终端对无人机发出降落命令，无人机自动执行降落操作并在地面停稳后，回收无人机。
6.根据权利要求1所述的一种配电网GIS数据采集方法，其特征在于，所述步骤七的具体实施方式为：
回收无人机后，将无人机中存储卡的该配电线路所有以位置信息命名的杆塔铭牌图片导入至便携终端里对图像进行识别分析后，生成该条配电线路的GIS拓扑图。
7.一种配电网GIS数据采集***，其特征在于，包括具备自动飞行模块、图像采集识别模块和定位模块的无人机，还包括具备处理模块的便捷式终端；其中，启动自动飞行模块，无人机按照从下至上、螺旋环绕扫描的方式寻找配电杆塔上的铭牌，找到铭牌后图像采集识别模块对其进行拍照，定位模块提供当前无人机的位置信息，以当前无人机的位置信息作为文件名对该铭牌图像进行命名后存储在无人机的存储卡中。
8.根据权利要求7所述的一种配电网GIS数据采集***，其特征在于，所述自动飞行模块控制无人机以结束采集的杆塔为起点，沿与该杆塔相连的配电线路继续飞行直到与该杆塔相连的待采集杆塔。
9.根据权利要求7所述的一种配电网GIS数据采集***，其特征在于，还包括具备处理模块的便携式终端，所述便携式终端通过处理模块监控无人机的飞行轨迹和状态，并计算出无人机的汇合点，在汇合点处对无人机发送降落命令，回收无人机后，无人机中存储卡的该配电线路所有以位置信息命名的杆塔铭牌图片导入至便携式终端里，通过便携式终端内的处理模块对图像进行识别分析后，生成该条配电线路的GIS拓扑图。
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