CN117146826B - 一种输电线路隐患巡检路径规划方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种输电线路隐患巡检路径规划方法及装置,方法包括:绘制线路地图,线路地图至少包含一段目标线路,线路地图中包含了每段目标线路的地理位置;采集目标线路的环境图像特征和线路图像特征;判断目标线路的隐患程度,并将结果标注在线路地图上;定义隐患点,隐患点的坐标参数为线路地图上对应隐患线路的地理位置,隐患点的数据集合还包括该点处的隐患程度;根据隐患点的坐标,并按照隐患程度,构建巡检路径。本发明通过对输电线路隐患进行评估,对评估结果进行程度分级,并根据隐患程度以及隐患点位置,制定人工巡检路径、无人机巡检路径或者巡检机器人巡检路径,提高检修效率。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路技术领域,尤其涉及一种输电线路隐患巡检路径规划方法及装置。
背景技术
输电线路是电网的重要组成部分,受人为及自然条件的影响,输电线路中经常会出现各种安全隐患,若输电线路存在的安全隐患不能得到及时排查,不仅会危及电网安全运行,而且会影响用户的生产与生活。
现有技术中,研究人员把研究重点放在如何提高隐患识别精度上,缺少对于隐患识别后进行巡检的指导,导致现有检修效率较低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的检修效率低的缺陷与问题,提供一种检修效率高的输电线路隐患巡检路径规划方法及装置。
为实现以上目的,本发明的技术解决方案是:一种输电线路隐患巡检路径规划方法,包括:
绘制线路地图,线路地图至少包含一段目标线路,线路地图中包含了每段目标线路的地理位置;
采集目标线路的环境图像特征和线路图像特征;
判断目标线路的隐患程度,并将结果标注在线路地图上;
定义隐患点,隐患点的坐标参数为线路地图上对应隐患线路的地理位置,隐患点的数据集合还包括该点处的隐患程度;
根据隐患点的坐标,并按照隐患程度,构建巡检路径。
所述判断目标线路的隐患程度,包括:
对目标线路的环境图像特征进行Lee滤波处理;
对预处理后的环境图像特征进行Otsu阈值分割,提取到水体特征,并转化成水体分布二值图;
根据水体分布二值图的对应线路地图上的塔基分布,将塔基位置标记于水体分布二值图内,计算水灾对塔基的隐患程度。
采用如下公式计算水灾对塔基的隐患程度:
;
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式中,、/>、/>、/>表示水灾对塔基的隐患程度值;当/>,/>为塔基坐标与原始水体坐标的直线最短距离;当/>,/>,/>为范围圆内当前水体的面积占比,范围圆是以塔基坐标为中心构建的虚拟圆,/>为/>时间之前范围圆中水体的面积占比;/>为历史范围圆中水体面积的最高占比;当/>,/>,/>为当前海拔差值,根据塔基基地的海拔高度和当前水体水面的海拔高度计算得到,/>为/>时间之前海拔差值;/>为历史最高海拔差值;
对、/>、/>、/>赋以权重,计算得到水灾对塔基的隐患程度。
人工巡检路径的构建包括以下步骤:
根据隐患程度的紧急程度,将所有的隐患点分为一级路径目标点、二级路径目标点以及三级路径目标点;
根据交通道路地图选取一条能够涵盖所有一级路径目标点的人工巡检路径;
对二级路径目标点进行聚类,形成若干个聚类中心坐标点,将聚类中心坐标点/>作为二级路径目标点,更新人工巡检路径,更新后的人工巡检路径定义为一级巡检任务路径,对一级巡检任务路径进行分段,形成多段线路,匹配最近的人工巡检站;
对三级路径目标点和二级路径目标点进行聚类,形成若干个聚类中心坐标点,将聚类中心坐标点/>在交通道路地图上作为二级路径目标点,寻找二级巡检任务路径。
将交通道路地图进行分块,将路径目标点分在同一板块或者相邻板块,然后采用算法寻找二级巡检任务路径。
