一种基于无人机的电力线路巡检方法及系统与流程

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1.本发明属于电力相关技术领域，尤其涉及一种基于无人机的电力线路巡检方法及系统。

背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.在电力系统中，高压架空输电线路是地区电力输送的主动脉，与其相关的线路巡检工作是保障地方输配电网安全运行的关键的一环。伴随着我国电力发展步伐的逐年加快，规模日渐庞大的架空输电线路在野外恶劣环境长期运行过程中容易产生高频次的输电设备异常情况，目前利用无人机进行电路巡检的方式越来越来广泛，但是目前的无人机电路巡检一般是通过人为的控制使无人机飞到一定的高度对待检测的电力线路进行图像的采集，一方面存在无人机需要在一侧检测完毕后才能飞到另外一侧进行检测，在待巡检的电力线路任务较多的时候，存在不能及时完成巡检任务的问题，另外一方面在利用无人机进行图像采集中，由于无人机是给定的时间段进行图像的拍摄，而拍摄的视野也与飞行的高度、拍摄的角度相关，因此存在对于待检测的电力线路的图像采集不全面的问题。

技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提供一种基于无人机的电力线路巡检方法及系统，通过获取巡检任务，根据巡检任务进行分区，利用无人机进行巡检，在利用无人机进行巡检的过程中对每一区域进行路径的规划得到最优的路径，根据最优的路径进行巡检，使多台无人机共同工作各自以最优的路径进行巡检，提高巡检的效率。
5.为了实现上述目的，本发明的第一个方面提供，一种基于无人机的电力线路巡检方法，采用如下技术方案：：
6.获取电力线路待巡检的任务，根据巡检任务进行分区，每一个区域配置一架无人机；
7.根据分区情况以及分区内的电力线路的巡检任务以及各个无人机的初始位置进行路径的规划；
8.各个无人机根据各自的路径规划的路线进行飞行，并通过无人机上的图像采集装置进行图像的采集；
9.无人机所采集的图像信息发送给无人机协同控制系统，确定巡检结果。
10.进一步的，获取电力线路的巡检任务包括电力线路的坐标信息、地理地形以及杆塔的坐标信息。
11.进一步的，根据巡检区域内的杆塔的位置，确定无人机在该巡检区域经过的第一个杆塔和经过的最后一个杆塔；
12.基于无人机的巡检任务确定无人机的飞行高度；
13.根据飞行高度获取巡检区域的二维平面图；
14.基于所获得的二维平面图确定无人机的飞行区域，进而确定无人机的飞行路径；
15.基于搜索算法对无人机的飞行路径进行分析，确定无人机最优的飞行路径。
16.进一步的，确定无人机的最优飞行路径后，还包括：在无人机的最优飞行路径上选取多个图像采集点，根据图像采集点设置无人机在各图像采集点的飞行高度、拍摄参数，以使在巡检区域的各个图像采集点所采集的图像能够覆盖待巡检的电力线路以及杆塔。
17.进一步的，在无人机按照飞行最优路径进行飞行过程中，实时的将无人机的位置信息发送给无人机协同控制系统，无人机协同控制系统将无人机实时的位置信息与所设定的图像采集点位置信息进行比较，在比较结果相同的情况下，无人机调整飞行高度、拍摄参数后进行图像的采集。
18.进一步的，所述图像采集点的位置以及无人机在图像采集点的飞行高度和拍摄参数是根据巡检区域内输电线的位置及高度信息、杆塔的位置以及高度信息所确定的。
19.进一步的，对于多个无人机将同一位置作为初始位置，则将执行初始位置所在的巡检区域的无人机按照最优路径进行飞行，将初始位置所在的巡检区域内的电力线路个杆塔位置作为其他无人机的禁飞区域，同时将各个无人机待巡检区域的边框顶点作为飞往巡检区域的终点，根据初始位置、各个无人机终点、初始位置与终点之间的禁飞区域以及障碍物信息为各个无人机进行路线的规划，各个无人机按照规划后的路径飞往各自的待巡检区域。
20.本发明的第二个方面提供一种基于无人机的电力线路巡检系统，包括：
