[发明专利]无人机电力线路巡检航迹监控方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电网技术领域，特别是涉及无人机电力线路巡检航迹监控方法与系统。

背景技术

无人机技术的应用给电力线路安全巡检工作带来了很大的便利，便于巡检工作的高效快速开展。通常情况下无人机按照预先设定的飞行路径和飞行方式自主飞行，部分无人机还能自动识别飞行路径上的障碍物并进行避让，但因为电子产品可靠性和机载自动控制系统功能有限，为了保证无人机平台以及巡检走廊内人员、设备的安全，不允许无人机完全依靠自主飞行开展巡检工作，需使用监控手段，让操作人员能够及时发现并纠正飞行中出线的各种问题。

受无人机电力线路安全巡检区域地理环境、无人机平台有效载荷和以及无人机无线电通讯链路带宽等诸多条件限制，可用的监控手段有限，通常采用机载视频监控和航迹监控等方法。机载视频监控用于了解无人机周边环境，航迹监控用于了解飞机实时位置和姿态信息，判断无人机是否按照预定路径和程序飞行。无人机操作人员在无人机地面站或无人机调度指挥中心实时监视机载视频和航迹信息，完成对无人机飞行的监控。

但是无人机机载视频监控因摄像机视场和观察角度受限、不能准确测定距离等原因，不能帮助无人机操作人员直观、全面了解无人机与输电线路、杆塔、地形以及周边障碍物的关系，监控效果有限。

发明内容

基于此，有必要针对现有无人机电力线路巡检航迹监控无法直观、全面了解无人机与输电线路、杆塔、地形以及周边障碍物的关系，监控效果有限的问题，提供一种能够直观、全面了解无人机与周围环境、周围障碍物关系的无人机电力线路巡检航迹监控方法与系统。

一种无人机电力线路巡检航迹监控方法，包括步骤：

根据输电线路走廊的数字表面模型、数字高程模型、输电线路杆塔模型和金属导线模型，建立初略三维输电线路走廊模型，其中，所述输电线路杆塔模型是根据输电线路杆塔位置、塔形和杆塔高度建立的模型，所述金属导线模型是根据金属导线的弧垂计算公式计算金属导线的实时数据建立的模型；

扫描无人机航迹周围的环境数据，根据所述无人机航迹周围的环境数据和所述初略三维输电线路走廊模型建立真实三维输电线路走廊模型，其中，所述环境数据包括地形、输电线路杆塔、导线、输电线路走廊内的树木和建筑物；

根据无人机外形特征建立无人机三维模型；

根据无人机实时位置数据和运动姿态数据，将所述无人机三维模型叠加到所述真实三维输电线路走廊模型或所述初略三维输电线路走廊模型中进行设置；

根据叠加有所述无人机三维模型的真实三维输电线路走廊模型或叠加有所述无人机三维模型的初略三维输电线路走廊模型，对所述无人机电力线路航迹进行监控。

一种无人机电力线路巡检航迹监控系统，包括：

初略模型建立模块，用于根据输电线路走廊的数字表面模型、数字高程模型、输电线路杆塔模型和金属导线模型，建立初略三维输电线路走廊模型，其中，所述输电线路杆塔模型是根据输电线路杆塔位置、塔形和杆塔高度建立的模型，所述金属导线模型是根据金属导线的弧垂计算公式计算金属导线的实时数据建立的模型；

真实模型建立模块，用于扫描无人机航迹周围的环境数据，根据所述无人机航迹周围的环境数据和所述初略三维输电线路走廊模型建立真实三维输电线路走廊模型，其中，所述环境数据包括地形、输电线路杆塔、导线、输电线路走廊内的树木和建筑物；

无人机模型建立单元，用于根据无人机外形特征建立无人机三维模型；

叠加模块，用于根据无人机实时位置数据和运动姿态数据，将所述无人机三维模型叠加到所述真实三维输电线路走廊模型或所述初略三维输电线路走廊模型中进行设置；

监控模块，用于根据叠加有所述无人机三维模型的真实三维输电线路走廊模型或叠加有所述无人机三维模型的初略三维输电线路走廊模型，对所述无人机电力线路航迹进行监控。

一种无人机电力线路巡检航迹监控装置，包括计算机，所述计算机与无人机地面站的控制系统单向连接，所述计算机采用如上述的无人机电力线路巡检航迹监控方法监控无人机电力线路巡检航迹。

本发明无人机电力线路巡检航迹监控方法与系统，建立初略或真实三维输电线路走廊模型，并将无人机三维模型叠加到初略或真实三维输电线路走廊模型中，实时监控无人机与地面、输电线路杆塔和导线、输电线路走廊内树木和建筑物之间的相互关系，以及无人机位置数据和运动姿态数据，帮助无人机操作人员直观、全面了解无人机与输电线路、杆塔、地形以及周边环境，能够重现现场环境与无人机的相互关系，克服视频监控的不足。

附图说明