基于无人机的电力巡检方法、装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种基于无人机的电力巡检方法、装置和电子设备，涉及无人机领域，其中，该方法包括获取目标电力线区域的三维点云；对三维点云进行点云分割和聚类得到多个目标绝缘子的中心点；按照预设分类规则对多个目标绝缘子进行分类，得到多个分类组；基于每个分类组中的两个绝缘子中心点连线的中点以及两个绝缘子所属塔杆的与该中点处于同一水平面的塔杆中心点，确定无人机对每个分类组的拍摄点；基于每个分类组的拍摄点生成巡检路径。通过三维点云重构和分割，让无人机感知和识别环境，最终规划出合理的巡检路径，节省了人力，提高了效率，实现了无人机的自主巡检，缓解了现有技术中存在的巡检效率低下、人员配备冗余的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机的电力巡检方法、装置和电子设备
本专利技术涉及无人机
，具体而言，涉及一种基于无人机的电力巡检方法、装置和电子设备。
技术介绍
近年来，电力线检测作为无人机的一种广泛应用受到广泛关注。随着生活和工业对电力需求的急剧增加，对电力线潜在威胁的有效和可靠的监测变得至关重要。因此，为了保证电网的安全运行，需要定期进行电力检查。目前，现有技术中，针对电力线检测过程中的无人机是由人工操作的。操作者需要时刻注意无人机离电源线的安全距离，并对感兴趣的检查点进行拍照。人类仍然是执行这项任务的主体，而无人机更像是飞行的望远镜。由于操作人员的熟练程度不同，巡检效率也会受到影响，而且采集到的照片质量往往参差不齐。此外，统计数据显示，大量的崩溃是由手工操作错误造成的。综上，现有的基于无人机的电力巡检方法存在以下问题：无人机线路巡检效率低下、人员配备冗余，无法达到无人机无人化巡检要求的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于无人机的电力巡检方法、装置和电子设备，以缓解现有技术中存在的无人机线路巡检效率低下、人员配备冗余，无法达到无人机无人化巡检要求的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于无人机的电力巡检方法，包括：获取目标电力线区域的三维点云；对所述三维点云进行点云分割和聚类得到多个目标绝缘子的中心点；基于每个所述绝缘子的中心点按照预设分类规则对多个目标绝缘子进行分类，得到多个分类组；其中每个分类组包括属于同一塔杆的同一层的同一侧的两个绝缘子；基于每个分类组中的两个绝缘子中心点连线的中点以及所述两个绝缘子所属塔杆的与该中点处于同一水平面的塔杆中心点，确定无人机对每个分类组的拍摄点；基于每个分类组的所述拍摄点，生成巡检路径。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述获取目标电力线区域的三维点云的步骤，包括：基于激光雷达对电力线通道和塔架硬件扫描得到的激光雷达点云数据，生成目标电力线区域的三维点云。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述对所述三维点云进行点云分割和聚类得到多个目标绝缘子中心点坐标的步骤，包括：应用PoinCNN对三维点云进行点云分割，得到绝缘子点云；应用密度聚类算法对绝缘子点云进行聚类，得到多个目标绝缘子的中心点。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述基于每个所述绝缘子的中心点按照预设分类规则对多个目标绝缘子进行分类的步骤，包括：基于绝缘子的中心点与塔杆之间的距离小于塔杆的半径的规则，确定绝缘子所属的塔杆；基于绝缘子的中心点所在的高度，确定绝缘子所在的塔层；根据属于同一塔杆且属于同一层的每两个绝缘子的中心点与该两个绝缘子所属塔杆的与该两个绝缘子的中心点处于同一水平面处的塔杆中心点形成的夹角小于90度的规则，确定该两个绝缘子位于同一侧。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述基于激光雷达对电力线通道和塔架硬件扫描得到的激光雷达点云数据，生成目标电力线区域的三维点云的步骤，包括：应用集成惯性导航算法计算飞行轨迹；基于计算的飞行轨迹和采集的激光雷达点云数据对无人机的组合惯性导航系统和激光雷达进行参数校准；基于校准的参数、飞行轨迹和激光雷达点云数据，生成三维点云。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：确定无人机沿所述飞行轨迹的飞行高度。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：应用光学变焦镜头在每个分类组的拍摄点对该分类组中的目标物体进行拍摄，得到每个分类组的目标图像。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：应用人工智能识别技术将目标物体锁定在拍摄视场的预设范围内。