CN113534846A - 输电线路无人机自主智能巡检*** - Google Patents

输电线路无人机自主智能巡检*** Download PDF

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毛鹏飞
张�杰
刘洋
杨晓宇
梁文静
谢晓君
陶克涛
丁畅
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Abstract

本申请公开了一种输电线路无人机自主智能巡检***,包括无人机精细化巡检航迹规划功能模块、移动端智能飞行控制功能模块和无人机智能巡检航线管理功能模块。本申请设计合理,实现通道巡检、精细化巡检、红外巡检、激光雷达巡检等多种作业模式下的航线自动化生成及检校,实现输电线路拍照点、巡检航线批量化快速生成,并为综合模拟工况下的电力安全运行提供分析预测,具备一键起飞/降落、飞行及拍照参数设定、航线断点续飞、多基杆塔航线连续执行、状态监测等功能,实现无人机自主飞行航线集中分级管控功能模块建设,可实时监控无人机自主巡检作业状态,实现远程巡检视频回传、巡检轨迹跟踪、无人机及设备状态监管。

Description

输电线路无人机自主智能巡检***
技术领域
本申请涉及输电线路巡检领域,具体是一种输电线路无人机自主智能巡检***。
背景技术
输电线路的巡检是有效保证输电线路及其设备安全的一项基础工作,通过对输配线路的巡视检查来掌握线路运行状况及周围环境的变化,及时发现设备缺陷和危及线路安全的隐患,提出具体检修意见,以便及时消除缺陷、预防事故发生,从而保证输配电线路安全和电力***稳定。
传统的人工巡检效率低、工作量较大,在这种背景下,利用无人机巡检输电线路,可以减轻运维人员“千里巡线”的劳动强度,降低高压输电线路的运行维护成本。无人机搭载各类可见光、红外或者激光设备执行巡检任务,可以全面检测和掌握电力杆塔的安全情况,通过无人机巡检,能够大幅降低成本和劳动强度,保障输电线路的安全可靠的运行,然而无人机巡检并未实现真正意义上的无人,在目前的无人机输电线路巡检的,实际任务中,仍然以人工手动操作为主,存在着诸多不足:首先,由于人的视力限制,难以目测无人机到电塔及输电线路之间的间距,存在着操作风险;其次,人工操作的航迹路线随机性较强,轨迹并非最优,存在寻找拍摄点位的额外时间,导致巡检效率并不高。因此,针对上述问题提出一种输电线路无人机自主智能巡检***。
发明内容
本申请的目的就在于为了解决上述问题而提供一种输电线路无人机自主智能巡检***。
本申请通过以下技术方案来实现上述目的,一种输电线路无人机自主智能巡检***,包括无人机精细化巡检航迹规划功能模块、移动端智能飞行控制功能模块和无人机智能巡检航线管理功能模块,所述无人机精细化巡检航迹规划功能模块包括无人机精细化巡检规划及拍摄原则、基于激光点云数据的无人机精细化巡检航迹规划方法和输电线路拍照点及巡检航线批量化快速生成技术,所述移动端智能飞行控制功能模块包括移动端无人机巡检智能飞行控制技术,所述人机智能巡检航线管理功能模块包括电线路三维可视化及无人机智能巡检航线管理技术、人机精细化巡检图像自主命名归档方案和主要功能及参数。
优选的,所述无人机精细化巡检规划及拍摄原则:面向大号侧,先左后右,从下至上(对侧从上至下),先小号侧后大号侧,所述无人机精细化巡检规划及拍摄原则应用对象包括单回直线塔和单回耐张塔;单回直线塔:面向大号侧先拍左相再拍中相后拍右相,先拍小号侧后拍大号侧;单回耐张塔:面向大号侧先拍左相再拍中相后拍右相,先拍小号侧再拍跳线串后拍大号侧。
优选的,所述移动端无人机巡检智能飞行控制技术通过导入无人机自主精细化巡检航迹文件,控制无人机超视距自主飞行,实现云端任务同步与管理,具备一键起飞/降落、飞行及拍照参数设定、航线断点续飞、多基杆塔航线连续执行、状态监测等功能。
优选的,所述输电线路三维可视化及无人机智能巡检航线管理技术采用无人机、直升机激光扫描***直接获取输电线路走廊内大量高精度激光点云数据,以真三维展现形式实现输电线路走廊可视化。
优选的,所述人机精细化巡检图像自主命名归档方案采用图像自主命名归档模块,实现原始巡检照片进行初步聚类、复核检查、重命名、缺陷隐患标识等功能,辅助实现缺陷数据的快速标绘,定位相应缺陷,生成规范报告。
