基于铁塔参数的无人机电力巡检系统及方法技术方案

本申请公开了一种基于铁塔参数的无人机电力巡检方法和系统，包括：确定无人机巡检的电缆线路；获取铁塔与所述电缆线路的参数；根据所述起点定位坐标、终点定位坐标和电缆线路弧垂参数，计算所述电缆线路的曲线表示；按照一定间隔选择曲线中的点作为定位点，换算出各定位点的坐标，按照定位点的与起点定位坐标的距离从近到远输出电缆线路坐标值集合；对所述输出电缆线路坐标集合中的每个参数添加偏移量，得到飞行坐标集合；将所述飞行坐标集合上传至无人机，使得无人机依次沿飞行坐标集合中的每个坐标进行飞行和拍摄。本方案可以实现自动化程度较高的电缆线路巡检。动化程度较高的电缆线路巡检。动化程度较高的电缆线路巡检。

【技术实现步骤摘要】
基于铁塔参数的无人机电力巡检系统及方法


[0001]本申请涉及图像识别及无人机技术，特别是一种基于铁塔参数的无人机电力巡检系统及方法。

技术介绍

[0002]高压电缆有很大一部分部署在郊外，有不少部署在深山密林之中，巡检难度高。过去人工巡检的方式，一组巡检人员每天可能只能执行一到两个铁塔的巡检。如果想检查电缆状态，难度非常高。
[0003]在目前的巡检技术中，有部分利用攀爬机器人实施巡检，攀爬机器人巡检的优点在于巡检质量稳定。但是在机械人的部署阶段效率比较低。
[0004]另外有一个部分采取无人机巡检的方式，在无人机巡检时，通常仅针对铁塔，对于线缆部分，则多数由人工进行操作。这样的巡检效率仍然有待提升。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题的至少之一。为此，本专利技术提出一种基于铁塔参数的无人机电力巡检系统及方法，以实现自动化的线缆巡检。
[0006]本申请实施例提供了一种基于铁塔参数的无人机电力巡检方法，包括：
[0007]确定无人机巡检的电缆线路；
[0008]获取铁塔与所述电缆线路的参数，所述参数包括电缆线路在第一铁塔的起点定位坐标、所述电缆线路在第二铁塔的终点定位坐标，以及电缆线路至少一点的弧垂参数；所述电缆线路挂设在所述第一铁塔和第二铁塔之间；
[0009]根据所述起点定位坐标、终点定位坐标和电缆线路弧垂参数，计算所述电缆线路的曲线表示；
[0010]按照一定间隔选择曲线中的点作为定位点，换算出各定位点的坐标，按照定位点的与起点定位坐标的距离从近到远输出电缆线路坐标值集合；
[0011]对所述输出电缆线路坐标集合中的每个参数添加偏移量，得到飞行坐标集合；
[0012]将所述飞行坐标集合上传至无人机，使得无人机依次沿飞行坐标集合中的每个坐标进行飞行和拍摄。
[0013]在一些实施例中，根据所述起点定位坐标、终点定位坐标和电缆线路弧垂参数，计算所述电缆线路的曲线表示，具体是：
[0014]确定所述起点定位坐标和终点定位坐标的中点，根据电缆线路的中点弧垂参数，确定电缆线路在对应于中点弧垂参数的位置的中点定位坐标；
[0015]利用起点定位坐标、终点定位坐标和中点定位坐标三个点求解电缆线路的曲线表示。
[0016]在一些实施例中，所述中点弧垂参数通过铁塔上的弧垂测量装置测量得到，或者基于施工时测定的查询表查表得到。
[0017]在一些实施例中，还包括以下步骤：
[0018]根据无人机拍摄的图像检测高压线缆悬挂的异物，从无人机拍摄的图像中提取目标对象的轮廓，检查所述目标对象的轮廓是否在图像中中断，所述中断是指目标对象的轮廓被隔断成两个以上的连通域；
[0019]当所述中断的缺口宽度大于阈值时，标记异常；
[0020]基于所述缺口的位置确定疑似异物目标的位置，并截取一定尺寸的区域送入分类网络中进行分类。
[0021]在一些实施例中，所述偏移量根据电缆安规确定。
[0022]在一些实施例中，所述分类网络中包括：光照反射异常分类、树枝分类、塑料分类、飞行器分类、风筝分类、其余杂物分类；
[0023]所述分类模型由yoloV4模型作为基础网络；
[0024]所述分类模型通过训练集对yoloV4模型进行训练后得到；
[0025]所述训练集中样本通过以下方式得到：
[0026]拍摄挂设有树枝、塑料、飞行器、风筝或者其他杂物分类的电缆的空白背景图片，得到第一图片集合；
[0027]采用聚光灯照射电缆以拍摄包含局部反光的电缆的空白背景图片，得到第二图像集合；
[0028]通过对第一图片集合和第二图片集合中图片的空白背景更换为铁塔所处环境的背景图，得到第三图片集合，并对第三图片集合进行标注；
[0029]根据第三图片集合对yoloV4模型进行训练后得到分类模型。
[0030]在一些实施例中，还包括以下步骤：
[0031]在根据无人机拍摄的图像检测高压线缆悬挂的异物前，按照无人机的飞行速度、设置的偏移量和镜头参数确定选择用于识别异物的画面帧的间隔；
[0032]其中，画面帧的选择间隔小于第一时间；
[0033]所述第一时间为：基于偏移量和镜头参数确定的一帧画面所拍摄的电缆线路长度，除以无人机飞行速度的商。
