CN111429772A - 基于vr技术的输电线路无人机仿真培训方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明为一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法及***,包括步骤:搭建无人机飞控仿真模型,模拟无人机超控功能,实现任务规划方案注入飞行控制,实时显示各类飞行参数以及飞行姿态三维视景;搭建无人机飞行模型;搭建输电线路三维实景模型、输电线路仿真场景环境及输电线路缺陷模型;进行飞控管理培训及考核;以及通过无人机飞控考核后,进行无人机巡检实操教学与考核。本发明对学员飞控管理培训考核合格后再进行无人机巡检实操培训考核,避免了学员因飞控操作不熟练问题损坏无人机,使培训学员按照规范化流程,全面掌握无人机巡检的关键技术,为电网精益化管理提供有效助力。
Description
技术领域
本发明涉及电网输电线路巡检技术领域,具体为一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法及***。
背景技术
随着电网线路的大幅扩建,巡线的工作量日益加大,目前有的巡线技术人才主要通过“人巡”+“机巡”的方式进行巡检,技术人才无法满足日常巡线需求,因此需要对电网输电线路缺陷巡检培训进行专业技术人员培训,为输电线路的巡检工作提供支撑,提高工作效率。
目前,输电线路机巡人员非常缺乏,而输电线路的巡检人员主要通过理论知识学习和传统无人机操控的训练,缺乏在真实的输电线路操控无人机的培训,同时通过传统的无人机培训方法存在以下缺点:专业知识度不足,对无人机飞控熟练度不够;通过传统培训的人员,由于缺乏输电线路缺陷巡检运用,无法按规范完成无人机输电线路的飞行作业。因此,一种基于VR技术的输电线路无人机仿真***亟待开发
针对于这种情况,本发明提出了一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法及***,可实现电网输电线路无人机巡检员的巡检技能快速提升和无人机巡检质量的提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法及***,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法,包括以下步骤:
搭建无人机飞控仿真模型,真实模拟无人机飞行数据,模拟无人机超控功能,实现任务规划方案注入飞行控制,实时显示各类飞行参数以及飞行姿态三维视景;
搭建无人机飞行模型,将无人机飞行数据与遥控器进行数据相连,通过遥控发送指令控制无人机模型;
搭建输电线路三维实景模型、输电线路仿真场景环境及输电线路缺陷模型;
进行飞控管理培训及考核;以及
通过无人机飞控管理考核后,进行无人机巡检实操教学与考核。
优选的,将无人机飞行数据与遥控器进行数据相连,通过遥控发送指令控制无人机模型通过可见光和红外相机进行缺陷拍照。
优选的,真实模拟输电线路杆塔及输电走廊,建立三维杆塔模型数据,在模型数据中添加典型的输电杆塔缺陷模型;建立气候环境模型,添加风、雨及雪的气候场景,根据无人机的飞行场景环境不同,进行仿真模拟无人机在各种气候环境下的飞行姿态,包括风环境、雪环境、雨环境及电磁环境,改变无人机飞行姿态。
优选的,飞控管理培训方法步骤包括:对无人机的开箱、设备器件的构成、装机步骤以及相关注意事项进行培训;对无人机的起飞、悬停、垂直升降、前后俯仰、左右横滚、返航落地以及拍照摄像的操作进行全方位、全技能的培训教学;对无人机的拆卸步骤及装箱步骤进行培训。
优选的,通过动画问答、选择的方式对无人机的开箱、设备器件的构成以及相关注意事项进行飞控管理考核,联动飞控模拟场景、对接集成的设备,后台自动记录学员的操作、作业规范、缺陷扫描及缺陷查找操作,最终对学员的考核情况进行自动化判定。
优选的,无人机巡检实操的教学方法步骤包括:对巡检前人员、设备及工器具、资料准备进行建设;对线路巡检作业过程中的巡检安全、巡检操控、巡检规范及缺陷发现内容进行培训;将视频照片回放检查,缺陷上报。