无人机巡检路径的构建包括以下步骤:
列举线路地图上所有的隐患点,对所有隐患点坐标进行聚类,形成若干个聚类中心,连接聚类中心形成飞行路径图;
在飞行路径图中寻找闭合的多边形,该多边形满足端点具有0个或者2个奇点;
待多边形范围涵盖到所有的聚类中心后,停止寻找;
每个多边形的线条作为无人机的飞行路径。
巡检机器人巡检路径的构建包括以下步骤:
巡检机器人沿着输电线路朝着一个方向进行,从而到达每个隐患点。
所述巡检机器人包括支撑轮组件、两个驱动轮组件以及多个用于安装检修装置的关节仓;
所述关节仓呈U型结构,相邻两个所述关节仓之间设置有推杆,所述推杆的输出轴连接有上基座,相邻两个所述关节仓的上部支架铰接在所述上基座的两端,所述推杆的底部连接有下基座,相邻两个所述关节仓的下部铰接在所述下基座的两端;
所述支撑轮组件与位于中部的所述关节仓的底部转动连接,两个所述驱动轮组件分别位于所述支撑轮组件两侧的所述关节仓上,且所述驱动轮组件与所述关节仓的底部转动连接,所述支撑轮组件、所述驱动轮组件远离所述关节仓的端部用于夹持或者释放导线;
多个所述关节仓在所述推杆、所述支撑轮组件、所述驱动轮组件的驱动下切换成水平铺设连接状态或者呈环形阵列首尾连接状态。
所述支撑轮组件、所述驱动轮组件均包括升降臂、一号关节臂和二号关节臂,所述升降臂的两端分别铰接有一号关节臂、二号关节臂,所述一号关节臂远离所述升降臂的一端安装有上压轮,所述上压轮通过电机驱动,所述上压轮的正下方设置有下压轮,所述下压轮与直线驱动部连接,所述直线驱动部安装在所述一号关节臂的外侧壁上,所述二号关节臂远离所述升降臂的一端与所述关节仓的底部铰接,所述上压轮与所述下压轮配合夹持或者释放导线。
一种输电线路隐患巡检路径规划装置,包括:
线路地图绘制模块,用于绘制线路地图,线路地图至少包含一段目标线路,线路地图中包含了每段目标线路的地理位置;
图像特征采集模块,用于采集目标线路的环境图像特征和线路图像特征;
隐患程度判断模块,用于判断目标线路的隐患程度,并将结果标注在线路地图上;
隐患点定义模块,用于定义隐患点,隐患点的坐标参数为线路地图上对应隐患线路的地理位置,隐患点的数据集合还包括该点处的隐患程度;
巡检路径规划模块,用于根据隐患点的坐标,并按照隐患程度,构建巡检路径。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明一种输电线路隐患巡检路径规划方法及装置中,先绘制至少包含一段目标线路的线路地图,线路地图中包含了每段目标线路的地理位置,再采集目标线路的环境图像特征和线路图像特征,然后判断目标线路的隐患程度,并将结果标注在线路地图上,再定义隐患点,隐患点的坐标参数为线路地图上对应隐患线路的地理位置,隐患点的数据集合还包括该点处的隐患程度,然后根据隐患点的坐标,并按照隐患程度,构建巡检路径。本发明通过对输电线路隐患进行评估,对评估结果进行程度分级,并根据隐患程度以及隐患点位置,制定人工巡检路径、无人机巡检路径或者巡检机器人巡检路径,提高检修效率。
附图说明
图1是本发明一种输电线路隐患巡检路径规划方法的流程图。
图2是本发明中巡检机器人的结构示意图。
图3是本发明中多个关节仓之间的连接结构示意图。
图4是本发明中关节仓与推杆的装配结构示意图。
图5是本发明中两个关节仓收缩状态示意图。
图6是本发明中全部关节仓收缩状态示意图。
图7是本发明中支撑轮组件或者驱动轮组件的结构示意图。
图8是本发明中巡检机器人一种工作状态示意图。
图9是本发明中巡检机器人另一种工作状态示意图。
图10是本发明中一种输电线路隐患巡检路径规划装置的结构框图。
图11是本发明中一种输电线路隐患巡检路径规划设备的结构框图。
