一种电力线巡检无人机集群调度系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及无人机电力线巡检技术领域，具体地说，涉及一种电力线巡检无人机集群调度系统及方法。该系统包括管控系统、管控服务器和至少一个无人机集群，无人机集群包括多个无人机，同一无人机集群中的所有无人机的机型均相同，相同机型的无人机中搭载相同的巡检设备，用以执行相同类型的巡检任务；该方法基于该系统实现。本发明专利技术能够较佳地替代人工巡检的方式对电力线进行巡检。

【技术实现步骤摘要】
一种电力线巡检无人机集群调度系统及方法
本专利技术涉及无人机电力线巡检
，具体地说，涉及一种电力线巡检无人机集群调度系统及方法。
技术介绍
由于矿区高压输电路线承担的任务重，路线安全要求高，巡检周期短。传统依靠人力或者人机巡检的方式已经不足以保障矿区电力安全运行。目前，电力系统常用的单无人机巡检有着效率低下，需人工分配巡检路线，或由人工操作无人机，无法做到快速完成巡检任务。因此，根据矿区内部电力线的分布特点，如何实现无人机集群在电力线巡检中的调度成为急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电力线巡检无人机集群调度系统，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。根据本专利技术的一种电力线巡检无人机集群调度系统，其包括管控系统、管控服务器和至少一个无人机集群，无人机集群包括多个无人机，同一无人机集群中的所有无人机的机型均相同，相同机型的无人机中搭载相同的巡检设备，用以执行相同类型的巡检任务；管控系统用于向管控服务器下发电力线巡检任务以及用于自管控服务器处获取无人机集群返回的巡检数据，管控服务器用于实现管控系统与无人机集群间的数据传输，无人机集群用于接收子电力线巡检任务进行巡检并用于向管控服务器返回巡检数据。通过本专利技术中的电力线巡检无人机集群调度系统，能够根据电力线巡检任务中所包含的航线路程，将其分解为多个子电力线巡检任务，进而能够较佳地根据每个无人机的续航里程实现对电力线巡检任务的分段同时巡检，进而能够较佳地替代人工巡检的方式对电力线进行巡检，故能够较佳地提升巡检效率。且由于通过设置无人机集群替代当前普遍采用的单个无人机进行巡检的方式，故而能够较佳地克服无人机巡航里程的问题。本专利技术还提供了一种电力线巡检无人机集群调度方法，其包括如下步骤：步骤S1、通过一管控系统获取电力线巡检任务；步骤S2、通过管控系统将电力线巡检任务分解为多个子电力线巡检任务，并下发给一管控服务器；步骤S3、管控服务器通过一无人机集群执行所述多个子电力线巡检任务，所述多个子电力线巡检任务由无人机集群中不同的无人机分别进行执行；步骤S4、无人机集群中执行子电力线巡检任务的无人机将采集到的巡检数据实时发送给管控服务器，管控服务器将接收到的巡检数据发送给管控系统。通过上述方法，通过管控系统能够分解电力线巡检任务的航点路线，能够下发并调度无人机集群，无人机集群由管控服务器统一组织管理，集群内无人机均独立接收管控系统调度，执行巡检航点路线子任务，巡检数据统一上传至管控服务器，由服务器统一处理。通过由管控系统提前分解电力线巡检任务的航点路线，并由无人机集群完成分解后的巡检航点路线子任务，能够减低了电力线巡检的难度，且能够具备较佳的调度效率。作为优选，无人机集群包括多个，不同的无人机集群均编排唯一的集群码；无人机集群包括多个无人机，同一无人机集群中的所有无人机的机型均相同，相同机型的无人机中搭载相同的巡检设备，用以执行相同类型的巡检任务；任一无人机均编排唯一的无人机识别码，无人机识别码包括所在无人机集群的集群码和无人机机型的机型码；步骤S1中，电力线巡检任务包括任务头部分和任务部分，任务头部分包括任务识别码、巡检任务类型、所需无人机机型和执行任务时间；步骤S2中，管控系统根据巡检任务类型和所需无人机机型选择对应的无人机集群后，对电力线巡检任务进行分解，并在子电力线巡检任务中添加执行该任务的相应无人机的无人机识别码，并在执行任务时间到达时通过管控服务器向相应的无人机下发对应的子电力线巡检任务；步骤S3中，无人机收到子电力线巡检任务后，对子电力线巡检任务中的无人机识别码与该无人机对应的无人机识别码进行匹配，并在匹配成功时执行任务、在匹配失败时向管控服务器发送报错信息；步骤S4中，管控服务器根据任务识别码对无人机采集的巡检数据进行分类并发送给管控系统。