[0034]在一些实施例中，当检测到图像有异常时，根据当前图像帧中异常的位置，选择前后若干包含异常位置的图像帧进行分析。
[0035]本申请实施例的另一方面公开了一种基于铁塔参数的无人机电力巡检系统，其特征在于，包括：
[0036]存储器，用于存储程序；
[0037]处理器，用于加载所述程序以执行所述的方法。
[0038]本申请实施例又一方面公开了一种基于铁塔参数的无人机电力巡检系统，包括：
[0039]无人机，用于执行电缆线路的巡检；
[0040]地接收面站，用于接收无人机回传的信息，以及执行所述的方法。
[0041]本申请实施例首先确定无人机巡检的电缆线路，然后获取铁塔与所述电缆线路的参数，通过这些参数计算电缆线路的曲线表示，并以此通过曲线方程换算出电缆线路的曲线表示，基于该曲线可以计算出电缆线路途经的定位坐标，而通过本方案设置一定的间隔选择曲线上的点作为定位点，并添加一定的偏移量，使得无人机在进行航拍时，可以在保持
安全距离的情况下，克服电缆线路在铁塔之间的弧度对拍摄所造成的影响，从而在无需人工遥控无人机的情况下，获取质量较为稳定且清晰的航拍图像，从而实现自动化程度较高的巡检。
附图说明
[0042]以下对附图的内容进行简要的说明。
[0043]图1是本申请实施例的步骤流程图；
[0044]图2是本申请实施例的电缆线路弧垂的示意图。
具体实施方式
[0045]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本申请实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本申请的技术方案。
[0046]参照图1，一种基于铁塔参数的无人机电力巡检方法，包括：
[0047]S1、确定无人机巡检的电缆线路。不同电缆线路连接的铁塔不同，确定电缆线路后，可以根据线路获取相关的铁塔参数。
[0048]S2、获取铁塔与所述电缆线路的参数，所述参数包括电缆线路在第一铁塔的起点定位坐标、所述电缆线路在第二铁塔的终点定位坐标，以及电缆线路至少一点的弧垂参数；所述电缆线路挂设在所述第一铁塔和第二铁塔之间。如图2所示，可以理解的是，起点定位坐标可以用(x1，y1，z1)表示，x1和y1实际上可以用导航定位的经纬度数据表示，z1表示起点海拔高度，目前工业级无人机采用GNSS定位已经可以达到厘米级。同理终点定位坐标也可以用(x2，y2，z2)，x2和y2也可以用导航定位的经纬度数据表示，z2表示终点海拔高度。z1和z2在假设电缆后可以确定。弧垂参数实际上用于确定电缆线路中间某一点的坐标信息，如(x3，y3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于铁塔参数的无人机电力巡检方法，其特征在于，包括：确定无人机巡检的电缆线路；获取铁塔与所述电缆线路的参数，所述参数包括电缆线路在第一铁塔的起点定位坐标、所述电缆线路在第二铁塔的终点定位坐标，以及电缆线路至少一点的弧垂参数；所述电缆线路挂设在所述第一铁塔和第二铁塔之间；根据所述起点定位坐标、终点定位坐标和电缆线路弧垂参数，计算所述电缆线路的曲线表示；按照一定间隔选择曲线中的点作为定位点，换算出各定位点的坐标，按照定位点的与起点定位坐标的距离从近到远输出电缆线路坐标值集合；对所述输出电缆线路坐标集合中的每个参数添加偏移量，得到飞行坐标集合；将所述飞行坐标集合上传至无人机，使得无人机依次沿飞行坐标集合中的每个坐标进行飞行和拍摄。2.根据权利要求1所述的基于铁塔参数的无人机电力巡检方法，其特征在于，根据所述起点定位坐标、终点定位坐标和电缆线路弧垂参数，计算所述电缆线路的曲线表示，具体是：确定所述起点定位坐标和终点定位坐标的中点，根据电缆线路的中点弧垂参数，确定电缆线路在对应于中点弧垂参数的位置的中点定位坐标；利用起点定位坐标、终点定位坐标和中点定位坐标三个点求解电缆线路的曲线表示。3.根据权利要求1所述的基于铁塔参数的无人机电力巡检方法，其特征在于，所述中点弧垂参数通过铁塔上的弧垂测量装置测量得到，或者基于施工时测定的查询表查表得到。4.根据权利要求1所述的基于铁塔参数的无人机电力巡检方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据无人机拍摄的图像检测高压线缆悬挂的异物，从无人机拍摄的图像中提取目标对象的轮廓，检查所述目标对象的轮廓是否在图像中中断，所述中断是指目标对象的轮廓被隔断成两个以上的连通域；当所述中断的缺口宽度大于阈值时，标记异常；基于所述缺口的位置确定疑似异物目标的位置，并截取一定尺寸的区域送入分类网络中进行分类。5.根据权利要求1所述的基于铁塔参数的无人机电力巡检方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张可庚，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：