用于辅助无人机进行绝缘子清洗的水流预测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于辅助无人机进行绝缘子清洗的水流预测方法及系统，属于无人机清洗技术领域，包括：利用无人机上搭载的云台获取无人机前方的视觉信息；利用视觉信息预测水流曲线轨迹。通过根据云台获得的视觉信息中的喷杆角度来进行水流曲线轨迹的预测并进行实时显示，能够很好的辅助飞手将无人机悬停在合适的位置并进行进一步的绝缘子清洗作业，比起人工清洗或直升机载人清洗具有操作灵活、安全性高、成本较低等优点。成本较低等优点。成本较低等优点。

【技术实现步骤摘要】
用于辅助无人机进行绝缘子清洗的水流预测方法及系统


[0001]本专利技术涉及无人机清洗
，特别涉及一种用于辅助无人机进行绝缘子清洗的水流预测方法及系统。

技术介绍

[0002]电力工业是国民经济的基础产业，输电线路是电力系统中不可缺少的一部分。随着社会经济的发展和工业化进程的加快，人们对电力系统变电站安全运行的要求越来越高。输电设备频发的污秽闪络及大面积停电事故给电力企业造成了巨大的损失，也给国民经济带来重大危害。
[0003]绝缘子是增加爬电距离的特殊绝缘控件，在输电线路中常常用来固定带电导体，确保导体与大地之间有足够的距离和绝缘。作为供电系统最重要的元器件之一，绝缘子长期处于暴露的环境中，在工作过程中大气中的灰尘颗粒极易附着于绝缘子上，形成污秽层。当遇上雾、雨等特殊天气时，污秽中包含的电解质溶解在水中，使得绝缘子表面电导增加，引起局部放电现象，极易发生污秽闪络。绝缘子的污秽闪络是造成接触网供电系统产生跳闸故障的核心因素之一，故而保证绝缘子表面清洁干净是保证电力系统稳定运行的关键环节。
[0004]我国对电气化系统开展防本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于辅助无人机进行绝缘子清洗的水流预测方法，其特征在于，包括：利用无人机上搭载的云台获取无人机前方的视觉信息；利用视觉信息预测水流曲线轨迹。2.如权利要求1所述的于辅助无人机进行绝缘子清洗的水流预测方法，其特征在于，所述无人机上搭载有相机和水箱，所述视觉信息包括所述无人机的俯仰角与偏航角、所述云台的俯仰角与偏航角、所述水箱的喷杆的长度以及喷杆相对于相机坐标系的位置和夹角、喷杆上的喷嘴相对于相机坐标系的夹角与水箱喷水的水流的初速度、相机的标定参数以及相机平面的尺寸以及显示屏的屏幕尺寸。3.如权利要求2所述的用于辅助无人机进行绝缘子清洗的水流预测方法，其特征在于，所述利用视觉信息预测水流曲线轨迹，包括：根据所述喷杆的长度以及喷杆相对于相机坐标系的位置和夹角、喷杆上的喷嘴相对于相机坐标系的夹角及水箱喷水的水流的初速度，计算水流曲线相对于惯性坐标系的方程式；基于水流曲线相对于惯性坐标系的方程式，根据所述无人机的俯仰角与偏航角、所述云台的俯仰角与偏航角计算水流曲线在相机坐标系下的曲线方程式；根据所述相机的标定参数和水流曲线在相机坐标系下的曲线方程式，计算水流曲线投影到相机平面上的曲线方程；根据所述显示屏的屏幕尺寸和所述相机平面的尺寸，计算相机平面上的曲线方程变换为所述显示屏上的水流曲线轨迹。4.如权利要求3所述的用于辅助无人机进行绝缘子清洗的水流预测方法，其特征在于，所述根据所述喷杆的长度以及喷杆相对于相机坐标系的位置和夹角、喷杆上的喷嘴相对于相机坐标系的夹角及水箱喷水的水流的初速度，计算水流曲线相对于惯性坐标系的方程式如下：y
curve
＝y
nozzle
＝y
init
其中，α
stick
为所述喷杆相对于惯性坐标系的夹角，α
nozzle
为所述喷杆上的喷嘴相对于惯性坐标系的夹角，x
nozzle
，y
nozzle
与z
nozzle
分别为所述喷杆的喷嘴相对于惯性坐标系的位置坐标，x
init
，y
init
与z
init
分别为喷杆相对于惯性坐标系的位置坐标，l
stick
为所述喷杆的长度，v为所述水流初速度，x
curve
是一个自变量，y
curve
与z
curve
分别为所述水流曲线相对于惯性坐标系的坐标，g为重力加速度。5.如权利要求3所述的用于辅助无人机进行绝缘子清洗的水流预测方法，其特征在于，所述基于水流曲线相对于惯性坐标系的方程式，根据所述无人机的俯仰角与偏航角、所述云台的俯仰角与偏航角计算水流曲线在相机坐标系下的曲线方程式，包括：根据所述无人机的偏航角与俯仰角以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贺朋，邸健，王兴虎，季海波，李鲲，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：