一种基于无人机技术的智能测距系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无人机技术的智能测距系统及方法，包括：旋翼无人机、监控中心、APP控制系统、第一无线通信模块和第二无线通信模块，旋翼无人机包括机头、机身、电机、电池、飞行控制器和定位装置，定位装置安装在机头上端，机身上端安装有左右对称的若干个桨臂，机身的下端固定安装有第一云台和第二云台，测距方法包括以下步骤：S1：建立无人机安全作业区域；S2：控制无人机到达指定作业区域；S3：以无人机为坐标原点建立二维坐标系，启动单线型激光雷达进行测距扫描。本发明专利技术将无人机飞行巡检平台与360°激光雷达结合在一起，使线物距离测量自动化，工作效率更高，能对电网线路的交叉跨越进行精准测量，有效规避植被树木对输电线的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机技术的智能测距系统及方法
本专利技术涉及无人机测距
，尤其涉及一种基于无人机技术的智能测距系统及方法。
技术介绍
目前，电网配电线路的设计以及线路的交叉跨越采用全站仪或手持激光测距仪进行测量，其测距的目的主要在于防止生长在输电线下方的植被在向上生长时导致输电线中断，给电网带来损失，传统的测量方式有效性低、人工计算因素导致结果准确性低以及观测受阳光影响大等三个缺陷，这些缺陷使得测量结果可靠性不高，无法满足现代电力系统的广泛需求。因此，亟需开发一种新的测量方式，提高工作效率。例如，一种在中国专利文献上公开的“一种基于旋翼无人机的安全距离测量设备”，其公告号：CN203785638U，其申请日：2014年08月20日，包括通过无线信号与航拍无人机连接的遥控设备、通过无线信号与航拍无人机连接的地面通信站，以及与地面通信站连接的计算机工作站，遥控设备包括遥控外壳，遥控外壳内设置有电源装置以及与电源装置连接的无线通信装置和控制装置，所述遥控外壳上设置有遥控按键，遥控按键连接控制装置，旋翼无人机为旋翼无人机，旋翼无人机包括机体，机体内设置有电机和自动飞行控制仪，机体的上端均匀设置有若干桨臂，桨臂的外端部设置有旋桨，所述机体的下端设置有云台，云台上设置有摄像装置。该申请通过旋翼无人机进行安全距离测量，但是该申请的旋翼无人机仅携带一摄像装置，且没有说明如何进行距离测量，因此该申请的安全距离测量难以实现，同时，仅通过摄像装置进行距离测量，在山区以及树木较多的地区，存在视线受阻，测得的安全距离不准确，导致误差较大的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决现有的技术电网线路测量可靠性低以及作业风险较大的问题；提供一种基于无人机技术的智能测距系统及方法，对电网线路的交叉跨越进行精准测量，提高工作效率。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于无人机技术的智能测距系统，包括两个相邻编号的输电杆塔、连接在两个输电杆塔之间的若干个输电线、生长的输电线下方的植被树木、旋翼无人机、监控中心、APP控制系统、第一无线通信模块和第二无线通信模块，所述旋翼无人机包括机头、机身、电机、电池、飞行控制器和定位装置，所述机头和机身固定连接，所述电机、电池和飞行控制器均安装在机身内，所述定位装置安装在机头上端，所述机身上端安装有左右对称的若干个桨臂，若干个所述桨臂上均安装有螺旋桨，所述机身的下端固定安装有第一云台和第二云台，所述第一云台上安装有图像传输相机，所述第二云台上安装有单线型激光雷达，所述电池分别与定位装置、电机、图像传输相机、单线型激光雷达和飞行控制器连接，所述飞行控制器分别与电机的控制端、图像传输相机的输出端、定位装置以及单线型激光雷达的数据输出端连接，所述飞行控制器通过第一无线通信模块与APP控制系统连接，所述飞行控制器通过第二无线通信模块与监控中心连接。