本申请的有益效果是:实现通道巡检、精细化巡检、红外巡检、激光雷达巡检等多种作业模式下的航线自动化生成及检校,实现输电线路拍照点、巡检航线批量化快速生成,并为综合模拟工况下的电力安全运行提供分析预测,实现云端任务同步与管理,具备一键起飞/降落、飞行及拍照参数设定、航线断点续飞、多基杆塔航线连续执行、状态监测等功能,实现无人机自主飞行航线集中分级管控功能模块建设,可实时监控无人机自主巡检作业状态,实现远程巡检视频回传、巡检轨迹跟踪、无人机及设备状态监管,保证电力巡线工作的规范化和安全性,形成无人机自主巡检相关作业流程的指导文件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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它的附图。
图1为本申请的无人机自动精细化巡检作业流程图;
图2为本申请的巡检拍摄流程图;
图3为本申请的直线塔拍摄原则及内容的图表;
图4为本申请的耐张塔拍摄原则及内容的图表。
具体实施方式
为使得本申请的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而非全部的实施例。基于本申请中的实施例,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它实施例,都属于本申请保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
请参阅图1-3所示,一种输电线路无人机自主智能巡检***,包括无人机精细化巡检航迹规划功能模块、移动端智能飞行控制功能模块和无人机智能巡检航线管理功能模块,所述无人机精细化巡检航迹规划功能模块包括无人机精细化巡检规划及拍摄原则、基于激光点云数据的无人机精细化巡检航迹规划方法和输电线路拍照点及巡检航线批量化快速生成技术,所述移动端智能飞行控制功能模块包括移动端无人机巡检智能飞行控制技术,所述人机智能巡检航线管理功能模块包括电线路三维可视化及无人机智能巡检航线管理技术、人机精细化巡检图像自主命名归档方案和主要功能及参数。
进一步地,所述无人机精细化巡检规划及拍摄原则:面向大号侧,先左后右,从下至上(对侧从上至下),先小号侧后大号侧,所述无人机精细化巡检规划及拍摄原则应用对象包括单回直线塔和单回耐张塔,得到两种拍摄原则及内容,具体如下:
一、直线塔拍摄原则及内容:
(1)单回直线塔:面向大号侧先拍左相再拍中相后拍右相,先拍小号侧后拍大号侧。
(2)双回直线塔:面向大号侧先拍左回后拍右回,先拍下相再拍中相后拍上相(对侧先拍上相再拍中相后拍下相,C型顺序拍摄),先拍小号侧后拍大号侧;
Figure BDA0003223512430000051
二、耐张塔拍摄原则及内容:
(1)单回耐张塔:面向大号侧先拍左相再拍中相后拍右相,先拍小号侧再拍跳线串后拍大号侧。小号侧先拍导线端后拍横担端,跳线串先拍横担端后拍导线端,大号侧先拍横担端后拍导线端。
(2)双回耐张塔:面向大号侧先拍左回后拍右回,先拍下相再拍中相后拍上相(对侧先拍上相再拍中相后拍下相,C型顺序拍摄),先拍小号侧再拍跳线后拍大号侧,小号侧先拍导线端后拍横担端,跳线串先拍横担端后拍导线端,大号侧先拍横担端后拍导线端;
Figure BDA0003223512430000061
进一步地,所述基于激光点云数据的无人机精细化巡检航迹规划方法的具体规划方法如下:机载激光雷达可快速获取输电线路通道的高精度三维点云数据,由于激光雷达具有穿透植被的特性,可帮助实现对通道内树木、地形以及杆塔、导线等的精确建模,这种高精度三维点云数据为无人机自动化巡检提供了精确的飞行导航三维地图。
进一步地,所述输电线路拍照点及巡检航线批量化快速生成技术的具体生成技术如下:根据安全作业距离及导线走向,计算无人机巡检的基准航迹路线,依据巡检模式、线路电压等级、巡检杆塔、金具等不同特点,建立航线模型标准模板,实现输电线路同类型杆塔的拍照点、巡检航线批量化快速生成,提高无人机自主巡检航线规划效率,便于大规模的推广应用。