图中:支撑轮组件1、驱动轮组件2、升降臂201、一号关节臂202、二号关节臂203、上压轮204、下压轮205、直线驱动部206、关节仓3、上部支架301、推杆4、上基座401、下基座402、导线5、绝缘子6。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1:
参见图1,一种输电线路隐患巡检路径规划方法,包括:
S1、绘制线路地图,线路地图至少包含一段目标线路,目标线路为待评估线路段,线路地图中包含了每段目标线路的地理位置;
S2、采集目标线路的环境图像特征和线路图像特征;
采用遥感卫星、无人机以及线路巡检机器人中的一种或者几种的组合进行拍摄采集;
S3、利用预先训练的数据库判断目标线路的隐患程度,并将结果标注在线路地图上;
所述判断目标线路的隐患程度,包括:
对目标线路的环境图像特征进行Lee滤波处理;
对预处理后的环境图像特征进行Otsu阈值分割,提取到水体特征,并转化成水体分布二值图;
根据水体分布二值图的对应线路地图上的塔基分布,将塔基位置标记于水体分布二值图内,计算水灾对塔基的隐患程度;
采用如下公式计算水灾对塔基的隐患程度:
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式中,、/>、/>、/>表示水灾对塔基的隐患程度值,/>数值越小隐患程度越高,数值越大隐患程度越高,/>数值越大隐患程度越高,/>数值越大隐患程度越高;当/>,/>为塔基坐标与原始水体坐标的直线最短距离;当/>,/>,/>为范围圆内当前水体的面积占比,范围圆是以塔基坐标为中心构建半径为/>的虚拟圆,/>为/>时间之前范围圆中水体的面积占比;/>为历史范围圆中水体面积的最高占比;当/>,,/>为当前海拔差值,根据塔基基地的海拔高度和当前水体水面的海拔高度计算得到,/>为/>时间之前海拔差值;/>为历史最高海拔差值;
对、/>、/>、/>赋以权重,计算得到水灾对塔基的隐患程度;
关于隐患程度,现有技术中已经有很多检测方式,本实施例不做例举,仅以在实际应用中,本发明做出调整的关于水灾隐患的评估方案为例。水灾不同于其他渐变型的隐患,它属于突发事件,但是水灾的形成具有一定规律性。通常的评估方式,大部分是以实际水情作为参考,本实施例对其进行了调整,增加引入塔基附近水域占比以及海拔差作为参考;因为水灾对输电线路塔基的影响不仅仅是造成线路短路,更严重的是冲毁塔基、线路完全瘫痪;所以根据其发展趋势,做一个预测性地评估是有必要的;
S4、定义隐患点,隐患点的坐标参数为线路地图上对应隐患线路的地理位置,隐患点的数据集合还包括该点处的隐患程度;
S5、根据隐患点的坐标,并按照隐患程度,构建巡检路径;
人工巡检路径的构建包括以下步骤:
根据隐患程度的紧急程度,将所有的隐患点分为一级路径目标点、二级路径目标点以及三级路径目标点;
根据交通道路地图选取一条能够涵盖所有一级路径目标点的人工巡检路径;
对二级路径目标点进行聚类,形成若干个聚类中心坐标点,将聚类中心坐标点/>作为二级路径目标点,更新人工巡检路径,更新后的人工巡检路径定义为一级巡检任务路径,对一级巡检任务路径进行分段,形成多段线路,匹配最近的人工巡检站;
一级路径目标点,是紧急程度最高的隐患点,所以在这一步骤中,先找到一条路径必须涵盖这些隐患点的一级巡检任务路径;此外,由于输电线路本身是一条有规律延伸的路径,本发明要做的就是提取点,然后匹配交通道路;在匹配时,先参照某一个人工巡检站作为虚拟的起点,再选择当前线路地图上距离虚拟起点最远的隐患点作为终点,其余的隐患点作为必经点,然后采用寻径算法(如算法)确定路径。由上述步骤形成的初步路径是一条具有较多冗余的路径,如果采用一个人工巡检站按照该路径去巡检,无疑是费时费力的,所以第二个步骤是通过路径去找人工巡检站,其原理在于:通过/>算法得到的路径,虽然冗余,但它是连接所有隐患点最短的一条路径,那么根据这条路径去找人工巡检站,然后将路径分段分配给多个人工巡检站无疑是最高效的方式;
