CN116126009A - 一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法及***。通过采用激光扫描生成三维点虚拟模型，并通过电磁场强度检测技术与航线规划技术相配合的形式，形成抗干扰的自主飞行航线和锁定飞行航线。本发明充分考虑电气设备电磁场强度和运维巡视需求，相较现有的无人机航线规划方法，兼顾航线安全性和拍摄效果和效率。通过将最佳的巡航点分为自主飞行航线和锁定飞行航线，可在按照自主飞行航线巡视时无电磁干扰的事情发生，进行自主调节的飞行巡视任务；在按照锁定飞行航线巡视时，线路的固定保证巡视的质量，并且锁定的航线也可以抵抗电磁的干扰，防止因自主的调节造成坠机的现象发生。

Description

一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法及***

技术领域

本发明应用于电力技术领域，涉及一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法及***。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧进行无人驾驶飞机的研制工作。

无人机由于其简便、体型小等优点被广泛的应用于电力行业，而无人机一般都是预先设置好其飞行路线或者手动进行操控，在对一些电气设备进行探测时，可能会因为狭小地域的原因导致无人机受到较高的电磁干扰，使无人机不能正常的进行飞行，从而掉落坠毁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法及***。可以提高无人机巡视的安全性以及效率。

本发明的一方面，提供一种根据本发明实施例，提供了一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法，其至少包括如下步骤：

步骤S10，通过激光雷达扫描配网巡视环境，生成高精度的配网三维点虚拟模型；三维点虚拟模型中的点以每毫米为单位设置。在本实施例中，采用每毫米为单位，可以更加的精确化，保证配网待巡视区域可更加细节的进行三维建模，为后续电磁场强度的分布做精细化关联。

步骤S11，确定配网巡视区域电磁环境，对配网待巡视区域进行仿真分析，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图；

步骤S12，将配网待巡视区域的电磁场强度分布图与三维点虚拟模型进行关联，使得三维点虚拟模型中的点分别代表对应位置的配网待巡视区域的电磁场强度；

步骤S13，将三维点虚拟模型导入无人机的航线规划软件，对无人机的航线进行初步的调整，形成自主飞行航线和锁定飞行航线；

步骤S14，当进行巡视时，向无人机发送自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，无人机根据接收到的自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视，直到完成巡视任务。

优选的，所述步骤S11进一步包括：

在配网满负荷运行的情况下，通过电磁场测量仪对配网待巡视区域进行电磁场强度的测量，获得配网待巡视区域的实际测量的磁场强度分布值；

通过仿真软件对配网待巡视区域进行电磁场强度的仿真测量，获得配网待巡视区域的仿真磁场强度分布值；

对比实际测量的磁场强度分布值和仿真磁场强度分布值，确定最终的磁场强度分布值；

根据最终的磁场强度分布值，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图。

优选的，所述步骤S13进一步包括：

航线规划软件接收三维点虚拟模型，并对导入的三维点虚拟模型进行处理；

根据三维点虚拟模型内的若干点代表的电磁场强度的不同，将三维点虚拟模型内会对无人机巡视造成干扰的点标记为干扰航线点，将三维点虚拟模型内不会对无人机巡视造成干扰的点标记为无干扰航线点；

在无干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成自主飞行航线；在干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成锁定飞行航线。

优选的，当无人机按照自主飞行航线进行巡视的时候，可根据巡视需求进行自主的调整航线；当无人机按照锁定飞行航线进行巡视的时候，无法根据巡视需求进行自主的调整航线，航线为固定状态。

优选的，当无人机进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视时，如果无人机检测到信号异常，则执行紧急驾驶模式，沿巡视路线朝起点飞行。

相应地，本发明的另一方面，还提供一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视***，其至少包括：

配网虚拟模型生成单元，用于通过激光雷达扫描配网巡视环境，生成高精度的配网三维点虚拟模型；

电磁强度分布图获取单元，用于确定配网巡视区域电磁环境，对配网待巡视区域进行仿真分析，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图；

关联处理单元，用于将配网待巡视区域的电磁场强度分布图与三维点虚拟模型进行关联，使得三维点虚拟模型中的点分别代表对应位置的配网待巡视区域的电磁场强度；

飞行航线确定单元，用于将三维点虚拟模型导入无人机的航线规划软件，对无人机的航线进行初步的调整，形成自主飞行航线和锁定飞行航线；

巡视处理单元，用于向无人机发送自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，无人机根据接收到的自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视，直到完成巡视任务。

