CN115033015A - 基于移动智能终端的输电线路巡检管控*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，属于输电线路巡检技术领域，包括规划模块、无人机控制模块、无人机采集模块、处理模块和服务器；所述规划模块用于规划无人机巡检路线；所述无人机控制模块用于控制无人机运行，获取输电线路模型，实时定位无人机位置，并在输电线路模型中进行动态更新，根据输电线路模型中的巡检路线控制无人机飞行，并进行相应的数据采集；所述无人机采集模块用于进行数据采集，并对采集的数据进行初步处理，获取无人机当前在输电线路模型中的位置，识别采集数据种类，根据识别的采集数据种类匹配对应的初步处理方法，根据匹配的初步处理方法进行采集数据处理。

Description

基于移动智能终端的输电线路巡检管控***

技术领域

本发明属于输电线路巡检技术领域，具体是基于移动智能终端的输电线路巡检管控***。

背景技术

随着输电线路建设速度越来越快，输电精益化管理要求也越来越高。输电线路作为电网安全运行重要的环节之一，线路的安全运行和维护至关重要；但是通过人工进行巡检效率低下，不符合当前的巡检要求；目前也有线路巡检使用如无人机进行巡检，但是因为采集的数据量较大，数据处理缓慢，没有很好的测重性，因此为了解决线路巡检的问题，本发明提供了基于移动智能终端的输电线路巡检管控***。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了基于移动智能终端的输电线路巡检管控***。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，包括规划模块、无人机控制模块、无人机采集模块、处理模块和服务器；

所述规划模块用于规划无人机巡检路线；所述无人机控制模块用于控制无人机运行，获取输电线路模型，实时定位无人机位置，并在输电线路模型中进行动态更新，根据输电线路模型中的巡检路线控制无人机飞行，并进行相应的数据采集；

所述无人机采集模块用于进行数据采集，并对采集的数据进行初步处理，获取无人机当前在输电线路模型中的位置，识别采集数据种类，根据识别的采集数据种类匹配对应的初步处理方法，根据匹配的初步处理方法进行采集数据处理，将处理后的采集数据根据对应的采集数据种类传输通道进行数据传输；

所述处理模块用于对无人机传输的数据进行处理，识别传输数据的标签，根据识别标签将传输数据发送到对应的数据分析模型中进行分析，获得对应的分析结果，根据获得的分析结果进行线路管理。

进一步地，规划模块的工作方法包括：

获取输电线路图纸，建立输电线路模型；获取需要进行巡检的区域，并在输电线路模型中进行对应标记，标记为巡检区域，识别巡检区域内具有的电塔编号，根据识别的电塔编号匹配对应的电塔巡检路线，将电塔训练路线在输电线路模型中进行对应位置标记，获取无人机的起始点和终点，将无人机的起始点和终点在输电线路模型中进行标记；

将输电线路模型中无人机的起始点、终点和电塔巡检路线进行提取整合为巡检图，在巡检图中进行关键点补充，基于蚁群算法获取最佳路线，将获得的最佳路线标记为巡检路线，根据获得的巡检路线在输电线路模型中进行补充标记。

进一步地，根据识别的电塔编号匹配对应的电塔巡检路线的方法包括：

获取具有的电塔类型，并进行相应的编号，建立电塔模型，标记各个类型的电塔模型需要进行巡检的构件，标记为目标构件，识别目标构件的位置坐标；获取无人机运行参数，根据目标构件的位置坐标和无人机运行参数标记无人机采集区域，将无人机采集区域标记在电塔模型中，并打上对应目标构件标签，根据电塔模型设置对应的电塔巡检路线。

进一步地，根据识别的采集数据种类匹配对应的初步处理方法的方法包括：

获取具有的采集数据种类，根据采集数据种类匹配现有的数据处理方法，对匹配的数据处理方法进行简化，获得简化方法，并打上对应的采集数据种类标签，建立数据库，将简化方法储存到数据库中，将当前的数据库标记为简化方法匹配库；获取需要进行初步处理的采集数据种类，从简化方法匹配库中匹配对应的简化方法。

