[发明专利]一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统

说明书

本公开提供了一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统，包括巡检车辆，巡检车辆的车顶上搭载有二自由度云台，二自由度云台上设置有检测传感器，巡检车辆内承载有车载工控机，车载工控机连接有采集巡检车辆当前位姿与行驶速度的车载惯性组合导航模块；车载工控机被配置为获取巡检车辆当前位姿与行驶速度，根据空间坐标的转换，求解检测点在检测坐标系内的坐标，检测二自由度云台在检测坐标系内的水平和垂直两自由度目标转角，以此在车载配网巡检过程中进行二自由度云台的伺服控制，以实现配网杆塔和架空线路待检区域的自动追踪及巡检数据采集。

技术领域

本公开涉及一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统。

背景技术

随着近年来配网投资建设速度的不断加快，以及电网智能化趋势的不断深入，传统以“人力为主”的巡检模式逐渐难以满足日益增长的配网运维检修工作需求。对此，相关研究机构以手持移动终端、巡检车辆或无人机为载体，相继研发并应用了多种类型的移动配网巡检系统。相较于现有其他配网巡检方式，基于车载的配网巡检，巡检车辆上可搭载检测传感器的类型、重量、尺寸等受限较小，巡检数据分析、整理、录入等工作也可在巡检现场车辆内部完成，有效保证了巡检数据的时效性，提高了配网巡检效率。

在已有车载配网巡检系统中，巡检车辆顶部通常搭载二自由度云台以及安装于云台顶部防护罩内的可见光摄像机、红外热像仪、超声波局放检测仪等非接触数据采集传感器，巡检班组成员可在车辆内部控制云台水平和垂直两自由度转角，以使传感器对准杆塔或线路待检区域进行数据采集。由于巡检数据采集还需人工方式实现，现有车载配网巡检数据采集效率仍有待进一步提升。

为实现车辆运动过程中对巡检数据的自动采集，目前通常会采基于云台视觉伺服的数据自动采集方案。该方案首先识别采集图像中的杆塔或线路待检区域，之后计算待检区域中心点与图像中心的偏差，并以此偏差作为反馈量控制云台两自由度转角，进而实现车辆运行过程中对杆塔或线路待检区域的追踪与传感器数据采集。然而，结合实际车载配网巡检作业环境特点，这种方案还存在以下问题：

(1)现有配电线路通常沿城市道路沿线架设，线路周边环境复杂，杆塔线路易受周边树木、建筑物等的连续随机性遮挡和干扰，易导致追踪精度降低甚至失败。另外，视觉伺服在室外使用时，其性能不可避免的会受到光照、天气等因素影响，限制了车载配网巡检的应用场景。

(2)由于从前端图像采集到后端云台伺服控制量输出执行之间必然存在延时，延时时间主要受到采集图像尺寸、图像传输时间、图像处理时间等因素影响，云台伺服控制的实时性较难大幅度提升，制约了巡检车辆最大运行速度，不利于后续巡检数据采集效率的进一步提升。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统，本公开实现了车载配网巡检过程中对配网杆塔和架空线路待检区域的自动追踪和数据采集，克服了单一视觉伺服控制方法易受环境因素影响的问题。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种车载配网巡检数据采集方法，包括以下步骤：

(1)采集车辆当前位姿与行驶速度并获取当前待检区域对应检测点在世界坐标系中的坐标；

(2)依据空间坐标变换关系，求解检测点在检测坐标系内的坐标；

(3)在检测坐标系内，根据检测点在检测坐标系内的坐标与车辆当前位姿与行驶速度，计算云台水平和垂直两自由度目标转角，将计算得到的云台目标转角作为控制量输出，以设定的频率采集待检区域的图像；

(4)利用模式识别方法对图像中检测区域进行识别，并生成识别成功和失败标志，识别成功，则在依据待检区域中心点距采集图像中心偏差，计算云台水平和垂直两自由度相对于当前角度的相对转角，并输出至云台执行。以实现对云台的进一步的伺服控制；