一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法技术

本发明专利技术涉及高压输电运维检修领域，具体地，涉及一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法，包括以下步骤：S1测量建模所需线路铁塔的基础中心点的经纬度以及高程坐标；S2.确定无人机测量时与铁塔的保持距离；S3.根据铁塔中心点坐标，及各铁塔的横担长度、塔高参数通过智能飞行控制终端建模无人机飞行航线；S4.智能飞行控制终端通过计算激光雷达无人机起飞点位置飞至任务起始点的距离和所需测量线路的长度范围，自动规划每架次测量范围。本发明专利技术提供的一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法，实现了输电线路无人机激光雷达自动驾驶测量的作业模式，建模质量、效率和安全性都有了大大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法
本专利技术涉及高压输电运维检修领域，具体地，涉及一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法。
技术介绍
在高压输电线路是保证电网稳定运行的大动脉，是保证社会电力供应的基石。然而，高压输电跨越范围广，运行环境复杂恶劣，线路走廊内的超高树木与导间的安全距离，线路与线路间的交叉跨越距离，线路附近建筑物与线路间的安全距离，山体滑坡与线路铁塔间的距离等诸多因素都需要准确的测量，小小的测量偏差，都将导致线路与其他物体的安全距离不足，造成线路故障跳闸，供电中断，严重的威胁社会稳定和人民群众的人身财产安全，后果及其严重。传统的人工测距设备精度较差，且受地形环境等的限制，往往很难精准的测量线路与其他被测物体间的距离。随着科技的不断发展，无人机激光雷达建模技术已经成功应用到了高压输电线路地形地貌勘测，安全距离测量等方面。激光雷达建模可以扫描并建立出线路与周边环境的三维模型，通过三维模型可以准确的测量出高压输电线路与被测物体间的准确距离。但是，目前的高压输电线路无人机激光雷达建模技术都需要无人机驾驶员手动操控搭载了激光雷达装置的无人机进行激光雷达扫描和数据采集。由于激光雷达装置的扫描射程有限，为保证建模的质量，这就要求无人机驾驶人员要尽可能的贴近输电线路及被测物体飞行，给操作带来了极大的安全风险，且能够搭载激光雷达装置的无人机价格较高，臂展较大，操控困难，避障和应急能力较差，一旦炸机损失严重。同时，由于人工操控飞机，驾驶员的个人水平及当时环境天气影响，很难保证激光雷达无人机与所测线路及周边环境的距离，设定统一的飞行标准。故在实际高压输电线路无人机激光雷达建模的过程中，往往不同架次，不同无人机驾驶人员，建模效果各异，其中一些建模无法满足实际测量要求，造成了极大的人力物力浪费，人工操作无人机激光雷达建模也无法科学合理的根据电池电量安排飞行架次计划，大大影响了工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法，实现了输电线路无人机激光雷达自动驾驶测量的作业模式，建模质量、效率和安全性都有了大大提高。为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法，其中，包括以下步骤：S1.通过千寻定位系统定位服务的基站铁塔，然后逐个铁塔测量出建模所需线路铁塔的基础中心点的经纬度以及高程坐标；S2.确定无人机测量时与铁塔的保持距离：得到铁塔中心点坐标后，取塔中心至塔最长横担外边缘距离再加5米的距离，为激光雷达建模无人机数据采集时与输电线路铁塔保持的量测距离；S3.通过智能飞行控制终端建模无人机飞行航线，通过输入铁塔中心点坐标，及各铁塔的横担长度、塔高参数，智能飞行控制终端利用航线飞行控制程序依据自动驾驶航线的规划方案编制出无人机激光雷达建模的测量飞行航线，并根据线路走向调整无人机在空中的位置及姿态；S4.智能飞行控制终端通过计算激光雷达无人机起飞点位置飞至任务起始点的距离和所需测量线路的长度范围，自动规划每架次测量范围。进一步地，对于呼称高45米以下输电线路铁塔，线路每侧分为两条航线进行测量，飞行高度分别为铁塔全高的一半和塔全高；对于呼称高45米以上输电线路铁塔，线路每侧分为三条航线进行测量，飞行高度分别为塔全高的三分之一、塔全高的三分之二以及塔全高。进一步地，所述的S1步骤具体包括：利用千寻定位系统定位服务的移动基站，测量铁塔对角基础对称地脚螺栓中心点位置经纬度及高程坐标，通过对角基础对称地脚螺栓中心点经纬度及高程坐标计算出铁塔基础平面中心点经纬度及高程坐标。在本专利技术中，首先通过移动基站测量出铁塔中心点坐标，再根据铁塔结构尺寸确定了自动航线规划参数，利用航线飞行控制程序生成自动驾驶飞行航线，并根据无人机起飞点位置、测量建模范围等因素智能规划飞行架次。本专利技术采用了千寻的厘米级定位标准采集并推算出杆塔中心点位置，同时也为飞行平台配置了高精度厘米级定位的动态RTK设备模块，通过程序实现了统一标准的自动驾驶航线的编制和飞行，能够保证无人机与线路间合理固定的测量距离，避免了人工操控依靠目视判断位置，采集质量较差的弊端。