监控中心包括计算机系统、三维模型系统、存储系统以及危险评估系统，计算机系统用于处理旋翼无人机传递回来的数据，三维模型系统根据确定的无人机工作区域将该区域进行三维模拟，存储系统对危险评估系统的评估数据进行存储，危险评估系统利用植被树木与输电线距离大小所引发安全隐患的危险指数进行危险评估，通过安装在机身上的第一云台上的图像传输相机对无人机经过的地区进行拍摄并传递到监控中心，结合单线型激光雷达进行实时测距，使无人机可进行人工控制或无人自动飞行的状态，方便工作，提高工作效率，通过无人机，可不需要人工进行实地考察，降低了人工人身危险，通过激光雷达测距，消除了人工计算时产生的误差，使电网线路的测量更加精准，有效规避植被树木对输电线的危害，达到及时处理的效果，避免电网中断带来经济损失，通过APP控制系统对无人机进行控制，时效性和便捷性更强，同时，利用定位装置实时对无人机进行定位，防止无人机失踪或遇到特殊情况导致无人机损坏而无人知道。作为优选，所述的图像传输相机为4K图像传输相机。4K图像传输相机为能实时捕捉电影级别清晰流畅的影像的超高清摄像机，使无人机传递回来的图像更加清晰可辨，方便工作人员进行实地判断。作为优选，所述的单线型激光雷达为可进行360度旋转的激光测距扫描雷达。通过360度旋转的激光测距扫描雷达可以多方位、无死角的对需要测量的地方进行测量，使测量的数据更加可靠。作为优选，所述的APP控制系统可在手机端或电脑端运行。通过手机运行APP控制系统，可随时随地了解无人机的测量情况以及对无人机进行控制，实时性和便捷性更强。作为优选，还包括遥控设备，所述遥控设备包括外壳、通讯天线、控制装置、电源以及遥控按钮，所述通信天线安装在外壳的侧边，所述遥控按钮安装在外壳上端，所述外壳上端中间位置安装有显示屏，所述电源和控制装置安装在外壳内，所述电源分别与控制装置和显示屏连接，所述控制装置分别与显示屏、通讯天线以及遥控按钮连接，所述通讯天线与第一无线通信模块连接，所述APP控制系统运行在控制装置上。通过遥控设备对无人机进行控制，减少APP控制系统需要手机或电脑作为载体的缺点，对无人机进行控制时更加方便，可操作性更强，同时，配置通讯天线，减少控制无人机时指令失效的情况。一种基于无人机技术的智能测距方法，包括以下步骤：步骤S1：建立无人机安全作业区域；步骤S2：控制无人机到达指定作业区域；步骤S3：以无人机为坐标原点建立二维坐标系，启动单线型激光雷达进行测距扫描。作为优选，所述的步骤S3中，在无人机机头方向的预设角度内0°~α进行激光测距，搜索到最短的距离点作为搜索圆的圆心，以半径为d作为输电线线束的索搜区域，此区域内所有的点作为线束点的集合J。作为优选，所述的步骤S3中，以半径2d范围外面的区域作为植被树木的搜索区域，此区域内所有的点作为超高物体激光测距扫描点的以无人机为坐标原点的二维坐标系的点集合K1。作为优选，所述的步骤S3中，在无人机机头方向的角度内α~180°进行激光测距，此区域内所有的点作为植被树木被激光雷达扫描点的以无人机为坐标原点的二维坐标系的点集合K2，将点集合K2与点集合K1合并形成整个无人机为坐标原点的二维平面坐标系上物体点的集合K。作为优选，将点集合J和集合K进行遍历计算，计算出两个空间坐标系上点集合的最短距离，并发送给监控中心。地面的监控中心将数据进行解析后通过监控中心的计算机系统将其实时反映成采样最短曲线上的最短距离采样数据点。同时，地面监控中心利用植被树木与输电线距离大小所引发安全隐患的危险指数数据库对该最短距离进行引发安全隐患的危险指数评估，并把危险指数反映在软件交互界面上。供工作人员实时观察无人机当前与输电线路之间的距离，以及记录当前区域的危险等级，若危险指数超过最大的危险等级则地面监控中心发出警报指令到飞行控制器。