优选的，所述电磁强度分布图获取单元进一步包括：

测量单元，用于在配网满负荷运行的情况下，通过电磁场测量仪对配网待巡视区域进行电磁场强度的测量，获得配网待巡视区域的实际测量的磁场强度分布值；

仿真单元，用于通过仿真软件对配网待巡视区域进行电磁场强度的仿真测量，获得配网待巡视区域的仿真磁场强度分布值；

对比单元，用于对比实际测量的磁场强度分布值和仿真磁场强度分布值，确定最终的磁场强度分布值；

建立单元，用于根据最终的磁场强度分布值，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图。

优选的，所述飞行航线确定单元进一步包括：

导入单元，用于通过航线规划软件接收三维点虚拟模型，并对导入的三维点虚拟模型进行处理；

航线点标记单元，用于根据三维点虚拟模型内的若干点代表的电磁场强度的不同，将三维点虚拟模型内会对无人机巡视造成干扰的点标记为干扰航线点，将三维点虚拟模型内不会对无人机巡视造成干扰的点标记为无干扰航线点；

确定单元，用于在无干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成自主飞行航线；在干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成锁定飞行航线。

优选的，当无人机按照自主飞行航线进行巡视的时候，可根据巡视需求进行自主的调整航线；当无人机按照锁定飞行航线进行巡视的时候，无法根据巡视需求进行自主的调整航线，航线为固定状态。

优选的，进一步包括：

异常处理单元，用于当无人机进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视时，如果无人机检测到信号异常，则执行紧急驾驶模式，沿巡视路线朝起点飞行。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明提供一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法及***。在本发明中，充分考虑配网电磁场强度和运维巡视需求，相较现有的配网无人机航线规划方法，兼顾航线安全性和拍摄效果和效率。

在本发明中，对配网的电磁场强度进行仿真和实测，建立配网三维电磁场强分布图，为无人机自主巡视航线规划的安全性提供理论依据，降低航线规划时的盲目性。

在本发明中，通过将最佳的巡航点分为自主飞行航线和锁定飞行航线，可在按照自主飞行航线巡视时无电磁干扰的事情发生，进行自主调节的飞行巡视任务；在按照锁定飞行航线巡视时，线路的固定保证巡视的质量，并且锁定的航线也可以抵抗电磁的干扰，防止因自主的调节造成坠机的现象发生。

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地介绍，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它的附图。

图1是本发明提供的一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法的一个实施例的主流程示意图；

图2是图1中步骤S11的详细示意图；

图3是图1中步骤S13的详细示意图；

图4是本发明提供的一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视***的一个实施例的结构示意图；

图5是图4中电磁强度分布图获取单元的结构示意图；

图6是图4中飞行航线确定单元的结构示意图。

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的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

如图1所示示出了本发明提供的一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法的一个实施例的主流程示意图。一并结合图2至图3所示，在本实施例中，所述方法至少包括如下步骤：

步骤S10，通过激光雷达扫描配网巡视环境，生成高精度的配网三维点虚拟模型；

步骤S11，确定配网巡视区域电磁环境，对配网待巡视区域进行仿真分析，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图；

具体的，在一个实施例中，所述步骤S11进一步包括：

步骤S110，在配网满负荷运行的情况下，通过电磁场测量仪对配网待巡视区域进行电磁场强度的测量，获得配网待巡视区域的实际测量的磁场强度分布值；

步骤S111，通过仿真软件对配网待巡视区域进行电磁场强度的仿真测量，获得配网待巡视区域的仿真磁场强度分布值；

步骤S112，对比实际测量的磁场强度分布值和仿真磁场强度分布值，确定最终的磁场强度分布值；

步骤S113，根据最终的磁场强度分布值，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图。

步骤S12，将配网待巡视区域的电磁场强度分布图与三维点虚拟模型进行关联，使得三维点虚拟模型中的点分别代表对应位置的配网待巡视区域的电磁场强度；

步骤S13，将三维点虚拟模型导入无人机的航线规划软件，对无人机的航线进行初步的调整，形成自主飞行航线和锁定飞行航线；

更具体的，所述步骤S13进一步包括：

步骤S130，航线规划软件接收三维点虚拟模型，并对导入的三维点虚拟模型进行处理；

步骤S131，根据三维点虚拟模型内的若干点代表的电磁场强度的不同，将三维点虚拟模型内会对无人机巡视造成干扰的点标记为干扰航线点，将三维点虚拟模型内不会对无人机巡视造成干扰的点标记为无干扰航线点；