通过上述，能够较佳地实现子电力线巡检任务的下发和执行。作为优选，任务部分包括巡检点坐标序列{p1(x1，y1，z1)、p2(x2，y2，z2)、...、pi(xi，yi，zi)、...、pn(xn，yn，zn)}，相邻巡检点pi与pi+1间的欧式距离记为由所有巡检点构成的巡检航线的总长为X，无人机识别码还包括唯一的无人机代号，同一无人机集群中的所有无人机代号依次为{f1、f2、f3、...、fm}，在任一无人机处均设GPS定位模块，GPS定位模块用于采集无人机的空间位置信息，任一无人机实时地将其空间位置信息和实时续航里程信息发送给管控服务器，无人机fj(j＝1、2、3、…、m)与巡检点pi间(i＝1、2、3、…、n)的欧式距离记为无人机{f1、f2、f3、...、fm}的实时续航里程分别记为{l1、l2、l3、...、lm}，管控服务器根据无人机的实时续航里程对同一无人机集群中的所有无人机代号进行实时更新，并使得l1≥l2≥l3≥...≥lm；步骤S2中，管控系统将电力线巡检任务依次分解为h个子电力线巡检任务，并分别依次由无人机{f1、f2、f3、...、fi}执行；每个子电力线巡检任务中所涉及的子航线的巡检航线的长度为为第k个子电力线巡检任务中所包含的所有巡检点中的相邻巡检点的欧式距离之和；步骤S2中，管控服务器首先分解第1个子电力线巡检任务，并根据公式确定能够满足该公式的最大i值，以巡检点pi(xi，yi，zi)作为第1个子电力线巡检任务中的结束巡检点；上式中，C为预设的无人机预留里程常数，为无人机f1的实时位置到起始巡检点p1(x1，y1，z1)的距离，为无人机完成巡检后自结束巡检点pi(xi，yi，zi)返回原起航位置的返航距离；之后，管控服务器以巡检点pi(xi，yi，zi)作为起始巡检点分解第2个子电力线巡检任务，直至完成所有k个子电力线巡检任务的分解。从而能够较佳地实现电力线巡检任务的分解。作为优选，步骤S4中，管控服务器对所有执行子电力线巡检任务的无人机的续航里程进行实时监测，并在相应无人机的实时续航里程无法完成对应子电力线巡检任务的剩余巡检点的巡检时，控制相应无人机返航，并制定另外的子电力线巡检任务对剩余巡检点进行巡检。从而能够较佳地在无人机的续航里程受到如风速等影响时，保证巡检任务的完成。作为优选，步骤S4中，管控服务器对所有执行子电力线巡检任务的无人机的实时位置进行监测，并在相应无人机到达对应子电力线巡检任务中所包含的任一巡检点处时，对相应无人机的当前位置与当前所在巡检点的位置间的距离进行计算，并在距离超出设定误差范围内时，管控服务器控制相应无人机飞行至最近的巡检点处。从而能够较佳地对无人机的实际位置和巡检点的位置进行比对，保证巡检任务的完成。作为优选，步骤S4中，管控服务器对所有执行子电力线巡检任务的无人机的巡检设备的信息进行监测，并在相应无人机的巡检设备出现异常时，控制相应的无人机返航，并制定另外的子电力线巡检任务对剩余巡检点进行巡检。从而能够较佳地在巡检设备如摄像头出现异常时，保证巡检任务的完成。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力线巡检无人机集群调度系统，其特征在于：包括管控系统、管控服务器和至少一个无人机集群，无人机集群包括多个无人机，同一无人机集群中的所有无人机的机型均相同，相同机型的无人机中搭载相同的巡检设备，用以执行相同类型的巡检任务；/n管控系统用于向管控服务器下发电力线巡检任务以及用于自管控服务器处获取无人机集群返回的巡检数据，管控服务器用于实现管控系统与无人机集群间的数据传输，无人机集群用于接收子电力线巡检任务进行巡检并用于向管控服务器返回巡检数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力线巡检无人机集群调度系统，其特征在于：包括管控系统、管控服务器和至少一个无人机集群，无人机集群包括多个无人机，同一无人机集群中的所有无人机的机型均相同，相同机型的无人机中搭载相同的巡检设备，用以执行相同类型的巡检任务；
管控系统用于向管控服务器下发电力线巡检任务以及用于自管控服务器处获取无人机集群返回的巡检数据，管控服务器用于实现管控系统与无人机集群间的数据传输，无人机集群用于接收子电力线巡检任务进行巡检并用于向管控服务器返回巡检数据。