飞行控制器把当前的危险区域的坐标发回给地面的监控中心记录保存，并且该地理坐标能够实时在地图界面上标识为危险坐标点，以便后续的工作人排除该处隐患，若危险指数在安全范围内，则无人机按照预先设定的检测路径对需要检测的区域进行检测，在移动的时候不断地反复执行上述过程。本专利技术的有益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机技术的智能测距系统，包括两个相邻编号的输电杆塔、连接在两个输电杆塔之间的若干个输电线以及生长的输电线下方的植被树木，其特征在于，还包括/n旋翼无人机、监控中心、APP控制系统、第一无线通信模块和第二无线通信模块，所述旋翼无人机包括机头、机身、电机、电池、飞行控制器和定位装置，所述机头和机身固定连接，所述电机、电池和飞行控制器均安装在机身内，所述定位装置安装在机头上端，所述机身上端安装有左右对称的若干个桨臂，若干个所述桨臂上均安装有螺旋桨，所述机身的下端固定安装有第一云台和第二云台，所述第一云台上安装有图像传输相机，所述第二云台上安装有单线型激光雷达，所述电池分别与定位装置、电机、图像传输相机、单线型激光雷达和飞行控制器连接，所述飞行控制器分别与电机的控制端、图像传输相机的输出端、定位装置以及单线型激光雷达的数据输出端连接，所述飞行控制器通过第一无线通信模块与APP控制系统连接，所述飞行控制器通过第二无线通信模块与监控中心连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机技术的智能测距系统，包括两个相邻编号的输电杆塔、连接在两个输电杆塔之间的若干个输电线以及生长的输电线下方的植被树木，其特征在于，还包括
旋翼无人机、监控中心、APP控制系统、第一无线通信模块和第二无线通信模块，所述旋翼无人机包括机头、机身、电机、电池、飞行控制器和定位装置，所述机头和机身固定连接，所述电机、电池和飞行控制器均安装在机身内，所述定位装置安装在机头上端，所述机身上端安装有左右对称的若干个桨臂，若干个所述桨臂上均安装有螺旋桨，所述机身的下端固定安装有第一云台和第二云台，所述第一云台上安装有图像传输相机，所述第二云台上安装有单线型激光雷达，所述电池分别与定位装置、电机、图像传输相机、单线型激光雷达和飞行控制器连接，所述飞行控制器分别与电机的控制端、图像传输相机的输出端、定位装置以及单线型激光雷达的数据输出端连接，所述飞行控制器通过第一无线通信模块与APP控制系统连接，所述飞行控制器通过第二无线通信模块与监控中心连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于无人机技术的智能测距系统，其特征在于，所述图像传输相机为4K图像传输相机。


3.根据权利要求1所述的一种基于无人机技术的智能测距系统，其特征在于，所述单线型激光雷达为可进行360度旋转的激光测距扫描雷达。


4.根据权利要求1所述的一种基于无人机技术的智能测距系统，其特征在于，所述APP控制系统可在手机端或电脑端运行。


5.根据权利要求1所述的一种基于无人机技术的智能测距系统，其特征在于，还包括遥控设备，所述遥控设备包括外壳、通讯天线、控制装置、电源以及遥控按钮，所述通信天线安装在外壳的侧边，所述遥控按钮安装在外壳上端，所述外壳上端中间位置安装有显示屏，所述电源和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，顾华忠，方风雷，鲍建飞，陈伦，陆燕峰，邓亮，李俊，魏信伍，吴亚红，吴炳照，邹健，钱若晨，曹志勇，
申请(专利权)人：国网浙江海盐县供电有限公司，海盐南原电力工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33