步骤S132，在无干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成自主飞行航线；在干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成锁定飞行航线。

步骤S14，当进行巡视时，向无人机发送自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，无人机根据接收到的自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视，直到完成巡视任务。

其中，当无人机按照自主飞行航线进行巡视的时候，可根据巡视需求进行自主的调整航线；当无人机按照锁定飞行航线进行巡视的时候，无法根据巡视需求进行自主的调整航线，航线为固定状态。

可以理解的是，当无人机进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视时，如果无人机检测到信号异常，则执行紧急驾驶模式，沿巡视路线朝起点飞行。

如图4所示，示出了本发明提供的一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视***的一个实施例的结构示意图。一并结合图5和图6所示，在本实施例中，所述基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视***1至少包括：

配网虚拟模型生成单元10，用于通过激光雷达扫描配网巡视环境，生成高精度的配网三维点虚拟模型；

电磁强度分布图获取单元11，用于确定配网巡视区域电磁环境，对配网待巡视区域进行仿真分析，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图；

关联处理单元12，用于将配网待巡视区域的电磁场强度分布图与三维点虚拟模型进行关联，使得三维点虚拟模型中的点分别代表对应位置的配网待巡视区域的电磁场强度；

飞行航线确定单13，用于将三维点虚拟模型导入无人机的航线规划软件，对无人机的航线进行初步的调整，形成自主飞行航线和锁定飞行航线；

巡视处理单元14，用于向无人机发送自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，无人机根据接收到的自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视，直到完成巡视任务。

如图5所示，所述电磁强度分布图获取单元11进一步包括：

测量单元110，用于在配网满负荷运行的情况下，通过电磁场测量仪对配网待巡视区域进行电磁场强度的测量，获得配网待巡视区域的实际测量的磁场强度分布值；

仿真单元111，用于通过仿真软件对配网待巡视区域进行电磁场强度的仿真测量，获得配网待巡视区域的仿真磁场强度分布值；

对比单元112，用于对比实际测量的磁场强度分布值和仿真磁场强度分布值，确定最终的磁场强度分布值；

建立单元113，用于根据最终的磁场强度分布值，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图。

如图6所示，所述飞行航线确定单元13进一步包括：

导入单元130，用于通过航线规划软件接收三维点虚拟模型，并对导入的三维点虚拟模型进行处理；

航线点标记单元131，用于根据三维点虚拟模型内的若干点代表的电磁场强度的不同，将三维点虚拟模型内会对无人机巡视造成干扰的点标记为干扰航线点，将三维点虚拟模型内不会对无人机巡视造成干扰的点标记为无干扰航线点；

确定单元132，用于在无干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成自主飞行航线；在干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成锁定飞行航线。

可以理解的是，当无人机按照自主飞行航线进行巡视的时候，可根据巡视需求进行自主的调整航线；当无人机按照锁定飞行航线进行巡视的时候，无法根据巡视需求进行自主的调整航线，航线为固定状态。

可以理解的是，在所述配网无人机抗电磁干扰巡视***1进一步包括：

异常处理单元，用于当无人机进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视时，如果无人机检测到信号异常，则执行紧急驾驶模式，沿巡视路线朝起点飞行。

更多细节，可以参考并结合前述对图1至图3的描述，在此不再赘述。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明提供一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法及***。在本发明中，充分考虑配网电磁场强度和运维巡视需求，相较现有的配网无人机航线规划方法，兼顾航线安全性和拍摄效果和效率。

在本发明中，对配网的电磁场强度进行仿真和实测，建立配网三维电磁场强分布图，为无人机自主巡视航线规划的安全性提供理论依据，降低航线规划时的盲目性。

在本发明中，通过将最佳的巡航点分为自主飞行航线和锁定飞行航线，可在按照自主飞行航线巡视时无电磁干扰的事情发生，进行自主调节的飞行巡视任务；在按照锁定飞行航线巡视时，线路的固定保证巡视的质量，并且锁定的航线也可以抵抗电磁的干扰，防止因自主的调节造成坠机的现象发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求范围，因此凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视方法，其特征在于，至少包括如下步骤：

步骤S10，通过激光雷达扫描配网巡视环境，生成高精度的配网三维点虚拟模型；

步骤S11，确定配网巡视区域电磁环境，对配网待巡视区域进行仿真分析，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图；