21.获取模块：获取电力线路待巡检的任务，根据巡检任务进行分区，每一个区域配置一架无人机；
22.路径规划模块：根据分区情况以及分区内的电力线路的巡检任务以及各个无人机的初始位置进行路径的规划；
23.图像采集模块：各个无人机根据各自的路径规划的路线进行飞行，并通过无人机上的图像采集装置进行图像的采集；
24.发送模块：无人机所采集的图像信息发送给无人机协同控制系统，确定巡检结果。
25.本发明的第三个方面提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法所述的步骤。
26.本发明的第四个方面提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法所述的步骤。
27.本发明的有益效果是：
28.在本发明中，通过获取巡检任务，根据巡检任务进行分区，利用无人机进行巡检，在利用无人机进行巡检的过程中对每一区域进行路径的规划得到最优的路径，根据最优的路径进行巡检，使多台无人机共同工作各自以最优的路径进行巡检，提高巡检的效率。
29.在本发明中，通过图像采集位置与无人机飞行高度、拍摄参数相结合，使无人机在多个图像采集点采集的图像能够覆盖整个待巡检任务，使电力线路和杆塔的图像采集更为全面。
附图说明
30.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
31.图1是本发明的流程图；
具体实施方式
32.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
33.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
34.实施例一
35.如图1所示，本发明的一种基于无人机的电力线路巡检方法，包括以下步骤：
36.步骤1：获取电力线路待巡检的任务，根据巡检任务进行分区，每一个区域配置一架无人机；
37.步骤2：根据分区情况以及分区内的电力线路的巡检任务以及各个无人机的初始位置进行路径的规划；
38.步骤3：各个无人机根据各自的路径规划的路线进行飞行，并通过无人机上的图像采集装置进行图像的采集；
39.步骤4：无人机所采集的图像信息发送给无人机协同控制系统，确定巡检结果。
40.在所述步骤1中，获取电力线路的巡检任务包括电力线路的坐标信息、地理地形以及杆塔的坐标信息。
41.在电力线路巡检任务较多的情况下，根据下达的巡检任务将巡检区域进行分区域巡检，在每一个巡检分区域内配置一架无人机进行巡检，从而有效的提高巡检的效率。
42.在所述步骤2中，根据巡检区域内的杆塔的位置，确定无人机在该巡检区域经过的第一个杆塔和经过的最后一个杆塔；
43.基于无人机的巡检任务确定无人机的飞行高度；
44.根据飞行高度获取巡检区域的二维平面图；
45.基于所获得的二维平面图确定无人机的飞行区域，进而确定无人机的飞行路径；
46.基于搜索算法对无人机的飞行路径进行分析，确定无人机最优的飞行路径。
47.无人机飞行在起飞一段时间后将处于平稳飞行阶段，基于巡检任务的要求，通过截取巡检子区域高度下的二维平面图，可以获得无人机在飞行高度的二维平面图，在二维平面图上飞行障碍信息可以用图像进行标注，标注的信息除了障碍信息在二维平面图上的位置信息外，还包括障碍信息大小信息以及距离所截取的高度的二维平面的高度信息。根据二维平面上的障碍物的标注、待巡检的电力线路、杆塔信息、无人机的在所巡检区域的经过的第一个杆塔以及经过的最后一个杆塔得到无人机的多条通行路径，利用变领域搜索算法对多个通行路径进行分析，得到无人机在巡检区域的最优飞行路径，从而保证无人机在最短的路径内实现对巡检区域的电力线路的检测。
48.在所述步骤3中，当各个无人机的初始的飞行位置位于各自的待巡检区域时，此时无人机根据所规划的路径进行飞行时，其相互之间不受影响，但是当多个无人机将同一位
置点作为起飞的初始位置点时，则在无人机在执行巡检任务起飞时，由于多个无人机起飞经过同一区域而且多个无人机是同时起飞的，此时需要多个无人机的路径进行规划使其能够互不影响的达到各自的待巡检区域。