进一步地，根据匹配的初步处理方法进行采集数据处理的方法包括：

根据匹配的初步处理方法进行采集数据处理，获得处理异常的采集数据，标记为异常数据，将异常数据标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；获取异常数据的异常位置和相似度，根据获得的异常位置部分设置异常值，并标记为YCi，将获得的相似度标记为XSi；根据问题值公式WTi＝λ×b1×XSi×b2×YCi+exp[λ×(b1+b2)^1.352]计算问题值，其中b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，λ为修正因子，取值范围为0<λ≤1，设置警戒阈值X1，将问题值大于警戒阈值的异常数据标记为问题数据，并打上对应的问题标签。

进一步地，无人机采集模块在进行采集数据处理的过程中，当线路上具有冰块或积雪时，获取输电线路模型，设置标准线路伸缩区间，根据标准线路伸缩区间和输电线路模型建立线路允许幅度模型；

实时获取无人机位置，识别采集图像，进行采集图像处理，获得线路位置，根据获得的线路位置和无人机位置绘制线路点位图，当完成两个电塔之间的线路点位绘制后，进行线路点位图处理，获得线路轨迹图；计算线路轨迹的修正值，根据获得的修正值对线路轨迹图中的线路轨迹进行修正，获得检测轨迹，将检测轨迹输入到线路允许幅度模型中进行比较，获得检测结果，包括检测合格和检测不合格，将对应线路段的采集数据和线路允许幅度模型中的比较图像整合为冬季采集数据，并打上对应的检测结果标签，进行数据传输。

进一步地，计算线路轨迹的修正值的方法包括：

获取当前的采集温度和线路性质，根据采集温度和线路性质设置温度影响系数，标记为WD，获取对应的线路长度，标记为XL，获取线路轨迹图中的线路夹角，标记为AC，根据修正值公式

计算线路轨迹的修正值，其中，b3、b4、b5均为比例系数，取值范围为0<b3≤1，0<b4≤1，0<b5≤1，BL为线路标准设计长度，AB为标准夹角。

进一步地，线路位置根据需要设置选项有线路底端、顶端或中心。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过进行采集数据的初步处理，实现对采集数据进行标记，完成了采集数据的初步标记，便于在后续数据处理过程中进行重点和优先分析，提高问题发现效率，避免因为采集数据过多，使得问题发现迟缓，导致问题解决不够及时而产生完全事故；通过规划模块的设置，为无人机规划最佳路线，提高巡检采集效率；通过各模块的相互配合，实现对输电线路的智能化巡检，便于管理人员快速了解输电线路状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。

如图1所示，基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，包括规划模块、无人机控制模块、无人机采集模块、处理模块和服务器；

所述规划模块用于规划无人机巡检路线，具体方法包括：

获取输电线路图纸，建立输电线路模型；获取需要进行巡检的区域，并在输电线路模型中进行对应标记，标记为巡检区域，识别巡检区域内具有的电塔编号，根据识别的电塔编号匹配对应的电塔巡检路线，将电塔训练路线在输电线路模型中进行对应位置标记，获取无人机的起始点和终点，将无人机的起始点和终点在输电线路模型中进行标记；

将输电线路模型中无人机的起始点、终点和电塔巡检路线进行提取整合为巡检图，在巡检图中进行关键点补充，基于蚁群算法获取最佳路线，将获得的最佳路线标记为巡检路线，根据获得的巡检路线在输电线路模型中进行补充标记。

