[发明专利]一种利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法

说明书

本发明公开了一种利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法，通过构建不同预警等级的模拟曲线，与采集导线轨迹曲线进行快速比对，实现覆冰预警快速评估，基于近距离红外成像，利用温差可有效消除导线覆冰与地面结冰造成的成像干扰，通过红外成像的边缘检测技术与成像转换，快速分析多点覆冰厚度，提升输电线路覆冰监测水平。

技术领域

本发明涉及无人机巡检技术领域，尤其是指一种利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法。

背景技术

电力设施系统中，沿高压架空电力线路边导线，向两侧伸展规定宽度的线路下方带状区域被称为输电线路走廊。传统的输电线路通道走廊内，随着自然环境的不断恶化，低温冰冻雨雪天气导致线路覆冰，经常导线跳闸、绝缘子闪络，严重时发生倒塔、断线事故，威胁着输电线路的安全运行。

当前，输电线路常用的是人工观冰与在线监测观冰，即为称重法、导线倾角-弧垂法、图像法。其中，称重法由于对模拟导线进行采样进行观测，与导线实际覆冰情况存在极大偏差；导线倾角-弧垂法，不能反映导线覆冰后的不均匀分布情况，且导线弧垂变化影响因素复杂，稍有误差，覆冰质量相差很大；图像法只能观测近处覆冰状况，采集信息量有限，且摄像头一旦被冰雪覆盖将无法工作。

随着无人机技术及摄影测量技术的发展，利用无人机对输电线路走廊进行巡视的方式日益增多。利用无人机进行精细化线路巡检时，既要考虑无人机对输电设备的安全距离，也要考虑相机焦距、分辨率、画幅因素等对图像拍摄质量的影响，以及无人机云台角度和无人机机头朝向等问题。同时，还需要考虑在巡线过程中容易受到不稳定气流和风向的影响。

然而，人工地面观冰仅能选取参考特进行观测，在线监测计算模型均按覆冰均匀分布假设，导致最终计算结果与实际存在较大的偏差。传统的多旋翼无人机巡视方法是巡视人员在地面人工控制飞机进行巡视，巡视质量和安全受制于操控手的操作水平，作业效率不高且精度较低。无人机在执行电网巡视航飞任务时，若因突发状况而导致航飞中断，或碰撞树障点导致无人机损坏，则会给巡检作业带来巨大损失。

发明内容

针对上述背景技术中的问题，提供了一种利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法，可以通过RTK版无人机精准构建飞行轨迹、近距离红外成像快速识别覆冰导线等方式完成数据采集，并将飞行轨迹与模拟预警曲线进行比对、利用成像原理计算覆冰厚度，实现输电线路全档导线覆冰快速评估与覆冰厚度计算。

本发明所述的一种利用RTK版无人机搭载红外相机监测覆冰方法，包括：

获取覆冰预警等级导线；

根据所述覆冰预警等级导线规划无人机飞行航线；

提取所述无人机飞行航线中的航点；

设置无人机在所述航点间朝导线方向保持横向飞行，并以红外双光相机采集所述航点的影像；

根据所述航点的影像推算导线的多点空间坐标；

比较覆冰前后的所述导线的多点空间坐标，计算导线的平均覆冰厚度；

以所述导线的多点空间坐标构建覆冰导线曲线，与所述覆冰预警等级导线对比，得出覆冰导线的预警等级。

根据所述覆冰预警等级导线规划无人机飞行航线的步骤包括：

选定RTK无人机基准站位置；

采用三维激光雷达或全站仪测量所述基准站位置与无人机飞行范围内各导线挂点空间位置的关系；

通过飞行控制程序确定所述各导线挂点空间坐标；

无人机根据不同的覆冰预警等级，执行对应导线挂点空间坐标连线为无人机飞行航线并完成飞行任务。