49.将各个巡检区域内的电力线路在巡检区域内通过划线的方式进行表示，将不执行需要飞过的巡检区域内电力线路作为该无人机的禁飞区域，然后对于多个不经过巡检区域的无人机以各自的巡检区域边框的顶点作为无人机飞到待巡检区域的终点进行路径规划，通过无人机协同控制系统根据无人机的初始位置、终点以及初始位置与终点之间的障碍物信息、禁飞区域信息生成各个无人机互不影响的多条线路。
50.例如，以待巡检的区域为3个即第一区域、第二区域和第三区域，在3个巡检区域内待巡检的电力线路为多条以及多个杆塔，3个无人机的初始位置各自在第一区域、第二区域和第三区域内，则各个无人机根据最优的路径执行巡检任务。
51.当三个无人机均位于第一区域，则执行第一区域的无人机按照最优路径进行巡检任务，将第一区域内电力线路所在位置和杆塔所在位置进行标注，作为其余两架无人机的禁飞区域，同时将第二区域边框的顶点作为巡检第二区域的无人机的终点，将第三区域边框的顶点作为巡检第三区域无人机的终点，然后根据确定的无人机的初始位置以及终点，再根据初始位置与终点之间的障碍物信息以及禁飞区域通过无人机协同控制系统进行路径的规划，使三架飞机从起飞到达到各自的巡检区域内彼此之间互不影响。
52.在一实施例中，也可以对多个无人机通过设置起飞的速度以及起飞达到的高度不同使多个无人机在达到各自的巡检区域之间互不影响。
53.在步骤3中，确定无人机的最优飞行路径后，还包括：在无人机的最优飞行路径上选取多个图像采集点，根据图像采集点设置无人机在各图像采集点的飞行高度、拍摄参数，以使在巡检区域的各个图像采集点所采集的图像能够覆盖待巡检的电力线路以及杆塔。
54.在确定了各个无人机的最优的飞行路径后，在最优飞行路径上选择多个图像采集点，使无人机在图像采集点处进行图像的采集。
55.图像采集点的位置以及无人机在图像采集点的飞行高度和拍摄参数是根据巡检区域内输电线的位置及高度信息、杆塔的位置以及高度信息所确定的。
56.无人机的在一个位置的图像采集的视野与无人机的飞行高度、拍摄角度有关，所选择的图像采集点使无人机在该点处进行图像采集，所采集的图像与下一个图像采集点所采集的图像具有一定重合区域，从而使无人机在所有图像采集点采集的图像拼接起来能够爱覆盖整个电力线路的巡检区域，从而实现对电力线路和杆塔的全面的检测。
57.在无人机飞行过程中，实时的将位置信息发送给无人机协同控制系统，无人机协同控制系统通过比较无人机的实时位置与图像采集点的位置信息，若匹配，则使无人机在图像采集点位置处按照预设的拍摄参数、拍摄高度进行调整后进行图像的拍摄，若不匹配，则无人机继续飞行。
58.待无人机根最优巡检路径完成巡检任务后，使无人机按照预巡检路径返回至初始位置点，进行无人机的回收。
59.实施例二
60.本实施例提供了一种基于无人机的电力线路巡检系统，包括：
61.获取模块：获取电力线路待巡检的任务，根据巡检任务进行分区，每一个区域配置
一架无人机；
62.路径规划模块：根据分区情况以及分区内的电力线路的巡检任务以及各个无人机的初始位置进行路径的规划；
63.图像采集模块：各个无人机根据各自的路径规划的路线进行飞行，并通过无人机上的图像采集装置进行图像的采集；
64.发送模块：无人机所采集的图像信息发送给无人机协同控制系统，确定巡检结果。
65.实施例三
66.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如实施例一所述的一种基于无人机的电力线路巡检方法中的步骤。
67.实施例四
68.本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如实施例一所述的一种基于无人机的电力线路巡检的步骤。
69.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