输电线路模型就是根据输电线路图纸建立的三维数据模型，包括对应的线路、电塔等模型。

关键点就是将无人机需要停留的位置，如需要进行中途充电的位置、需要停留的位置，根据具体的情况进行设置，没有关键点可以不进行补充。

根据识别的电塔编号匹配对应的电塔巡检路线的方法包括：

获取具有的电塔类型，并进行相应的编号，建立电塔模型，标记各个类型的电塔模型需要进行巡检的构件，如导地线、绝缘子、大尺寸金具、小尺寸金具等；标记为目标构件，识别目标构件的位置坐标；获取无人机运行参数，如采集参数、设备参数等在本申请中使用到的参数，均为可以直接获得的参数；根据目标构件的位置坐标和无人机运行参数标记无人机采集区域，即为采集目标构件数据无人机可以在的位置区域，通过现有技术可以实现，因此不进行详细叙述；将无人机采集区域标记在电塔模型中，并打上对应目标构件标签，根据电塔模型由专家组设置对应的电塔巡检路线。

所述无人机控制模块用于控制无人机运行，获取输电线路模型，实时定位无人机位置，并在输电线路模型中进行动态更新，根据输电线路模型中的巡检路线控制无人机飞行，并进行相应的数据采集。

所述无人机采集模块用于进行数据采集，并对采集的数据进行初步处理，具体方法包括：

获取无人机当前在输电线路模型中的位置，识别采集数据种类，即为采集什么部位的数据；根据识别的采集数据种类匹配对应的初步处理方法，并进行采集数据处理，将处理后的采集数据根据对应的采集数据种类传输通道进行数据传输。

采集数据种类传输通道可以根据就有的采集种类进行设置，如利用5G切片技术建立不同的传输通道，或者在采集数据上打上对应的采集数据种类标签，打上标签后再进行数据传输。

根据识别的采集数据种类匹配对应的初步处理方法，并进行采集数据处理的方法包括：

获取具有的采集数据种类，根据采集数据种类匹配现有的数据处理方法，对匹配的数据处理方法进行简化，获得简化方法，并打上对应的采集数据种类标签，建立数据库，将简化方法储存到数据库中，将当前的数据库标记为简化方法匹配库；

获取需要进行初步处理的采集数据种类，从简化方法匹配库中匹配对应的简化方法，即为初步处理方法；根据匹配的简化方法进行采集数据处理，获得处理异常的采集数据，标记为异常数据，即为可能具有问题的采集数据；将异常数据标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；获取异常数据的异常位置和相似度，在简化方法进行采集数据处理的过程中获得；根据获得的异常位置部分设置异常值，并标记为YCi，将获得的相似度标记为XSi；根据问题值公式WTi＝λ×b1×XSi×b2×YCi+exp[λ×(b1+b2)^1.352]计算问题值，其中b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，λ为修正因子，取值范围为0<λ≤1，λ是根据异常数据的异常位置和相似度进行设置的，可以建立对应的匹配表进行匹配，具体未公开的部分为本领域常识；由专家组设置警戒阈值X1，将问题值大于警戒阈值的异常数据标记为问题数据，并打上对应的问题标签。

具有问题标签的采集数据在传输后进行重点、优先分析。

通过进行采集数据的初步处理，实现对采集数据进行标记，完成了采集数据的初步标记，便于在后续数据处理过程中进行重点和优先分析，提高问题发现效率，避免因为采集数据过多，导致问题发现迟缓，问题解决不够及时，产生完全事故。

对匹配的数据处理方法进行简化就是采用人工的方式进行简化，使其能够对采集数据进行简单处理，获取对应的可能具有问题的部位和相似度，相似度指的是可能具有的问题的数据与预设的同类问题的相似度，具体未公开的部分为本领域常识。

根据获得的异常位置部分设置异常值的方法包括：识别采集数据种类，由专家组设置对应目标构件位置异常值匹配表，包括线路；即为采用人工的方式根据历史检测数据对目标构件进行区域划分，对每个区域设置异常值，具体未公开的部分为本领域常识。