步骤S12，将配网待巡视区域的电磁场强度分布图与三维点虚拟模型进行关联，使得三维点虚拟模型中的点分别代表对应位置的配网待巡视区域的电磁场强度；

步骤S13，将三维点虚拟模型导入无人机的航线规划软件，对无人机的航线进行初步的调整，形成自主飞行航线和锁定飞行航线；

步骤S14，当进行巡视时，向无人机发送自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，无人机根据接收到的自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视，直到完成巡视任务。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S11进一步包括：

步骤S110，在配网满负荷运行的情况下，通过电磁场测量仪对配网待巡视区域进行电磁场强度的测量，获得配网待巡视区域的实际测量的磁场强度分布值；

步骤S111，通过仿真软件对配网待巡视区域进行电磁场强度的仿真测量，获得配网待巡视区域的仿真磁场强度分布值；

步骤S112，对比实际测量的磁场强度分布值和仿真磁场强度分布值，确定最终的磁场强度分布值；

步骤S113，根据最终的磁场强度分布值，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S13进一步包括：

步骤S130，航线规划软件接收三维点虚拟模型，并对导入的三维点虚拟模型进行处理；

步骤S131，根据三维点虚拟模型内的若干点代表的电磁场强度的不同，将三维点虚拟模型内会对无人机巡视造成干扰的点标记为干扰航线点，将三维点虚拟模型内不会对无人机巡视造成干扰的点标记为无干扰航线点；

步骤S132，在无干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成自主飞行航线；在干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成锁定飞行航线。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当无人机按照自主飞行航线进行巡视的时候，可根据巡视需求进行自主的调整航线；当无人机按照锁定飞行航线进行巡视的时候，无法根据巡视需求进行自主的调整航线，航线为固定状态。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，当无人机进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视时，如果无人机检测到信号异常，则执行紧急驾驶模式，沿巡视路线朝起点飞行。

6.一种基于磁场分析的配网无人机抗电磁干扰巡视***，其特征在于，至少包括：

配网虚拟模型生成单元，用于通过激光雷达扫描配网巡视环境，生成高精度的配网三维点虚拟模型；

电磁强度分布图获取单元，用于确定配网巡视区域电磁环境，对配网待巡视区域进行仿真分析，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图；

关联处理单元，用于将配网待巡视区域的电磁场强度分布图与三维点虚拟模型进行关联，使得三维点虚拟模型中的点分别代表对应位置的配网待巡视区域的电磁场强度；

飞行航线确定单元，用于将三维点虚拟模型导入无人机的航线规划软件，对无人机的航线进行初步的调整，形成自主飞行航线和锁定飞行航线；

巡视处理单元，用于向无人机发送自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，无人机根据接收到的自主飞行航线请求或锁定飞行航线请求，进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视，直到完成巡视任务。

7.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述电磁强度分布图获取单元进一步包括：

测量单元，用于在配网满负荷运行的情况下，通过电磁场测量仪对配网待巡视区域进行电磁场强度的测量，获得配网待巡视区域的实际测量的磁场强度分布值；

仿真单元，用于通过仿真软件对配网待巡视区域进行电磁场强度的仿真测量，获得配网待巡视区域的仿真磁场强度分布值；

对比单元，用于对比实际测量的磁场强度分布值和仿真磁场强度分布值，确定最终的磁场强度分布值；

建立单元，用于根据最终的磁场强度分布值，建立配网待巡视区域的电磁场强度分布图。

8.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述飞行航线确定单元进一步包括：

导入单元，用于通过航线规划软件接收三维点虚拟模型，并对导入的三维点虚拟模型进行处理；

航线点标记单元，用于根据三维点虚拟模型内的若干点代表的电磁场强度的不同，将三维点虚拟模型内会对无人机巡视造成干扰的点标记为干扰航线点，将三维点虚拟模型内不会对无人机巡视造成干扰的点标记为无干扰航线点；

确定单元，用于在无干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成自主飞行航线；在干扰航线点中查找配网待巡视区域内的各个待巡视设备的最佳巡视点，将查找到的若干巡视点串联在一起，形成锁定飞行航线。

9.如权利要求8所述的***，其特征在于，当无人机按照自主飞行航线进行巡视的时候，可根据巡视需求进行自主的调整航线；当无人机按照锁定飞行航线进行巡视的时候，无法根据巡视需求进行自主的调整航线，航线为固定状态。

10.如权利要求6至9任一项所述的***，其特征在于，进一步包括：

异常处理单元，用于当无人机进行自主飞行航线的巡视或锁定飞行航线的巡视时，如果无人机检测到信号异常，则执行紧急驾驶模式，沿巡视路线朝起点飞行。

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