[发明专利]一种基于四维信息管理空间的无人机电力巡检系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的运行检修领域，并且更具体地，涉及一种基于四维信息管理空间的无人机电力巡检系统及方法。

背景技术

电力线路是电力系统的重要组成部分，它的安全可靠运行直接关系到一个国家经济的稳定发展。我国电力线路分布点多面广，导地线、绝缘子及杆塔塔材等长期暴露在自然环境中，受材料老化、雷电放电、人为外力破坏等的影响而产生腐蚀、损坏、确实等问题，必须及时修复或更换。电力线路的巡检是有效保证电力线路及其设备安全的一项基础工作，通过电力巡检，能及时有效的发现设备缺陷和危及线路安全的隐患，以便及时消除相关缺陷，预防电力系统事故的发生，保证输电线路安全和电力系统的稳定。

在电力线路巡检工作中，无人机平台搭载丰富的传感器设备，实现远距离自主飞行，完成输电线路的自动巡检。无人机巡检既克服了载人机飞行审批程序复杂、使用维护成本高等诸多缺点，又避免了人工巡检方式漏检事件的发生，减少了人工，提高了输电线路巡检效率。近年来，无人机巡检在电力系统中得到极大的应用。常用电力巡检无人机有大中型旋翼无人机、小型旋翼无人机和中小型固定翼无人机，大中心旋翼无人机体积大、空机重量高且价格昂贵，其操控难度大，在安全性方面存在一定的风险；小型旋翼无人机便宜，巡检精度高，但其续航能力差；中小型固定翼无人机巡检效率高，但巡检精度有限。用于电力巡检的无人机还受到通讯距离短、抗干扰能力差等能力的困扰。

发明内容

本发明提供了种基于四维信息管理空间的无人机电力巡检系统及方法，解决了无人机在输电线路电力巡检过程中信息管理方面考虑影响因子不全，巡检信息不丰富，巡检对象不明确，导致巡检结果不准确的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于四维信息管理空间的无人机电力巡检系统，所述系统包括：机载耦合方式确定模块、四维信息管理空间模型建立模块、策略库建立模块、巡检任务规划模块、调度模块。

所述机载耦合方式确定模块，用于根据电力巡检任务确定无人机平台和传感器类别的耦合方式；

所述四维信息管理空间模型建立模块，用于根据电力巡检的基础元素、巡检作业模式、时间序列、运行参数的优先级别和控制策略建立四维信息管理空间模型，其中所述基础元素包括：无人机平台和传感器；

所述策略库建立模块，用于根据所述四维信息管理空间模型在不同的设备中建立对应的策略库并设置对应的控制程序，所述策略库包括：任务分配策略、航线规划策略和控制策略；

所述巡检任务规划模块，用于根据巡检任务执行过程中采集的实时数据信息、外部命令选择对应的策略，并根据所述策略下发控制命令至对应的无人机平台；

所述调度模块，用于接收所述控制命令，根据所述实时数据信息、无人机状态和控制命令，对执行电力巡检任务的无人机进行协调控制。

优选地，其中所述巡检作业模式包括：通道巡检、精细巡检、故障巡检和特殊巡检等。

优选地，其中所述机载耦合方式确定模块包括：无人机平台选择单元、传感器类别选择单元和耦合方式判断单元，

所述无人机平台选择单元，用于根据电力巡检任务和作业环境等信息选择至少一个无人机平台；

所述传感器类别确定单元，用于根据电力巡检任务的的作业模式、侧重点和巡检对象选取至少一个传感器，所述巡检对象包括：线路本体、附属设施和通道及电力保护区；

所述耦合方式确定单元，用于判断所选择的无人机平台和传感器类别的耦合指标是否满足预设耦合指标。

优选地，其中所述运行参数的优先级别为：目标任务状态、目标任务级别、目标任务难度和无人机的执行能力。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于四维信息管理空间的无人机电力巡检方法，所述方法包括：

根据电力巡检任务确定无人机平台和传感器类别的耦合方式；

根据电力巡检的基础元素、巡检作业模式、时间序列、运行参数的优先级别和控制策略建立四维信息管理空间模型，其中所述基础元素包括：无人机平台和传感器；

根据所述四维信息管理空间模型在不同的设备中建立对应的策略库并设置对应的控制程序，所述策略库包括：任务分配策略、航线规划策略和控制策略；

根据巡检任务执行过程中采集的实时数据信息、外部命令、选择对应的策略，并根据所述策略下发控制命令至对应的无人机平台；

无人机平台接收所述控制命令，根据所述实时数据信息、无人机状态和控制命令，对执行电力巡检任务的无人机进行协调控制。