本发明专利技术公开了一种基于无人机的电力线路巡检控制方法及系统，方法包括：获取巡检任务，控制无人机采集所有巡检任务对应巡检区域内的杆塔位置坐标信息；根据所述杆塔位置坐标信息生成与巡检任务对应的多个倾斜飞行航线；控制所述无人机按照多个所述倾斜飞行航线飞行，并在飞行过程中采集与倾斜飞行航线对应的点云数据，根据所述点云数据生成飞行航线；对所有飞行航线进行高度测试，获得与巡检任务对应的最优飞行航线；获取目标巡检任务，并匹配与目标巡检任务对应的最优飞行航线，控制所述无人机按照最优飞行航线进行巡检；该方法能够有效提高无人机巡检效率。效提高无人机巡检效率。效提高无人机巡检效率。
【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的电力线路巡检控制方法及系统
[0001]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种基于无人机的电力线路巡检控制方法及系统。
技术介绍
[0002]电力设备中输电线路一般位于崇山峻岭、无人区居多，人工巡视检查的效率较低，而且蛇、虫、蚁等动物咬伤员工的事件也屡见不鲜；另外，输电铁塔、导线、绝缘子等设备位处高空，采用无人机进行巡检，既能避免高空爬塔作业的安全风险，亦可以360
°
全视角查看设备细节情况，提高巡视质量。
[0003]目前无人机的电力巡检中，巡检路径的规划是一个难点，若巡检路径规划不合理，会出现与输电线路相撞、信号传输不稳定、图像采集不到位等情况。专利文献CN109062233A公开了一种输电线路无人机自动驾驶巡检方法，包括以下步骤：S1.计算激光雷达扫描区域面积，根据激光雷达型号、射程、开角、通讯距离，计算激光雷达扫描区域面积；S2.通过千寻精准定位服务，进行RTK激光雷达无人机基站定位；S3.结合雷达扫描区域和输电线路结构尺寸，包括杆塔高度、横担最大长度、最下相导线高度、走向，分别计算输电线路线行中心与无人机保持的水平距离值、无人机与水平地面保持的垂直距离理论值、以及设计无人机与水平地面的高度值；S4.手动操控RTK激光雷达无人机进行输电线路建模，通过数据转换、拟合，激光雷达数据分类、去噪、矢量化处理，形成三维实体模型，自动提取杆塔坐标、杆塔高、呼称高、导地线弧垂、输电线路结构部件尺寸、线路与树木、线路与房屋、线路与线路间距离，并提取输电线路绝缘子挂点、金具挂点位置空间坐标，规划无人机自动驾驶航线；S5.根据激光雷达建模所得输电线路激光点云实体模型，提取输电线路关键位置坐标，包括杆塔中心坐标、地线挂点、绝缘子挂点坐标，规划无人机起降位置、飞行速度、飞行轨迹，通过自动驾驶、智能飞行控制程序，生成无人机精细化巡检和激光雷达建模自动驾驶航线。
[0004]上述方法依靠激光雷达数据进行整个输电线路环境的建模，仅仅通过三维模型规划无人机的巡检路径，可靠性不高。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供了一种基于无人机的电力线路巡检控制方法及系统，能够有效规划无人机电力巡检路径，保证无人机巡检的可靠性。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种基于无人机的电力线路巡检控制方法，包括：
[0007]获取巡检任务，控制无人机采集所有巡检任务对应巡检区域内的杆塔位置坐标信息；
[0008]根据所述杆塔位置坐标信息生成与巡检任务对应的多个倾斜飞行航线；
[0009]控制所述无人机按照多个所述倾斜飞行航线飞行，并在飞行过程中采集与倾斜飞行航线对应的点云数据，根据所述点云数据生成飞行航线；
[0010]对所有飞行航线进行高度测试，获得与巡检任务对应的最优飞行航线；
[0011]获取目标巡检任务，并匹配与目标巡检任务对应的最优飞行航线，控制所述无人机按照最优飞行航线进行巡检。
[0012]进一步地，根据所述杆塔位置坐标信息生成多个倾斜飞行航线，包括：
[0013]根据杆塔位置坐标信息得到与巡检任务对应的的杆塔外形尺寸参数；
[0014]根据杆塔外形尺寸参数确定无人机的飞行方向、飞行范围和飞行高度；
[0015]根据无人机的飞行方向、飞行范围和飞行高度确定多个飞行航点；
[0016]基于多个飞行航点生成与巡检任务对应的倾斜飞行航线。
[0017]进一步地，根据所述点云数据生成飞行航线，包括：
[0018]根据点云数据的杆塔点云数据得到多个点云线路模型；
[0019]根据点云数据的输电线路点云数据，将多个点云线路模型进行串联；
[0020]根据巡检任务对串联后的点云线路模型配置巡检点位置和巡检特征动作，生成所述飞行航线。
[0021]进一步地，对所有所述飞行航线进行高度测试，获得与巡检任务对应的最优飞行航线，包括：
[0022]对每个飞行航线设置多个不同的预设飞行高度，并控制无人机在不同的预设飞行高度下按照所述飞行航线飞行；
[0023]飞行过程中，在不同的预设飞行高度下，接收无人机发回的测试信号以及测试图像；
[0024]对所述测试信号进行信号强度分析和信号质量分析，对所述测试图像进行清晰度分析，根据分析结果确定每个飞行航线的最优高度；
[0025]将所述最优高度与所述飞行航线进行匹配，获得最优飞行航线。
[0026]进一步地，对所述测试信号进行信号强度和信号质量分析，对所述测试图像进行清晰度分析，根据分析结果确定每个飞行航线的最优高度，包括：
