一种用于无人机验电的机头定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于无人机验电的机头定位方法，包括：将无人机机头朝向待测量线路并在到达指定高度后，将无人机以当前机头方向为中心，按照预设角度分别向左右两侧摆动，对不同摆动角度下的待测量线路进行测距，得到相应的距离和航向角，并将其作为样本数据；计算任意两个摆动角度下距离的差值，基于此，从样本数据中筛选出与待测量线路最相关的两个采样点；将由两个采样点和无人机构成的三角形在无人机飞行平面上进行投影，并根据两个采样点对应的航向角，确定投影三角形内无人机垂线方向的航向角，从而完成机头定位。本发明专利技术全程无需人工干预，自动测试，自动运算，自动定位。

【技术实现步骤摘要】
一种用于无人机验电的机头定位方法及系统
本专利技术涉及无人机验电
，尤其是涉及一种用于输电线路验电无人机的机头定位方法及系统。
技术介绍
随着物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术的快速发展，无人机已广泛应用到石油、铁路、植保、物流服务等各个行业领域。在电力行业，为满足建设和发展坚强智能电网需求，转变输变电运检模式，一种采用“直升机、无人机和人工协同巡检”的新型运检模式发展起来。其中，无人机巡检由于方式灵活、成本低，不仅能够发现杆塔异物、绝缘子破损、防震锤滑移、线夹偏移等缺陷，还能够发现金具锈蚀、开口销与螺栓螺帽缺失、查找闪络故障点等人工巡检难以发现的缺陷，可与直升机和人工巡检方式协同配合，成为线路运检技术发展的重点方向之一。另外，依托无人机平台开展导线除异物、工具传递、复合绝缘子憎水性检测等辅助检修作业逐渐增多，有效减轻了作业人员劳动强度，提高了检修效率，确保了检修作业安全。现有验电器在平原地区使用不受限制，但线路跨越河流、山谷等区域作业人员无法抵达或杆塔，另外，在线路高度提升时非接触式验电器无法正常使用。在无人机携带验电设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无人机验电的机头定位方法，包括：/n样本采集步骤、将无人机机头朝向待测量线路并在到达指定高度后，将无人机以当前机头方向为中心，按照预设角度分别向左右两侧摆动，对不同摆动角度下的所述待测量线路进行测距，得到相应的距离和航向角，并将其作为样本数据，其中，所述指定高度与输电线路高度间隔有预设安全距离；/n过滤步骤、计算任意两个摆动角度下所述距离的差值，基于此，从所述样本数据中筛选出与所述待测量线路最相关的两个采样点；/n定位步骤、将由所述两个采样点和无人机构成的三角形在无人机飞行平面上进行投影，并根据所述两个采样点对应的航向角，确定投影三角形内无人机垂线方向的航向角，从而完成机头定位。/...

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机验电的机头定位方法，包括：
样本采集步骤、将无人机机头朝向待测量线路并在到达指定高度后，将无人机以当前机头方向为中心，按照预设角度分别向左右两侧摆动，对不同摆动角度下的所述待测量线路进行测距，得到相应的距离和航向角，并将其作为样本数据，其中，所述指定高度与输电线路高度间隔有预设安全距离；
过滤步骤、计算任意两个摆动角度下所述距离的差值，基于此，从所述样本数据中筛选出与所述待测量线路最相关的两个采样点；
定位步骤、将由所述两个采样点和无人机构成的三角形在无人机飞行平面上进行投影，并根据所述两个采样点对应的航向角，确定投影三角形内无人机垂线方向的航向角，从而完成机头定位。


2.根据权利要求1中的机头定位方法，其特征在于，在所述过滤步骤中，包括：
从所述样本数据中筛选出满足预设的测距仪扫描角度优化范围阈值的采样点，得到与所述待测量线路相关的所有采样点；
根据任意两个采样点对应的距离的差值，确定构成最小所述差值的所述两个采样点。


3.根据权利要求1或2所述的机头定位方法，其特征在于，在所述定位步骤中，包括：
确定从所述无人机分别到所述两个采样点的方向所构成的夹角范围在无人机飞行平面上的投影，进一步确定所述无人机垂线方向与当前夹角范围投影的相对位置关系；
根据所述相对位置关系，由当前夹角投影角度、所述两个采样点对应的投影点分别到所述无人机的距离，计算无人机垂线方向对应的航向角。


4.根据权利要求3所述的机头定位方法，其特征在于，在根据所述相对位置关系，由当前夹角投影角度、所述两个采样点对应的投影点分别到所述无人机的距离，计算无人机垂线方向对应的航向角步骤中，包括：
确定所述无人机垂线方向与第一边投影之间的第一偏角，或者确定所述无人机垂线方向与第二边投影之间的第二偏角，其中，所述第一边投影在所述投影三角形内第一投影点和所述无人机之间形成，所述第二边投影在所述投影三角形内第二投影点和所述无人机之间形成，进一步，
当所述无人机垂线方向位于所述夹角范围投影内时，所述无人机垂线方向的航向角为所述第一投影点的航向角右转所述第一偏角、或者所述无人机垂线方向的航向角为所述第二投影点的航向角左转所述第二偏角；
当所述无人机垂线方向位于所述夹角范围投影之外且偏右侧时，所述无人机垂线方向的航向角为所述第一投影点的航向角右转所述第一偏角、或者所述无人机垂线方向的航向角为所述第二投影点的航向角右转所述第二偏角；
当所述无人机垂线方向位于所述夹角范围投影之外且偏左侧时，所述无人机垂线方向的航向角为所述第一投影点的航向角左转所述第一偏角、或者所述无人机垂线方向的航向角为所述第二投影点的航向角左转所述第二偏角。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的机头定位方法，其特征在于，在摆动测距过程中，包括：
以当前机头方向为中心，按照预设的第一摆动范围分别向左、右转动，在所述第一摆动范围内每隔预设第一间隔角度处，测量相应采样点的所述距离和航向角；
控制无人机恢复到所述当前机头方向，在预设的第二摆动范围内，从第二摆动范围最左侧开始，依次按照预设的第二间隔角度和第三间隔角度反向旋转，再从第二摆动范围最右侧开始，依次按照预设的第二间隔角度和第三间隔角度反向旋转，并测量相应采样点的所述距离和航向角，其中，所述第二摆动范围以所述当前机头方向为中线对称。
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【专利技术属性】
技术研发人员：邵瑰玮，文志科，付晶，蔡焕青，胡霁，陈怡，刘壮，谈家英，周立玮，曾云飞，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11