在本专利技术中，通过程序控制，根据无人机起飞位置及线路建模测量范围规划每架次测量采集长度，一方面，人员可不用到达铁塔部位，选择较为便捷的起降地点开始任务；另一方面，科学合理的使用电池能源和飞行采集长度，减少飞行架次，提高工作效率。通过对本专利技术的应用，使得操作人员只需对所要建模的线路参数进行测量和输入即可，无人机激光雷达建模自动驾驶控制系统会直接规划好飞行航线，并通过程序控制无人机进行自动采集数据飞行，大大降低了飞行操作人员的操控技术难度，能够极大的推进激光雷达技术在电力勘测建模中的应用。与现有技术相比，有益效果是：本专利技术提供的一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法，创新了无人机激光雷达建模自动驾驶航线的编制方法，实现了输电线路无人机激光雷达自动驾驶测量的作业模式，建模质量、效率和安全性都有了大大提高；采用厘米级测量方法，采集精度和质量远高于人工操控；通过程控自动控制，根据建模测量范围，精细化控制电池能耗，采集效率大大提高，降低了巡视操控人员的技术难度，适用范围大大增加。附图说明图1为本专利技术方法流程示意图。图2为本专利技术S2步骤铁塔基础平面中心点经纬度及高程坐标量测示意图，其中，11表示铁塔基础地脚螺栓，12表示铁塔基础。图3为本专利技术呼称高45米以下的输电线路铁塔航线规划示意图。图4为本专利技术呼称高45米以上的输电线路铁塔航线规划示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。如图1所示，一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法，其中，包括以下步骤：S1.通过千寻定位系统定位服务的基站铁塔，然后逐个铁塔测量出建模所需线路铁塔的基础中心点的经纬度以及高程坐标；如图2所示，利用千寻定位系统定位服务的移动基站，测量铁塔对角基础对称地脚螺栓中心点位置经纬度及高程坐标，图中点1和点2的位置，通过对角基础对称地脚螺栓中心点经纬度及高程坐标计算出铁塔基础平面中心点经纬度及高程坐标，图中点3的位置；S2.确定无人机测量时与铁塔的保持距离：得到铁塔中心点坐标后，取塔中心至塔最长横担外边缘距离再加5米的距离，为激光雷达建模无人机数据采集时与输电线路铁塔保持的量测距离；如图3所示，对于呼称高45米以下输电线路铁塔，线路每侧分为两条航线进行测量，飞行高度分别为铁塔全高的一半和塔全高；如图4所示，对于呼称高45米以上输电线路铁塔，线路每侧分为三条航线进行测量，飞行高度分别为塔全高的三分之一、塔全高的三分之二以及塔全高；S3.通过智能飞行控制终端建模无人机飞行航线，通过输入铁塔中心点坐标，及各铁塔的横担长度、塔高参数，智能飞行控制终端利用航线飞行控制程序依据自动驾驶航线的规划方案编制出无人机激光雷达建模的测量飞行航线，并根据线路走向调整无人机在空中的位置及姿态；S4.智能飞行控制终端通过计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1. 通过千寻定位系统定位服务的基站铁塔，然后逐个铁塔测量出建模所需线路铁塔的基础中心点的经纬度以及高程坐标；S2. 确定无人机测量时与铁塔的保持距离：得到铁塔中心点坐标后，取塔中心至塔最长横担外边缘距离再加5米的距离，为激光雷达建模无人机数据采集时与输电线路铁塔保持的量测距离；S3. 通过智能飞行控制终端建模无人机飞行航线，通过输入铁塔中心点坐标，及各铁塔的横担长度、塔高参数，智能飞行控制终端利用航线飞行控制程序依据自动驾驶航线的规划方案编制出无人机激光雷达建模的测量飞行航线，并根据线路走向调整无人机在空中的位置及姿态；S4. 智能飞行控制终端通过计算激光雷达无人机起飞点位置飞至任务起始点的距离和所需测量线路的长度范围，自动规划每架次测量范围。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路无人机激光雷达建模的自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.通过千寻定位系统定位服务的基站铁塔，然后逐个铁塔测量出建模所需线路铁塔的基础中心点的经纬度以及高程坐标；S2.确定无人机测量时与铁塔的保持距离：得到铁塔中心点坐标后，取塔中心至塔最长横担外边缘距离再加5米的距离，为激光雷达建模无人机数据采集时与输电线路铁塔保持的量测距离；S3.通过智能飞行控制终端建模无人机飞行航线，通过输入铁塔中心点坐标，及各铁塔的横担长度、塔高参数，智能飞行控制终端利用航线飞行控制程序依据自动驾驶航线的规划方案编制出无人机激光雷达建模的测量飞行航线，并根据线路走向调整无人机在空中的位置及姿态；S4.智能飞行控制终端通过计算激光雷达无人机起飞点位置飞至...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾懿辉，何通，郭圣，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东,44