在一个实施例中，因为冬天下雪结冰后，将会极大的影响采集数据精度和分析结果，因此对于下雪结冰情况下需要采取不同的处理方法。

在进行采集数据处理的过程中，当线路上具有冰块或积雪时，获取输电线路模型，设置标准线路伸缩区间，根据标准线路伸缩区间和输电线路模型建立线路允许幅度模型；

实时获取无人机位置，识别采集图像，进行采集图像处理，获得线路位置，根据获得的线路位置和无人机位置绘制线路点位图，当完成两个电塔之间的线路点位绘制后，进行线路点位图处理，获得线路轨迹图；获取当前的采集温度和线路性质，指的是线路热胀冷缩性质；根据采集温度和线路性质设置温度影响系数，标记为WD，获取对应的线路长度，标记为XL，获取线路轨迹图中的线路夹角，标记为AC，根据修正值公式

计算线路轨迹的修正值，其中，b3、b4、b5均为比例系数，取值范围为0<b3≤1，0<b4≤1，0<b5≤1，BL为线路标准设计长度，AB为标准夹角；根据获得的修正值对线路轨迹图中的线路轨迹进行修正，获得检测轨迹，将检测轨迹输入到线路允许幅度模型中进行比较，获得检测结果，包括检测合格和检测不合格，将对应线路段的采集数据和线路允许幅度模型中的比较图像整合为冬季采集数据，并打上对应的检测结果标签，进行数据传输。

标准线路伸缩区间即为根据对应线路在冬天热胀冷缩与负重的情况下，线路允许轨迹区间，具体的为本领域常识。

根据标准线路伸缩区间和输电线路模型建立线路允许幅度模型，就是根据标准线路伸缩区间、电塔位置、对应条件设置的线路允许幅度模型，对应条件即为温度等在后续计算中具有影响的条件，具体未公开的部分为本领域常识。

进行采集图像处理，获得线路位置，通过现有的图片识别技术，可以获得对应线路的位置，可以根据需要以线路底端、顶端或中心为识别位置。

进行线路点位图处理就是进行相邻点位之间进行连线，在进行相应的平滑处理，具体的为本领域常识。

根据采集温度和线路性质设置温度影响系数的方法为由专家组根据线路性质和冬天的位置区间设置对应的温度影响系数匹配表，再根据对应的温度进行匹配。

所述处理模块用于对无人机传输的数据进行处理，识别传输数据的标签，根据识别标签将传输数据发送到对应的数据分析模型中进行分析，获得对应的分析结果，根据获得的分析结果进行线路管理。

根据识别标签将传输数据发送到对应的数据分析模型中进行分析的方法为：根据具有的标签种类和数据种类，获取对应的现有数据分析模型，或者根据实际情况进行针对性的改进训练，具体未公开的部分为本领域常识，因此不进行详细叙述。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，其特征在于，包括规划模块、无人机控制模块、无人机采集模块、处理模块和服务器；

所述规划模块用于规划无人机巡检路线；所述无人机控制模块用于控制无人机运行，获取输电线路模型，实时定位无人机位置，并在输电线路模型中进行动态更新，根据输电线路模型中的巡检路线控制无人机飞行，并进行相应的数据采集；

所述无人机采集模块用于进行数据采集，并对采集的数据进行初步处理，获取无人机当前在输电线路模型中的位置，识别采集数据种类，根据识别的采集数据种类匹配对应的初步处理方法，根据匹配的初步处理方法进行采集数据处理，将处理后的采集数据根据对应的采集数据种类传输通道进行数据传输；

所述处理模块用于对无人机传输的数据进行处理，识别传输数据的标签，根据识别标签将传输数据发送到对应的数据分析模型中进行分析，获得对应的分析结果，根据获得的分析结果进行线路管理。

2.根据权利要求1所述的基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，其特征在于，规划模块的工作方法包括：

