一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法技术

本发明专利技术的一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法，通过采集单一杆塔的关键点实现该杆塔巡检路径的记录，并且通过连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法配合使用，将巡检路径中的多个杆塔串联起来，用以适应多种电力巡检地形及工况，实现通过搭载高精度定位装置的多旋翼无人机采集飞行路径、飞行路径复飞，辅以灵活的路径规划算法以及安全可靠的自主巡检飞行逻辑处理规则，提高了无人机巡检的自动化、自主化、智能化程度，提升了工作效率，真正地将无人机巡检无人化，真正地解决了电力公司无人机巡检业务需要人员专业技能强，人员缺员率高的问题。

An autonomous inspection method of UAV for power tower inspection

The invention provides an autonomous patrol inspection method of UAV for power tower patrol inspection. By collecting the key points of a single tower, the patrol inspection path record of the tower can be realized, and the continuous tower patrol inspection method, small span patrol inspection method and large span patrol inspection method can be used together to connect multiple towers in the patrol inspection path in series, so as to adapt to a variety of Power Patrol topography and working conditions, and realize the implementation of carrying The multi rotor UAV with high-precision positioning device collects flight path and flight path go around, supplemented by flexible path planning algorithm and safe and reliable flight logic processing rules for autonomous inspection, improves the automation, autonomy and intelligence of UAV inspection, improves work efficiency, truly makes UAV inspection unmanned, and truly solves the problem of UAV in power company Patrol inspection business needs the problem of strong professional skills and high staff shortage rate.