[0027]对所述测试信号进行信号强度和信号质量分析，得到第一高度区域，对所述测试图像进行清晰度分析，得到第二高度区域；
[0028]基于第一评估条件和第二评估条件分别对第一高度区域和第二高度区域进行筛选，得到第一最佳高度和第二最佳高度；
[0029]获取对测试信号进行信号强度和信号质量分析，以及对测试图像进行清晰度分析的权重；
[0030]基于获取的权重，以及第一最佳高度和第二最佳高度，得到最优高度。
[0031]进一步地，对所述测试信号进行信号强度和信号质量分析，得到第一高度区域，包括：
[0032]对不同预设飞行高度下测试信号的信号强度进行统计分析，获得信号强度平均值、最大值和最小值；
[0033]基于信号强度的平均值、最大值和最小值，得到不同预设飞行高度下的信号强度变化趋势和同一预设飞行高度下不同时刻的强度差异；
[0034]基于信号强度变化趋势和强度差异，得到测试信号的覆盖区域和强度分布；
[0035]对测试信号的信号质量进行统计分析，获取其平均值、方差和标准差；
[0036]基于信号质量的平均值、方差和标准差，绘制质量变化图；
[0037]基于质量变化图，得到不同预设飞行高度下的信号质量的波动范围和预定时间段内的变化率；
[0038]基于测试信号的覆盖区域、强度分布、波动范围、变化率以及第一预设参数阈值，得到第一高度区域。
[0039]进一步的，对所述测试图像进行清晰度分析，得到第二高度区域，包括：
[0040]基于图像处理算法，对不同预设飞行高度下的测试图像进行提取目标的相关特征；
[0041]基于提取的相关特征，通过目标检测算法进行测试图像中目标的识别和定位；
[0042]获取预定评估指标，并根据识别和定位后的测试图像得到预定评估指标对应的评估参数；
[0043]基于第二预设参数阈值对不同预设飞行高度下测试图像的评估参数进行筛选，得到满足条件的测试图像；
[0044]根据满足条件的测试图像所对应的预设飞行高度，得到第二高度区域。
[0045]进一步地，在提取目标的相关特征之前，还可以对测试图像进行预处理，包括：去噪、增强和几何校正，有助于提高图像质量和准确性。
[0046]进一步地，获取目标巡检任务，并匹配与目标巡检任务对应的最优飞行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的电力线路巡检控制方法，其特征在于，包括：获取巡检任务，控制无人机采集所有巡检任务对应巡检区域内的杆塔位置坐标信息；根据所述杆塔位置坐标信息生成与巡检任务对应的多个倾斜飞行航线；控制所述无人机按照多个所述倾斜飞行航线飞行，并在飞行过程中采集与倾斜飞行航线对应的点云数据，根据所述点云数据生成飞行航线；对所有飞行航线进行高度测试，获得与巡检任务对应的最优飞行航线；获取目标巡检任务，并匹配与目标巡检任务对应的最优飞行航线，控制所述无人机按照最优飞行航线进行巡检。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述杆塔位置坐标信息生成与巡检任务对应的多个倾斜飞行航线，包括：根据杆塔位置坐标信息得到与巡检任务对应的的杆塔外形尺寸参数；根据杆塔外形尺寸参数确定无人机的飞行方向、飞行范围和飞行高度；根据无人机的飞行方向、飞行范围和飞行高度确定多个飞行航点；基于多个飞行航点生成与巡检任务对应的倾斜飞行航线。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述点云数据生成飞行航线，包括：根据点云数据的杆塔点云数据得到多个点云线路模型；根据点云数据的输电线路点云数据，将多个点云线路模型进行串联；根据巡检任务对串联后的点云线路模型配置巡检点位置和巡检特征动作，生成所述飞行航线。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述无人机按照最优飞行航线进行巡检过程中，还包括：获取无人机剩余电量；若所述无人机剩余电量值低于预警值，则生成返航换电命令发送至对应的无人机，控制对应的无人机进行返航换电。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在无人机进行返航换电和巡检完成后，还包括：基于无人机采集降落区域的场景图像；根据场景图像获取降落区域的位置；获取无人机的当前位置、当前姿态信息和当前飞行速度；根据无人机降落区域的位置，结合无人机的当前位置、当前姿态信息和当前飞行速度，得到无人机需要调整的飞行参数；其中，飞行参数包括目标高度、目标飞行速度和目标姿态参数；控制无人机根据飞行参数实时调整飞行状态，直至完成降落。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所有所述飞行航线进行高度测试，获得与巡检任务对应的最优飞行航线，包括：对每个飞行航线设置多个不同的预设飞行高度，并控制无人机在不同的预设飞行高度下按照所述飞行航线飞行；飞行过程中，在不同的预设飞行高度下，接收无人机发回的测试信号以及测试图像；对所述测试信号进行信号强度和信号质量分析，对所述测试图像进行清晰度...
【专利技术属性】
技术研发人员：何晓杰，左志敏，王健，王锦程，庞翀，鞠玲，王春明，卜鑫链，严阳，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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