获取输电线路图纸，建立输电线路模型；获取需要进行巡检的区域，并在输电线路模型中进行对应标记，标记为巡检区域，识别巡检区域内具有的电塔编号，根据识别的电塔编号匹配对应的电塔巡检路线，将电塔训练路线在输电线路模型中进行对应位置标记，获取无人机的起始点和终点，将无人机的起始点和终点在输电线路模型中进行标记；

将输电线路模型中无人机的起始点、终点和电塔巡检路线进行提取整合为巡检图，在巡检图中进行关键点补充，基于蚁群算法获取最佳路线，将获得的最佳路线标记为巡检路线，根据获得的巡检路线在输电线路模型中进行补充标记。

3.根据权利要求2所述的基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，其特征在于，根据识别的电塔编号匹配对应的电塔巡检路线的方法包括：

获取具有的电塔类型，并进行相应的编号，建立电塔模型，标记各个类型的电塔模型需要进行巡检的构件，标记为目标构件，识别目标构件的位置坐标；获取无人机运行参数，根据目标构件的位置坐标和无人机运行参数标记无人机采集区域，将无人机采集区域标记在电塔模型中，并打上对应目标构件标签，根据电塔模型设置对应的电塔巡检路线。

4.根据权利要求1所述的基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，其特征在于，根据识别的采集数据种类匹配对应的初步处理方法的方法包括：

获取具有的采集数据种类，根据采集数据种类匹配现有的数据处理方法，对匹配的数据处理方法进行简化，获得简化方法，并打上对应的采集数据种类标签，建立数据库，将简化方法储存到数据库中，将当前的数据库标记为简化方法匹配库；获取需要进行初步处理的采集数据种类，从简化方法匹配库中匹配对应的简化方法。

5.根据权利要求1所述的基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，其特征在于，根据匹配的初步处理方法进行采集数据处理的方法包括：

根据匹配的初步处理方法进行采集数据处理，获得处理异常的采集数据，标记为异常数据，将异常数据标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；获取异常数据的异常位置和相似度，根据获得的异常位置部分设置异常值，并标记为YCi，将获得的相似度标记为XSi；根据问题值公式WTi＝λ×b1×XSi×b2×YCi+exp[λ×(b1+b2)^1.352]计算问题值，其中b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，λ为修正因子，取值范围为0<λ≤1，设置警戒阈值X1，将问题值大于警戒阈值的异常数据标记为问题数据，并打上对应的问题标签。

6.根据权利要求1所述的基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，其特征在于，无人机采集模块在进行采集数据处理的过程中，当线路上具有冰块或积雪时，获取输电线路模型，设置标准线路伸缩区间，根据标准线路伸缩区间和输电线路模型建立线路允许幅度模型；

实时获取无人机位置，识别采集图像，进行采集图像处理，获得线路位置，根据获得的线路位置和无人机位置绘制线路点位图，当完成两个电塔之间的线路点位绘制后，进行线路点位图处理，获得线路轨迹图；计算线路轨迹的修正值，根据获得的修正值对线路轨迹图中的线路轨迹进行修正，获得检测轨迹，将检测轨迹输入到线路允许幅度模型中进行比较，获得检测结果，包括检测合格和检测不合格，将对应线路段的采集数据和线路允许幅度模型中的比较图像整合为冬季采集数据，并打上对应的检测结果标签，进行数据传输。

7.根据权利要求6所述的基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，其特征在于，计算线路轨迹的修正值的方法包括：

获取当前的采集温度和线路性质，根据采集温度和线路性质设置温度影响系数，标记为WD，获取对应的线路长度，标记为XL，获取线路轨迹图中的线路夹角，标记为AC，根据修正值公式

计算线路轨迹的修正值，其中，b3、b4、b5均为比例系数，取值范围为0<b3≤1，0<b4≤1，0<b5≤1，BL为线路标准设计长度，AB为标准夹角。

8.根据权利要求6所述的基于移动智能终端的输电线路巡检管控***，其特征在于，线路位置根据需要设置选项有线路底端、顶端或中心。

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