70.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
71.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于无人机的电力线路巡检方法，其特征是，包括：获取电力线路待巡检的任务，根据巡检任务进行分区，每一个区域配置一架无人机；根据分区情况以及分区内的电力线路的巡检任务以及各个无人机的初始位置进行路径的规划；各个无人机根据各自的路径规划的路线进行飞行，并通过无人机上的图像采集装置进行图像的采集；无人机所采集的图像信息发送给无人机协同控制系统，确定巡检结果。2.如权利要求1所述的一种基于无人机的电力线路巡检方法，其特征是，获取电力线路的巡检任务包括电力线路的坐标信息、地理地形以及杆塔的坐标信息。3.如权利要求2所述的一种基于无人机的电力线路巡检方法，其特征是：根据巡检区域内的杆塔的位置，确定无人机在该巡检区域经过的第一个杆塔和经过的最后一个杆塔；基于无人机的巡检任务确定无人机的飞行高度；根据飞行高度获取巡检区域的二维平面图；基于所获得的二维平面图确定无人机的飞行区域，进而确定无人机的飞行路径；基于搜索算法对无人机的飞行路径进行分析，确定无人机最优的飞行路径。4.如权利要求3所述的一种基于无人机的电力线路巡检方法，其特征是，确定无人机的最优飞行路径后，还包括：在无人机的最优飞行路径上选取多个图像采集点，根据图像采集点设置无人机在各图像采集点的飞行高度、拍摄参数，以使在巡检区域的各个图像采集点所采集的图像能够覆盖待巡检的电力线路以及杆塔。5.如权利要求4所述的一种基于无人机的电力线路巡检方法，其特征是，在无人机按照飞行最优路径进行飞行过程中，实时的将无人机的位置信息发送给无人机协同控制系统，无人机协同控制系统将无人机实时的位置信息与所设定的图像采集点位置信息进行比较，在比较结果相同的情况下，无人机调整飞行高度、拍摄参数后进行图像的采集。6.如权利要求4所述的一种基于无人机的电力线路巡检方法，其特征是，所述图像采集点的位置以及无人机在图像采集点的飞行高度和拍摄参数是根据巡检区域内输电线的位置及高度信息、杆塔的位置以及高度信息所确定的。7.如权利要求3所述的一种基于无人机的电力线路巡检方法，其特征是，对于多个无人机将同一位置作为初始位置，则将执行初始位置所在的巡检区域的无人机按照最优路径进行飞行，将初始位置所在的巡检区域内的电力线路个杆塔位置作为其他无人机的禁飞区域，同时将各个无人机待巡检区域的边框顶点作为飞往巡检区域的终点，根据初始位置、各个无人机终点、初始位置与终点之间的禁飞区域以及障碍物信息为各个无人机进行路线的规划，各个无人机按照规划后的路径飞往各自的待巡检区域。8.一种基于无人机的电力线路巡检系统，其特征是，包括：获取模块：获取电力线路待巡检的任务，根据巡检任务进行分区，每一个区域配置一架无人机；路径规划模块：根据分区情况以及分区内的电力线路的巡检任务以及各个无人机的初始位置进行路径的规划；图像采集模块：各个无人机根据各自的路径规划的路线进行飞行，并通过无人机上的
图像采集装置进行图像的采集；发送模块：无人机所采集的图像信息发送给无人机协同控制系统，确定巡检结果。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种基于无人机的电力线路巡检方法中的步骤。10.一种处理装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种基于无人机的电力线路巡检中的步骤。

技术总结

本发明提供一种基于无人机的电力线路巡检方法和系统，包括：获取电力线路待巡检的任务，根据巡检任务进行分区，每一个区域配置一架无人机；根据分区情况以及分区内的电力线路的巡检任务以及各个无人机的初始位置进行路径的规划；各个无人机根据各自的路径规划的路线进行飞行，并通过无人机上的图像采集装置进行图像的采集；无人机所采集的图像信息发送给无人机协同控制系统，确定巡检结果。通过多个无人机执行巡检任务，有效的提高了巡检的效率。率。率。