【技术实现步骤摘要】
一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法
本专利技术涉及无人机电力巡检
，尤其是一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法。
技术介绍
无人机以其灵活、便宜、低人工劳动力等特征被广泛地应用于输电线路日常的运维工作中，无人机巡检已经成为国家电网公司及南方电网公司输电线路巡检的主要手段。但目前仍主要依靠人员手动操作无人机开展巡检，受人员操作经验、技能水平、环境突变等因素影响较大，存在巡检效率低、巡检质量不高的问题，且国家电网公司运用无人机巡检的初衷是为了解决巡检人员缺员率高的问题，但无人机巡检虽然在一定程度上降低了巡检人员的需求数量，但是对巡检人员的技能水平的要求却大幅提高。这限制了输电线路无人机巡检业务的进一步发展。经对公开专利进行检索，发现与本技术方案最相关的如下专利文献：全局路线规划方法、全局路线规划系统及无人机（CN106017472B）公开了全局路线规划方法、全局路线规划系统及无人机，全局路线规划方法，应用于无人机中，包括下述步骤：S1.对同一区域相同比例尺的数字表面模型图像和数字高程模型图像进行预处理，以获取相同分辨率的数字表面模型图像和数字高程模型图像；S2.提取数字表面模型图像中的地表物体点云集；S3.对地表物体点云集进行去噪处理后建立地表物体的包围盒；S4.根据包围盒建立泰森多边形图，采用单源最短路径算法在泰森多边形图中搜索路径，通过三次样条插值算法获取最优路径。一种无人机电力巡检路径规划方法（CN108332753A）公开了一种无人机电力巡检路径规划策略，属于无人机路径规划领域。该策略根据目标电缆线路的分布情况采取生成与目标电缆线路等距平行目标航线的方法，在此基础上对于目标线路中起始点，终止点，以及大角度转弯位置引用过渡航线避免飞机大角度转弯过程中的错拍漏拍问题。针对过渡航线能否与电缆线路发生交叉的问题设计了过线和不过线两种规划模式。针对相邻航点高度差超出飞机爬升能力的问题设计了三种航点切换模式：坡度控制模式、先盘旋升降模式和到点盘旋升降模式。针对巡线过程中避障问题，通过高程数字地图对目标线路分布区域进行高度检查，生成对目标电缆线路进行完整环绕飞行，大转弯角度处平稳过渡并且有效躲避障碍的巡检线路。通过对上述公开专利文献的对比分析，申请人认为，上述专利在单一杆塔的关键点定位以及多杆塔的自主巡检路径判定等方面与本方案存在较大差异，经分析上述专利不影响本申请的新颖性。
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之处，提供一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法，该方法有效地解决了无人机巡检中对无人机巡检人员的专业技能高要求的问题，提升了无人机巡检的自动化、自主化和智能化，为无人机巡检的进一步发展奠定基础。一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法，包括如下步骤：（1）确定巡检杆塔的起飞点并记录起飞点，对起飞点的全貌进行拍照，绘制点之记；（2）无人机起飞后，遥控无人机绕杆塔飞行，飞行过程中记录巡检起始点位置坐标，以巡检起始点为基准依次采集巡检的路径点，降落之前采集巡检结束点坐标，降落后采集降落点坐标；（3）对采集点进行编辑，确认起飞点、降落点、巡检起始点及巡检结束点的位置满足规划要求；编辑路径点，分为拍照点及基本路径点，编辑后将路径与杆塔绑定，确定为该杆塔的巡检路径。（4）采用以步骤（3）中的起飞点、降落点、巡检起始点、路径点以及巡检结束点为基础的无人机自主巡检方法对电力杆塔进行巡检，该无人机自主巡检方法包括：连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法；所述连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法用于巡检多个杆塔并在巡检作业中组合使用，且连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法在组合使用时，应根据前序的巡检结束点的大地高信息，做路径高度的统一。而且，步骤（4）的连续杆塔巡检法中，首先略去1，2，3，4至n-1号杆塔（n为巡检杆塔数）的降落点，将1号杆塔的巡检结束点与2号杆塔的巡检起始点的连接路径设为无人机快捷巡检路径，以此循环直至无人机飞过n-1号杆塔的巡检结束点至n号杆塔的巡检起始点，之后无人机降落到n号杆塔的降落点上，在巡检过程中无人机需飞过n个杆塔的所有路径点、巡检起始点及巡检结束点。而且，步骤（4）的小跨度巡检法中，首先补全中间缺失的杆塔，而后按照连续杆塔的路径规划算法进行路径规划，最后将缺失杆塔的路径点上动作全部删除，无人机直接飞过缺失的杆塔，以保证无人机自主巡检的路径安全可控。而且，步骤（4）的大跨度巡检法中，选择大跨度两端的杆塔上离地高度最大的点上方15米作为巡检起始点及巡检结束点，无人机直接飞过大跨度区间，以保证无人机自主巡检的燃料节约。本专利技术的优点和技术效果是：本专利技术的一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法，通过搭载高精度定位装置的多旋翼无人机采集飞行路径、飞行路径复飞，辅以灵活的路径规划算法以及安全可靠的自主巡检飞行逻辑处理规则，提高了无人机巡检的自动化、自主化、智能化程度，提升了工作效率，真正地将无人机巡检无人化，真正地解决了电力公司无人机巡检业务需要人员专业技能强，人员缺员率高的问题。本专利技术的一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法，通过采集单一杆塔的关键点实现该杆塔巡检路径的记录，并且通过连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法配合使用，将巡检路径中的多个杆塔串联起来，用以适应多种电力巡检地形及工况，尤其是克服了巡检业务需要的无人机操控水平高要求问题，能更好的保证无人机巡检精度及安全性能，是一种具有较高创造性的电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法。附图说明图1为本专利技术的无人机自主巡检单一杆塔关键点采集流程图；图2为本专利技术的无人机自主巡检路径及关键点位置示意图；图3为本专利技术的无人机自主巡检逻辑处理策略流程图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本专利技术的保护范围。一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法，包括如下步骤：（1）确定巡检杆塔的起飞点并记录起飞点，对起飞点的全貌进行拍照，绘制点之记。（2）无人机起飞后，遥控无人机绕杆塔飞行，飞行过程中记录巡检起始点位置坐标，以巡检起始点为基准依次采集巡检的路径点，降落之前采集巡检结束点坐标，降落后采集降落点坐标。（3）对采集点进行编辑，确认起飞点位置、降落点位置、巡检起始点位置、巡检结束点位置满足规划要求；编辑路径点，分为拍照点及基本路径点，编辑后将路径与杆塔绑定，确定为该杆塔的巡检路径。（4）采用以步骤（3）中的起飞点、降落点、巡检起始点、路径点以及巡检结束点为基础的无人机自主巡检方法对电力杆塔进行巡检，该无人机自主巡检方法包括：连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法；所述连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法用于巡检多个杆塔并在巡检作业中组合使用，且连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法在组合使用时，应根据上级杆塔的巡检结束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法，其特征在于，包括如下步骤：/n（1）确定巡检杆塔的起飞点并记录起飞点，对起飞点的全貌进行拍照，绘制点之记；/n（2）无人机起飞后，遥控无人机绕杆塔飞行，飞行过程中记录巡检起始点位置坐标，以巡检起始点为基准依次采集巡检的路径点，降落之前采集巡检结束点坐标，降落后采集降落点坐标；/n（3）对采集点进行编辑，确认起飞点、降落点、巡检起始点及巡检结束点的位置满足规划要求；编辑路径点，分为拍照点及基本路径点，编辑后将路径与杆塔绑定，确定为该杆塔的巡检路径；/n（4）采用以步骤（3）中的起飞点、降落点、巡检起始点、路径点以及巡检结束点为基础的无人机自主巡检方法对电力杆塔进行巡检，该无人机自主巡检方法包括：连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法；所述连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法用于巡检多个杆塔并在巡检作业中组合使用，且连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法在组合使用时，应根据上级杆塔的巡检结束点的大地高信息，做路径高度的统一。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力杆塔巡检用无人机自主巡检方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）确定巡检杆塔的起飞点并记录起飞点，对起飞点的全貌进行拍照，绘制点之记；
（2）无人机起飞后，遥控无人机绕杆塔飞行，飞行过程中记录巡检起始点位置坐标，以巡检起始点为基准依次采集巡检的路径点，降落之前采集巡检结束点坐标，降落后采集降落点坐标；
（3）对采集点进行编辑，确认起飞点、降落点、巡检起始点及巡检结束点的位置满足规划要求；编辑路径点，分为拍照点及基本路径点，编辑后将路径与杆塔绑定，确定为该杆塔的巡检路径；
（4）采用以步骤（3）中的起飞点、降落点、巡检起始点、路径点以及巡检结束点为基础的无人机自主巡检方法对电力杆塔进行巡检，该无人机自主巡检方法包括：连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法；所述连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法用于巡检多个杆塔并在巡检作业中组合使用，且连续杆塔巡检法、小跨度巡检法及大跨度巡检法在组合使用时，应根据上级杆塔的巡检结束点的大地高信息，做路径高度的统一。


2.根据权利要求1所述的一种电...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖逍，李君海，胡浩瀚，白景坡，周航帆，单宝麟，潘飚，熊道洋，曾令康，刘柱，吴庆，张喆，李文璞，卢大玮，
申请(专利权)人：天津市普迅电力信息技术有限公司，国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12