2.一种电力线巡检无人机集群调度方法，其包括如下步骤：
步骤S1、通过一管控系统获取电力线巡检任务；
步骤S2、通过管控系统将电力线巡检任务分解为多个子电力线巡检任务，并下发给一管控服务器；
步骤S3、管控服务器通过一无人机集群执行所述多个子电力线巡检任务，所述多个子电力线巡检任务由无人机集群中不同的无人机分别进行执行；
步骤S4、无人机集群中执行子电力线巡检任务的无人机将采集到的巡检数据实时发送给管控服务器，管控服务器将接收到的巡检数据发送给管控系统。


3.根据权利要求2所述的一种电力线巡检无人机集群调度方法，其特征在于：无人机集群包括多个，不同的无人机集群均编排唯一的集群码；无人机集群包括多个无人机，同一无人机集群中的所有无人机的机型均相同，相同机型的无人机中搭载相同的巡检设备，用以执行相同类型的巡检任务；任一无人机均编排唯一的无人机识别码，无人机识别码包括所在无人机集群的集群码和无人机机型的机型码；
步骤S1中，电力线巡检任务包括任务头部分和任务部分，任务头部分包括任务识别码、巡检任务类型、所需无人机机型和执行任务时间；
步骤S2中，管控系统根据巡检任务类型和所需无人机机型选择对应的无人机集群后，对电力线巡检任务进行分解，并在子电力线巡检任务中添加执行该任务的相应无人机的无人机识别码，并在执行任务时间到达时通过管控服务器向相应的无人机下发对应的子电力线巡检任务；
步骤S3中，无人机收到子电力线巡检任务后，对子电力线巡检任务中的无人机识别码与该无人机对应的无人机识别码进行匹配，并在匹配成功时执行任务、在匹配失败时向管控服务器发送报错信息；
步骤S4中，管控服务器根据任务识别码对无人机采集的巡检数据进行分类并发送给管控系统。


4.根据权利要求3所述的一种电力线巡检无人机集群调度方法，其特征在于：任务部分包括巡检点坐标序列{p1(x1，y1，z1)、p2(x2，y2，z2)、...、pi(xi，yi，zi)、...、pn(xn，yn，zn)}，相邻巡检点pi与pi+1间的欧式距离记为由所有巡检点构成的巡检航线的总...

【专利技术属性】
技术研发人员：常青，丁亮，王中奎，赵志武，梁颖，蒋伟，刘晋锋，张志斌，郭杨，
申请(专利权)人：山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿，安徽建筑大学城市建设学院，
类型：发明
国别省市：山西;14