[发明专利]基于激光雷达的输电线路精细化巡检飞行平台及巡检方法

说明书

本发明公开了一种基于激光雷达的输电线路精细化巡检飞行平台，包括飞行器、三维激光测距模块、地面控制终端与云端服务器，在巡检时，摄像模块获取输电线路所在平面位置，然后三维激光测距模块对准输电线路发射激光信号，同时接收线路反射回传的信号；摄像模块对飞行器周边进行拍摄，根据拍摄的图像在地面控制终端构建三维实景影像，根据激光反射回传的信号在地面控制终端建立三维点云图；在地面控制终端根据上述三维实景影像和三维点云图，判断是否存在障碍物、障碍物与线路的距离是否超过预设的安全距离，调整飞行器飞行姿态，使飞行器保持固定距离沿输电线路自主巡航飞行。本发明具有成本低、操作智能化、效率高、维护电网运维人员安全的优点。

技术领域

本发明涉及电力巡线检修领域，特别涉及一种基于激光雷达的输电线路精细化巡检飞行平台及巡检方法。

背景技术

随着建设步伐的不断加快，高压线覆盖的区域逐步增多，对高压线路的巡检任务也越来越重。目前对输电线路的查勘监测都是巡检工人沿着线路进行人为检查，由于高压输电线路较长，线路间距较大，多线路并行作业时需人工多点投放和回收无人机，影响巡线成本。这种巡检方式劳动强度大、效率低下，有些线路受制于地形因素造成线路巡视异常困难和危险。再者，为了维持人们工作生活的正常运行，线路上是一直带有高压电的，所以给巡检工人的生命安全也带来了潜在威胁。

随着无人机技术的飞速发展，无人机已经用于多种行业中，在电力行业中，无人机也开始大规模使用，目前多采用人工操控旋翼无人机的方式进行上线，然而这种方式存在太大随机性，一方面无人机距离地面太高，人的肉眼无法准确判断旋翼无人机与导线的距离，另一方面由于人的操控有一定的误差，因而这种方法很容易造成时间的浪费，更严重的会导致旋翼无人机与导线距离过近，从而引发导线与机身或设备之间感应放电，会造成设备损坏和电磁波干扰影响通信系统。因此需要一种基于激光雷达架空输电线路智能精细化巡检飞行平台，以解决行业中面临的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于激光雷达的输电线路精细化巡检飞行平台及巡检方法，该发明可远距离操控、全覆盖式的对输电线路进行自主飞行巡航拍摄，同时根据激光雷达回传数据实时调整无人机与输电线路之间的安全距离，具有成本低、操作智能化、效率高、维护电网运维人员安全的优点。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：基于激光雷达的输电线路精细化巡检飞行平台，包括飞行器、搭载在飞行器上的三维激光测距模块、设置在地面的地面控制终端与远程控制的云端服务器，其中三维激光测距模块与地面控制终端以无线的方式进行数据连接，地面控制终端与云端服务器无线数据连接；地面控制终端与飞行器无线数据连接。本发明通过设置三维激光测距模块，可以通过地面控制终端调整飞行器飞行姿态，同时通过设置云端服务器，可以实时存储巡检过程中产生的各种参数数据。

优选的，所述飞行器上还搭载有摄像模块，摄像模块与地面控制终端通过无线方式数据连接。摄像模块可采集当前巡检过程中的图像，在地面控制终端中构建三维实景影像，便于地面工作人员进行实时监控，并进行实时调整。

优选的，所述摄像模块和三维激光测距模块分别通过一个云台搭载在飞行器下方。通过云台可实现任意角度的拍摄。

优选的，所述飞行器的上下前后部分均安装有避障传感器，同时飞行器上安装有测量飞行器悬停位置的RTK(Real Time Kinematic，载波相位差分技术)信号处理装置。采用避障传感器可实现安全飞行，采用RTK信号处理装置可实现厘米级的定位精度。

优选的，所述三维激光测距模块采用三维激光雷达。该雷达能够精准点云建模，与摄像模块拍摄到的三维实景影像相结合，进行空间数据分析、预警。