优选的,无人机巡检实操的考核方法步骤包括:对巡检前人员、设备及工器具、资料准备进行建设;对线路巡检作业过程中的巡检安全、巡检操控、巡检规范及缺陷发现内容进行考核建设;将视频照片回放检查,缺陷上报,分数评判。
一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训***,包括:
无人机飞控模块,用于真实模拟无人机飞行数据,模拟无人机超控功能,实现任务规划方案注入飞行控制,实时显示各类飞行参数以及飞行姿态三维视景;
无人机仿真模型,用于模拟巡检的装置;
无人机仿真环境模块,用于仿真模拟无人机巡检飞行环境;
输电线路缺陷模块,用于仿真模拟输电线路的缺陷;
无人机飞控管理模块,用于进行飞控管理培训及考核;以及
无人机巡检实操模块,用于进行无人机巡检实操教学与考核。
优选的,所述无人机仿真模型包括无人机仿真可见光模块,用于仿真模拟无人机中的可见光相机进行缺陷拍照;以及
无人机仿真红外模块,用于仿真模拟无人机的红外相机对输电线路中的缺陷进行拍照。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明对学员飞控管理培训考核合格后再进行无人机巡检实操培训考核,避免了学员因飞控操作不熟练问题损坏无人机,使培训学员按照规范化流程,全面掌握无人机巡检的关键技术,可大大增加输电线路巡线专业人才,提高工作效率,为电网精益化管理提供有效助力,同时使输电线路***的培训人员能够全面地了解输电***,针对于现实培训中接触不到的内容也能够在VR技术中学习到,既能减少培训资金的投入,又能够将培训过程中的危险性因素降低,还能够更加紧密地将资金花费很大程度降低,达到输电线路运维降本增效的目的。
附图说明
图1为本发明的一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法流程图;
图2为本发明的飞控管理培训方法流程图;
图3为本发明的飞控管理考核方法流程图;
图4为本发明的无人机巡检实操的教学方法流程图;
图5为本发明的无人机巡检实操的考核方法流程图;
图6为本发明一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训***结构框图;
图7为本发明***中无人机仿真模型结构框图。
图中:100无人机飞控模块、200无人机仿真模型、201无人机仿真可见光模块、202无人机仿真红外模块、300无人机仿真环境模块、400输电线路缺陷模块、500无人机飞控管理模块、600无人机巡检实操模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7,本发明提供一种技术方案:
一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法,包括以下步骤:
S101:搭建无人机飞控仿真模型,真实模拟无人机飞行数据,模拟无人机超控功能,实现任务规划方案注入飞行控制,实时显示各类飞行参数以及飞行姿态三维视景;
S102:搭建无人机飞行模型,将无人机飞行数据与遥控器进行数据相连,通过遥控发送指令控制无人机模型及通过可见光和红外相机进行缺陷拍照;
S103:搭建输电线路三维实景模型、输电线路仿真场景环境及输电线路缺陷模型,真实模拟输电线路杆塔及输电走廊,建立三维杆塔模型数据,在模型数据中添加典型的输电杆塔缺陷模型;建立气候环境模型,添加风、雨及雪的气候场景,根据无人机的飞行场景环境不同,进行仿真模拟无人机在各种气候环境下的飞行姿态,包括风环境、雪环境、雨环境及电磁环境,改变无人机飞行姿态;
S104:进行飞控管理培训及考核;以及
S105:通过无人机飞控管理考核后,进行无人机巡检实操教学与考核。
其中,飞控管理培训方法步骤包括:
S201:对无人机的开箱、设备器件的构成、装机步骤以及相关注意事项进行培训;
S202:对无人机的起飞、悬停、垂直升降、前后俯仰、左右横滚、返航落地以及拍照摄像的操作进行全方位、全技能的培训教学;