对三级路径目标点和二级路径目标点进行聚类(采用K-MEANS聚类算法),形成若干个聚类中心坐标点,将聚类中心坐标点/>在交通道路地图上作为二级路径目标点,寻找二级巡检任务路径;
将交通道路地图进行分块,将路径目标点分在同一板块或者相邻板块,然后采用算法寻找二级巡检任务路径;
由于二级路径目标点,采用的聚类的形式,通过聚类中心来替代具体的隐患点,所以在一级巡检任务路径中,到达二级路径目标点的聚类中心时,工作人员可以自行选择去附近的二级隐患点进行巡检;这种方式能够有效提高对紧急隐患状态的隐患点的巡检效率,但是对于一些隐患初发的隐患点,也不能忽略,所以对于紧急程度较低的三级路径目标点,与二级路径目标点一起聚类,形成聚类中心作为地图上的路径点,然后继续规划路径;
实际应用发现,对于二级路径目标点和三级路径目标点的巡检是有冗余的,即会有巡检路径同时涵盖了同一个隐患点。但是这种冗余是被允许或者是有一定必要的。因为根据隐患程度,一级路径目标点是必须要去的,而且,必须要一次性维修到位,所以路径上只需要涵盖它一次就行了。但是对于紧急程度不高,或者还没有进一步发展趋势的隐患,是值得多人次进行巡检记录的,监控其发展动向的。
实施例2:
基本内容同实施例1,不同之处在于:
无人机巡检路径的构建包括以下步骤:
列举线路地图上所有的隐患点,对所有隐患点坐标进行聚类,形成若干个聚类中心,连接聚类中心形成飞行路径图;
在飞行路径图中寻找闭合的多边形,该多边形满足端点具有0个或者2个奇点;
待多边形范围涵盖到所有的聚类中心后,停止寻找;
每个多边形的线条作为无人机的飞行路径。
无人机的路径比较简单,因为它不受地形道路的因素影响,所以直接对聚类中心进行巡检即可,因为无人机自身的跟拍是有一定范围性的,所以到达聚类中心,实际上就已经将具体的隐患点拍摄在内了。如水灾的隐患和树患,或者施工隐患,这类隐患采用无人机进行巡检是最为方便的。
但是实际应用中也会有缺点,因为无人机会受续航的影响,如果隐患点比较多,一次飞行任务涵盖所有的隐患点也是很难做到的。所以可以利用多个无人机进行巡检飞行工作。对于多个无人机的飞行路径,可以从上述的飞行路径图中进行分割。在飞行路径图中寻找闭合的多边形,该多边形满足端点具有0个或者2个奇点;这样的多边形,是可以一条路径实现往返的,可以直接将其作为一个无人机的飞行路径。待多边形范围涵盖到所有的聚类中心后,停止寻找。
实施例3:
基本内容同实施例1,不同之处在于:
巡检机器人巡检路径的构建包括以下步骤:巡检机器人沿着输电线路朝着一个方向进行,从而到达每个隐患点。
巡检机器人的路径比较直接,因为巡检机器人本身就是沿着线路进行行走的,所以直接沿着输电线去寻找隐患点即可,也不需要参照隐患点的紧急程度。巡检机器人比较适合线路本身的隐患,如线路发热异常、线路异物等。
本实施例关于巡检机器人,提出一种新的结构。现有技术中,巡检机器人采用夹持式的驱动轮来实现机器人的行走,并实现脱线越障等动作,但是这种机器人只能吊挂在线路下方进行拍摄作业,无法进行难度高的巡检或者维护工作。而本实施例将巡检机器人纳入检修的流程中,必然需要巡检机器人自身有一定拓展性,可以安装检修的设备进行配合工作。
参见图2至图9,所述巡检机器人包括支撑轮组件1、两个驱动轮组件2以及多个用于安装检修装置的关节仓3;所述关节仓3呈U型结构,相邻两个所述关节仓3之间设置有推杆4,所述推杆4的输出轴连接有上基座401,相邻两个所述关节仓3的上部支架301铰接在所述上基座401的两端,所述推杆4的底部连接有下基座402,相邻两个所述关节仓3的下部铰接在所述下基座402的两端;所述支撑轮组件1与位于中部的所述关节仓3的底部转动连接,两个所述驱动轮组件2分别位于所述支撑轮组件1两侧的所述关节仓3上,且所述驱动轮组件2与所述关节仓3的底部转动连接,所述支撑轮组件1、所述驱动轮组件2远离所述关节仓3的端部用于夹持或者释放导线5;多个所述关节仓3在所述推杆4、所述支撑轮组件1、所述驱动轮组件2的驱动下切换成水平铺设连接状态(如图2所示)或者呈环形阵列首尾连接状态(如图6所示)。