第二方面，本专利技术实施例还提供一种基于无人机的电力巡检装置，包括：获取模块，用于获取目标电力线区域的三维点云；分割模块，用于对所述三维点云进行点云分割和聚类得到多个目标绝缘子的中心点；分类模块，用于基于每个所述绝缘子的中心点按照预设分类规则对多个目标绝缘子进行分类，得到多个分类组；其中每个分类组包括位于同一塔杆的同一层的同一侧的两个绝缘子；确定模块，用于基于每个分类组中的两个绝缘子中心点连线的中点以及所述两个绝缘子所属塔杆的与该中点处于同一水平面的塔杆中心点，确定无人机对每个分类组的拍摄点；生成模块，用于基于每个分类组的所述拍摄点，生成巡检路径。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现前述实施方式任一项所述的基于无人机的电力巡检方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其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如前述实施方式任一项所述的基于无人机的电力巡检方法的步骤。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供的基于无人机的电力巡检方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质，通过首先获取目标电力线区域的三维点云；然后对三维点云进行点云分割和聚类得到多个目标绝缘子的中心点；并基于每个绝缘子的中心点按照预设分类规则对多个目标绝缘子进行分类，得到多个分类组；其中每个分类组包括属于同一塔杆的同一层的同一侧的两个绝缘子；接着基于每个分类组中的两个绝缘子中心点连线的中点以及两个绝缘子所属塔杆的与该中点处于同一水平面的塔杆中心点，确定无人机对每个分类组的拍摄点；最后，基于基于每个分类组的拍摄点，生成巡检路径。因此，本专利技术实施例提供的技术方案，通过三维点云重构和分割，让无人机感知和识别环境，最终规划出合理的巡检路径，从而有利于准确获取目标数据，节省了人力，提高了效率，实现了无人机的自主巡检，缓解了现有技术中存在的无人机线路巡检效率低下、人员配备冗余，无法达到无人机无人化巡检要求的问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例提供的一种基于无人机的电力巡检方法的流程示意图；图2示出了本专利技术实施例提供的一种点云分割的示意图；图3示出了本专利技术实施例提供的一种绝缘子点云中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机的电力巡检方法，其特征在于，包括：/n获取目标电力线区域的三维点云；/n对所述三维点云进行点云分割和聚类得到多个目标绝缘子的中心点；/n基于每个所述绝缘子的中心点按照预设分类规则对多个目标绝缘子进行分类，得到多个分类组；其中每个分类组包括属于同一塔杆的同一层的同一侧的两个绝缘子；/n基于每个分类组中的两个绝缘子中心点连线的中点以及所述两个绝缘子所属塔杆的与该中点处于同一水平面的塔杆中心点，确定无人机对每个分类组的拍摄点；/n基于每个分类组的所述拍摄点，生成巡检路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的电力巡检方法，其特征在于，包括：
获取目标电力线区域的三维点云；
对所述三维点云进行点云分割和聚类得到多个目标绝缘子的中心点；
基于每个所述绝缘子的中心点按照预设分类规则对多个目标绝缘子进行分类，得到多个分类组；其中每个分类组包括属于同一塔杆的同一层的同一侧的两个绝缘子；
基于每个分类组中的两个绝缘子中心点连线的中点以及所述两个绝缘子所属塔杆的与该中点处于同一水平面的塔杆中心点，确定无人机对每个分类组的拍摄点；
基于每个分类组的所述拍摄点，生成巡检路径。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标电力线区域的三维点云的步骤，包括：
基于激光雷达对电力线通道和塔架硬件扫描得到的激光雷达点云数据，生成目标电力线区域的三维点云。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述三维点云进行点云分割和聚类得到多个目标绝缘子中心点坐标的步骤，包括：
应用PoinCNN对三维点云进行点云分割，得到绝缘子点云；
应用密度聚类算法对绝缘子点云进行聚类，得到多个目标绝缘子的中心点。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述绝缘子的中心点按照预设分类规则对多个目标绝缘子进行分类的步骤，包括：
基于绝缘子的中心点与塔杆之间的距离小于塔杆的半径的规则，确定绝缘子所属的塔杆；
基于绝缘子的中心点所在的高度，确定绝缘子所在的塔层；
根据属于同一塔杆且属于同一层的每两个绝缘子的中心点与该两个绝缘子所属塔杆的与该两个绝缘子的中心点处于同一水平面处的塔杆中心点形成的夹角小于90度的规则，确定该两个绝缘子位于同一侧。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈方平，陆煜衡，李蕴仪，
申请(专利权)人：北京云圣智能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11