进一步地,所述移动端无人机巡检智能飞行控制技术通过导入无人机自主精细化巡检航迹文件,控制无人机超视距自主飞行,实现云端任务同步与管理,具备一键起飞/降落、飞行及拍照参数设定、航线断点续飞、多基杆塔航线连续执行、状态监测等功能。
进一步地,所述移动端无人机巡检智能飞行控制技术还具备RTK设置功能,包括开启/关闭RTK、选择RTK模式、配置RTK参数等。具备航线飞行参数设置功能,可调整无人机跨越杆塔速度、塔间飞行速度、拍照稳定时间等。具备起飞点校准、一键起飞/返航、相机参数设置功能。
进一步地,所述输电线路三维可视化及无人机智能巡检航线管理技术采用无人机、直升机激光扫描***直接获取输电线路走廊内大量高精度激光点云数据,以真三维展现形式实现输电线路走廊可视化;
通过对激光点云数据的处理生成地形数据以及电/铁塔模型等数据,构建能够准确有效地模拟和再现输电线路走廊内的地形、地貌、地物的输电线路走廊三维可视化***,实现海量数据的快速浏览、漫游、显示和管理等,在输电线路走廊三维可视化平台上设计规划航线和航迹点,连接成一条完整的飞行航线,并进行模拟飞行,航迹文件能够保存和下发,实现无人机自主精细化巡检;
进一步地,所述人机精细化巡检图像自主命名归档方案采用图像自主命名归档模块,实现原始巡检照片进行初步聚类、复核检查、重命名、缺陷隐患标识等功能,辅助实现缺陷数据的快速标绘,定位相应缺陷,生成规范报告,具体需具备如下功能:
原始巡检照片进行聚类、复核检查功能,可创建结构化的目录,并将照片文件转移至对应的目录文件夹中;对模板进行管理、杆塔组照片进行批量重命名的功能;照片缺陷查找功能,可进行线路级别照片浏览,便于识别、记录照片内缺陷;巡检报告生成功能,包括缺陷报告、杆塔概况报告、巡检汇总报告等导出。
对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种输电线路无人机自主智能巡检***,其特征在于:包括无人机精细化巡检航迹规划功能模块、移动端智能飞行控制功能模块和无人机智能巡检航线管理功能模块,所述无人机精细化巡检航迹规划功能模块包括无人机精细化巡检规划及拍摄原则、基于激光点云数据的无人机精细化巡检航迹规划方法和输电线路拍照点及巡检航线批量化快速生成技术,所述移动端智能飞行控制功能模块包括移动端无人机巡检智能飞行控制技术,所述人机智能巡检航线管理功能模块包括电线路三维可视化及无人机智能巡检航线管理技术、人机精细化巡检图像自主命名归档方案和主要功能及参数。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机自主智能巡检***,其特征在于:所述无人机精细化巡检规划及拍摄原则:面向大号侧,先左后右,从下至上(对侧从上至下),先小号侧后大号侧,所述无人机精细化巡检规划及拍摄原则应用对象包括单回直线塔和单回耐张塔;单回直线塔:面向大号侧先拍左相再拍中相后拍右相,先拍小号侧后拍大号侧;单回耐张塔:面向大号侧先拍左相再拍中相后拍右相,先拍小号侧再拍跳线串后拍大号侧。
3.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机自主智能巡检***,其特征在于:所述移动端无人机巡检智能飞行控制技术通过导入无人机自主精细化巡检航迹文件,控制无人机超视距自主飞行,实现云端任务同步与管理,具备一键起飞/降落、飞行及拍照参数设定、航线断点续飞、多基杆塔航线连续执行、状态监测等功能。
4.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机自主智能巡检***,其特征在于:所述输电线路三维可视化及无人机智能巡检航线管理技术采用无人机、直升机激光扫描***直接获取输电线路走廊内大量高精度激光点云数据,以真三维展现形式实现输电线路走廊可视化。
5.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机自主智能巡检***,其特征在于:所述人机精细化巡检图像自主命名归档方案采用图像自主命名归档模块,实现原始巡检照片进行初步聚类、复核检查、重命名、缺陷隐患标识等功能,辅助实现缺陷数据的快速标绘,定位相应缺陷,生成规范报告。
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