S203:对无人机的拆卸步骤及装箱步骤进行培训。
其中,飞控管理考核方法步骤包括:
S301:通过动画问答、选择的方式对无人机的开箱、设备器件的构成以及相关注意事项进行飞控管理考核;
S302:联动飞控模拟场景、对接集成的设备,后台自动记录学员的操作、作业规范、缺陷扫描及缺陷查找操作;
S303:对学员的考核情况进行自动化判定。
其中,无人机巡检实操的教学方法步骤包括:
S401:对巡检前人员、设备及工器具、资料准备进行建设;
S402:对线路巡检作业过程中的巡检安全、巡检操控、巡检规范及缺陷发现内容进行培训;
S403:将视频照片回放检查,缺陷上报。
其中,无人机巡检实操的考核方法步骤包括:
S501:对巡检前人员、设备及工器具、资料准备进行建设;
S502:对线路巡检作业过程中的巡检安全、巡检操控、巡检规范及缺陷发现内容进行考核建设;
S503:将视频照片回放检查,缺陷上报,分数评判。
其中,每个无人机巡检学员均需通过无人机飞控管理考核,才能参与该巡检实操的教学与考核。
其中,为了逼真的对学员的无人机飞控技能进行训练,将依据无人机实际驾驶和飞行的特点,将无人机操作手柄的操作、控制集成至无人机飞控学***台中,让学员在***中的操作、驾驶真实感更接近实际的无人机飞控、驾驶,达到对学员最好的飞控培训效果。
其中,飞控场景依据无人机的飞行特征在场景中设计建设对应的飞行标志物、地面标识符。
其中,对无人机的装机考核进行建设,具体的建设内容如下:
通过动画问答、选择的方式进行无人机旋翼安装及相关细项考核的建设;通过动画问答、选择的方式进行无人机电池安装及相关细项考核的建设;通过动画问答、选择的方式进行无人机开机及相关细项考核的建设;通过动画问答、选择的方式进行无人机航拍APP连接及相关细项考核的建设;培训学员直接使用台式工作台连接的键盘、鼠标进行问答填空、选择、下一步的操作;
其中,依据学员考核过程中的答题正确率、飞控操作以及规定的考核标准,***后台自动进行评分,分数为100分满分制、等级分合格与不合格两个等级,***给出评判分数之后,自动判断考核是否合格,考核成绩在学员成绩管理中可以进行查询。
其中,无人机无论是数据传输还是图像传输发生中断,无人机立即停止前进,并且保持无人机悬停不做动作,等待10秒左右,如果数据传输或者图像传输仍未恢复,则将无人机进行返航,避免无人机失去地面控制。
其中,在无人机巡检过程中,除了对线路等巡检对象进行缺陷扫描查找之外,还要首先对诸如塔头、塔身、塔基的线路设施进行拍照,拍照之后才开始对缺陷进行相应的巡检,整个巡检作业过程都需要遵循各项操作的规范性以及标准。
其中,作业结束后,及时向相关部门负责人汇报,履行工作终结手续。
其中,无人机巡视接收后,相关巡检人员依照规定需要对无人机巡视过程中拍摄的视频及照片至少进行一次回放检查,进一步检查和确认疑似隐患,对最终确认的疑似隐患安排相关的人员到现场进行进一步核实,核实后确实存在的安全隐患,应严格按公司隐患管理流程纳入隐患管理,存档巡视照片及录像,并启动相应隐患处理流程。
一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训***,包括
无人机飞控模块100,用于真实模拟无人机飞行数据,模拟无人机超控功能,实现任务规划方案注入飞行控制,实时显示各类飞行参数以及飞行姿态三维视景;
无人机仿真模型200,用于模拟巡检的装置;
无人机仿真环境模块300,用于仿真模拟无人机巡检飞行环境;
输电线路缺陷模块400,用于仿真模拟输电线路的缺陷;
无人机飞控管理模块500,用于进行飞控管理培训及考核;以及
无人机巡检实操模块600,用于进行无人机巡检实操教学与考核。
其中,所述无人机仿真模型200包括无人机仿真可见光模块201,用于仿真模拟无人机中的可见光相机进行缺陷拍照;以及
无人机仿真红外模块202,用于仿真模拟无人机的红外相机对输电线路中的缺陷进行拍照。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法,其特征在于,包括以下步骤:
搭建无人机飞控仿真模型,真实模拟无人机飞行数据,模拟无人机超控功能,实现任务规划方案注入飞行控制,实时显示各类飞行参数以及飞行姿态三维视景;
搭建无人机飞行模型,将无人机飞行数据与遥控器进行数据相连,通过遥控发送指令控制无人机模型;
搭建输电线路三维实景模型、输电线路仿真场景环境及输电线路缺陷模型;
进行飞控管理培训及考核;以及
通过无人机飞控管理考核后,进行无人机巡检实操教学与考核。
2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法,其特征在于:将无人机飞行数据与遥控器进行数据相连,通过遥控发送指令控制无人机模型通过可见光和红外相机进行缺陷拍照。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法,其特征在于:真实模拟输电线路杆塔及输电走廊,建立三维杆塔模型数据,在模型数据中添加典型的输电杆塔缺陷模型;建立气候环境模型,添加风、雨及雪的气候场景,根据无人机的飞行场景环境不同,进行仿真模拟无人机在各种气候环境下的飞行姿态,包括风环境、雪环境、雨环境及电磁环境,改变无人机飞行姿态。
4.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法,其特征在于,飞控管理培训方法步骤包括:
对无人机的开箱、设备器件的构成、装机步骤以及相关注意事项进行培训;
对无人机的起飞、悬停、垂直升降、前后俯仰、左右横滚、返航落地以及拍照摄像的操作进行全方位、全技能的培训教学;
对无人机的拆卸步骤及装箱步骤进行培训。
5.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法,其特征在于:通过动画问答、选择的方式对无人机的开箱、设备器件的构成以及相关注意事项进行飞控管理考核,联动飞控模拟场景、对接集成的设备,后台自动记录学员的操作、作业规范、缺陷扫描及缺陷查找操作,最终对学员的考核情况进行自动化判定。
6.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法,其特征在于,无人机巡检实操的教学方法步骤包括:
对巡检前人员、设备及工器具、资料准备进行建设;
对线路巡检作业过程中的巡检安全、巡检操控、巡检规范及缺陷发现内容进行培训;
将视频照片回放检查,缺陷上报。
7.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训方法,其特征在于,无人机巡检实操的考核方法步骤包括:
对巡检前人员、设备及工器具、资料准备进行建设;
对线路巡检作业过程中的巡检安全、巡检操控、巡检规范及缺陷发现内容进行考核建设;
将视频照片回放检查,缺陷上报,分数评判。
8.一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训***,其特征在于:包括
无人机飞控模块(100),用于真实模拟无人机飞行数据,模拟无人机超控功能,实现任务规划方案注入飞行控制,实时显示各类飞行参数以及飞行姿态三维视景;
无人机仿真模型(200),用于模拟巡检的装置;
无人机仿真环境模块(300),用于仿真模拟无人机巡检飞行环境;
输电线路缺陷模块(400),用于仿真模拟输电线路的缺陷;
无人机飞控管理模块(500),用于进行飞控管理培训及考核;以及
无人机巡检实操模块(600),用于进行无人机巡检实操教学与考核。
9.根据权利要求8所述的一种基于VR技术的输电线路无人机仿真培训***,其特征在于:所述无人机仿真模型(200)包括无人机仿真可见光模块(201),用于仿真模拟无人机中的可见光相机进行缺陷拍照;以及
无人机仿真红外模块(202),用于仿真模拟无人机的红外相机对输电线路中的缺陷进行拍照。
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