上述结构的巡检机器人最重要的结构是关节形式的关节仓3,经推杆4驱动,多个关节仓3可在两个状态之间切换。每个推杆4是独立控制的,所以实际上,可以形成多种不同的状态,如图9所示。另外,关节仓3的数量可以自由安装,通过巡检任务需要,选配带有不同功能装置的关节仓3。
由于关节仓3具有主动弯曲的功能,所以巡检机器人可以在不用的线路上进行转移。同时可以搭配功能装置进行不同形态的作业。如图2的状态可以进行图像采集作业,如图6的状态,对中部的导线5或者是绝缘子6形成环形阵列,进行多角度的检查以及维修,实际应用中可以用于除冰、清扫或者静态下线路紫外检测,无线电频谱检测或者超声检测,或者进行多个角度进行导线磨损处的修补,或者输电线路部件的安装与更换,每个关节仓3围设在线路***,能实现这些复杂操作的相互配合。
值得一提的是,上述中所述第一个状态切换到第二个状态,需要行走轮组件的配合,如图2所示,行走轮组件包括位于巡检机器人中部的支撑轮组件1以及位于支撑轮组件1两侧的驱动轮组件2。
支撑轮组件1的底部与关节仓3转动连接,且安装有驱动部,驱动部驱动关节仓3以支撑轮组件1轴线为旋转轴旋转90度;如图2所示,需要切换到第二状态时,利用支撑轮组件1的驱动部旋转底部的关节仓3,旋转90度之后,然后各关节仓3收缩,形成图6的结构。
如图7所示,支撑轮组件1和驱动轮组件2本体的结构是相同的。所述支撑轮组件1、所述驱动轮组件2均包括升降臂201、一号关节臂202和二号关节臂203,所述升降臂201的两端分别铰接有一号关节臂202、二号关节臂203,所述一号关节臂202远离所述升降臂201的一端安装有上压轮204,所述上压轮204通过电机驱动,所述上压轮204的正下方设置有下压轮205,所述下压轮205与直线驱动部206连接,所述直线驱动部206安装在所述一号关节臂202的外侧壁上,所述二号关节臂203远离所述升降臂201的一端与所述关节仓3的底部铰接,所述上压轮204通过电机驱动作为主动轮,下压轮205可以通过直线驱动部206(如电动推杆)调节与上压轮204的距离,夹持或者释放导线5。所述升降臂201有伸缩的功能,能够配合关节仓3的形态进行升降适配,另外,升降臂201与端部之间连接关节臂,关节臂可以改变主动角度,来适配关节仓3的形态变化,且用于主动夹持或者释放导线5。
如图8所示,目前主要用在对绝缘子6的检测和维修上,当巡检机器人前方出现垂直的绝缘子6时,切换成第二个状态,包围在绝缘子6的***,两侧的驱动轮组件2通过关节臂和升降臂201的调整,连接在两端的导线5上;中间的支撑轮组件1也连接在中部(图中未示出),可以通过支撑轮组件1来调整关节仓3的高度,从而适应绝缘子6的高度。在避障时,由于有两个驱动轮组件2和一个支撑轮组件1,这三个支撑点经过绝缘子6时依次释放导线5,从而通过。
实施例4:
参见图10,一种输电线路隐患巡检路径规划装置,该装置应用于一种输电线路隐患巡检路径规划方法,所述装置包括:
线路地图绘制模块,用于绘制线路地图,线路地图至少包含一段目标线路,线路地图中包含了每段目标线路的地理位置;
图像特征采集模块,用于采集目标线路的环境图像特征和线路图像特征;
隐患程度判断模块,用于判断目标线路的隐患程度,并将结果标注在线路地图上;
隐患点定义模块,用于定义隐患点,隐患点的坐标参数为线路地图上对应隐患线路的地理位置,隐患点的数据集合还包括该点处的隐患程度;
巡检路径规划模块,用于根据隐患点的坐标,并按照隐患程度,构建巡检路径。
实施例5:
参见图11,一种输电线路隐患巡检路径规划设备,包括存储器和处理器;
所述存储器,用于存储计算机程序代码,并将所述计算机程序代码传输给所述处理器;
所述处理器,用于根据所述计算机程序代码中的指令执行一种输电线路隐患巡检路径规划方法。
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现一种输电线路隐患巡检路径规划方法。
一般来说,用以实现本发明方法的计算机指令的可以采用一个或多个计算机可读的存储介质的任意组合来承载。非临时性计算机可读存储介质可以包括任何计算机可读介质,除了临时性地传播中的信号本身。
计算机可读存储介质例如可以是,但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAn)、只读存储器(ROn)、可擦式可编程只读存储器(EKROn或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROn)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
可以以一个或多个程序设计语言或其组合来编写用以执行本发明操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Snalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言,特别是可以使用适于神经网络计算的Kython语言和基于TensorFlow、KyTorch等平台框架。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意个类的网络,包括局域网(LAN)或广域网(WAN),连接到用户计算机,或连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
上述设备和非临时性计算机可读存储介质,可以参见对一种输电线路隐患巡检路径规划方法及有益效果的具体描述,在此不再赘述。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,应当理解的是,上述实施例是示例性的,不能解释为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种输电线路隐患巡检路径规划方法,其特征在于,包括:
绘制线路地图,线路地图至少包含一段目标线路,线路地图中包含了每段目标线路的地理位置;
采集目标线路的环境图像特征和线路图像特征;
判断目标线路的隐患程度,并将结果标注在线路地图上;
所述判断目标线路的隐患程度,包括:
对目标线路的环境图像特征进行Lee滤波处理;
对预处理后的环境图像特征进行Otsu阈值分割,提取到水体特征,并转化成水体分布二值图;
根据水体分布二值图的对应线路地图上的塔基分布,将塔基位置标记于水体分布二值图内,计算水灾对塔基的隐患程度;
采用如下公式计算水灾对塔基的隐患程度:
;
;
;
;
式中,、/>、/>、/>表示水灾对塔基的隐患程度值;当/>,/>为塔基坐标与原始水体坐标的直线最短距离;当/>,/>,/>为范围圆内当前水体的面积占比,范围圆是以塔基坐标为中心构建的虚拟圆,/>为/>时间之前范围圆中水体的面积占比;/>为历史范围圆中水体面积的最高占比;当/>,/>,/>为当前海拔差值,根据塔基基地的海拔高度和当前水体水面的海拔高度计算得到,/>为/>时间之前海拔差值;为历史最高海拔差值;
对、/>、/>、/>赋以权重,计算得到水灾对塔基的隐患程度;
定义隐患点,隐患点的坐标参数为线路地图上对应隐患线路的地理位置,隐患点的数据集合还包括该点处的隐患程度;
根据隐患点的坐标,并按照隐患程度,构建巡检路径。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路隐患巡检路径规划方法,其特征在于,人工巡检路径的构建包括以下步骤:
根据隐患程度的紧急程度,将所有的隐患点分为一级路径目标点、二级路径目标点以及三级路径目标点;
根据交通道路地图选取一条能够涵盖所有一级路径目标点的人工巡检路径;
对二级路径目标点进行聚类,形成若干个聚类中心坐标点,将聚类中心坐标点/>作为二级路径目标点,更新人工巡检路径,更新后的人工巡检路径定义为一级巡检任务路径,对一级巡检任务路径进行分段,形成多段线路,匹配最近的人工巡检站;
对三级路径目标点和二级路径目标点进行聚类,形成若干个聚类中心坐标点,将聚类中心坐标点/>在交通道路地图上作为二级路径目标点,寻找二级巡检任务路径。
3.根据权利要求2所述的一种输电线路隐患巡检路径规划方法,其特征在于,将交通道路地图进行分块,将路径目标点分在同一板块或者相邻板块,然后采用算法寻找二级巡检任务路径。
4.根据权利要求1所述的一种输电线路隐患巡检路径规划方法,其特征在于,无人机巡检路径的构建包括以下步骤:
列举线路地图上所有的隐患点,对所有隐患点坐标进行聚类,形成若干个聚类中心,连接聚类中心形成飞行路径图;
在飞行路径图中寻找闭合的多边形,该多边形满足端点具有0个或者2个奇点;
待多边形范围涵盖到所有的聚类中心后,停止寻找;
每个多边形的线条作为无人机的飞行路径。
5.根据权利要求1所述的一种输电线路隐患巡检路径规划方法,其特征在于,巡检机器人巡检路径的构建包括以下步骤:
巡检机器人沿着输电线路朝着一个方向进行,从而到达每个隐患点。
6.根据权利要求5所述的一种输电线路隐患巡检路径规划方法,其特征在于,
所述巡检机器人包括支撑轮组件(1)、两个驱动轮组件(2)以及多个用于安装检修装置的关节仓(3);
所述关节仓(3)呈U型结构,相邻两个所述关节仓(3)之间设置有推杆(4),所述推杆(4)的输出轴连接有上基座(401),相邻两个所述关节仓(3)的上部支架(301)铰接在所述上基座(401)的两端,所述推杆(4)的底部连接有下基座(402),相邻两个所述关节仓(3)的下部铰接在所述下基座(402)的两端;
所述支撑轮组件(1)与位于中部的所述关节仓(3)的底部转动连接,两个所述驱动轮组件(2)分别位于所述支撑轮组件(1)两侧的所述关节仓(3)上,且所述驱动轮组件(2)与所述关节仓(3)的底部转动连接,所述支撑轮组件(1)、所述驱动轮组件(2)远离所述关节仓(3)的端部用于夹持或者释放导线(5);
多个所述关节仓(3)在所述推杆(4)、所述支撑轮组件(1)、所述驱动轮组件(2)的驱动下切换成水平铺设连接状态或者呈环形阵列首尾连接状态。
7.根据权利要求6所述的一种输电线路隐患巡检路径规划方法,其特征在于,所述支撑轮组件(1)、所述驱动轮组件(2)均包括升降臂(201)、一号关节臂(202)和二号关节臂(203),所述升降臂(201)的两端分别铰接有一号关节臂(202)、二号关节臂(203),所述一号关节臂(202)远离所述升降臂(201)的一端安装有上压轮(204),所述上压轮(204)通过电机驱动,所述上压轮(204)的正下方设置有下压轮(205),所述下压轮(205)与直线驱动部(206)连接,所述直线驱动部(206)安装在所述一号关节臂(202)的外侧壁上,所述二号关节臂(203)远离所述升降臂(201)的一端与所述关节仓(3)的底部铰接,所述上压轮(204)与所述下压轮(205)配合夹持或者释放导线(5)。
8.一种输电线路隐患巡检路径规划装置,其特征在于,该装置应用于权利要求1-7任一项所述的方法,所述装置包括:
线路地图绘制模块,用于绘制线路地图,线路地图至少包含一段目标线路,线路地图中包含了每段目标线路的地理位置;
图像特征采集模块,用于采集目标线路的环境图像特征和线路图像特征;
隐患程度判断模块,用于判断目标线路的隐患程度,并将结果标注在线路地图上;
隐患点定义模块,用于定义隐患点,隐患点的坐标参数为线路地图上对应隐患线路的地理位置,隐患点的数据集合还包括该点处的隐患程度;
巡检路径规划模块,用于根据隐患点的坐标,并按照隐患程度,构建巡检路径。
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