[发明专利]一种用于变电站的无人机巡检方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于变电站的无人机巡检方法，包括：对当前变电站进行激光雷达巡检，获取含有变电站内各个待检测设备的三维激光雷达点云数据，基于此，生成含有规划好的航线信息的飞行巡检计划；由无人机飞行平台控制无人机按照飞行巡检计划内的航线飞行，在无人机到达待检测设备对应的巡检位置时，采集当前含有待检测设备的变电站图像，利用预设的变电站巡检目标识别模型，识别图像中的巡检目标类别和故障类型，完成变电站的自主巡检任务。本发明提高了巡检效率、巡检安全，满足自主巡检任务的在线诊断精度。

技术领域

本发明涉及无人机变电站巡检技术领域，具体地说，是涉及一种用于变电站的无人机巡检方法及系统。

背景技术

随着物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术的快速发展，无人机已广泛应用到石油、铁路、植保、物流服务等各个行业领域。在电力行业，为满足建设和发展坚强智能电网需求，转变变电站的运检模式，一种采用“直升机、无人机和人工协同巡检”的新型运检模式发展起来。其中，无人机巡检由于方式灵活、成本低，不仅能够发现杆塔异物、绝缘子破损、防震锤滑移、线夹偏移等缺陷，还能够发现金具锈蚀、开口销与螺栓螺帽缺失、查找闪络故障点等人工巡检难以发现的缺陷，可与直升机和人工巡检方式协同配合，成为线路运检技术发展的重点方向之一。另外，依托无人机平台开展导线除异物、工具传递、复合绝缘子憎水性检测等辅助检修作业逐渐增多，有效减轻了作业人员劳动强度，提高了检修效率，确保了检修作业安全。现有验电器在平原地区使用不受限制，但线路跨越河流、山谷等区域作业人员无法抵达或杆塔，另外，在线路高度提升时非接触式验电器无法正常使用。

现今，绝大多数变电站无人机巡检多为手动控制飞行，飞行过程中的安全把控基本取决于操作人员的技术水平，无法有效保证巡检任务的顺利完成和巡检工作的安全性。针对少数的自动飞行控制，也没有成熟的针对变电站行业的自主飞行方案，例如：目前的无人机避障、自主飞行等技术，基本都是针对个人用户及航空摄影等用户市场的，没有任何针对变电站无人机精细化巡检的自主飞行方案。另外，变电站巡检工作的工作内容周期性强、安全要求高，但现有技术无法达到针对变电站无人机的精细化巡检工作中所具有的内容周期性高、内容变化较小、以及对整个各个环节的精细度和高安全性需求等特征。

因此，现有技术中，无论是人工手动操作，还是依赖无人机平台的自组飞行功能，自主巡检的高精度检测效果和安全性都无法达到变电站精细巡检的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于变电站的无人机巡检方法，包括：计划规划步骤、对所述变电站进行激光雷达巡检，获取含有变电站内各个待检测设备信息的三维激光雷达点云数据，基于此，生成飞行巡检计划，所述飞行巡检计划包括规划好的航线；自主巡检步骤、由无人机飞行平台控制所述无人机按照所述航线飞行，在所述无人机到达所述待检测设备对应的巡检位置时，采集当前含有待检测设备的变电站图像，利用预设的变电站巡检目标识别模型，识别所述图像中的巡检目标类别和故障类别，从而完成针对所述变电站的自主巡检任务。

优选地，在所述计划规划步骤中，还包括：从所述三维激光雷达点云数据中提取关键特征点，并按照每个所述关键特征点的定位信息进行主体航线规划；获取位于所述关键特征点附近的各个重点巡检目标对应的定位信息，判断所述重点巡检目标与其最相关的所述关键特征点之间是否存在遮挡关系，根据所述判断结果，对与每个所述关键特征点相关的各个所述重点巡检目标进行辅助航线规划；根据主体航线规划结果、以及每个辅助航线规划结果，得到所述航线。

优选地，进一步，在主体航线规划过程中，依次对每个所述关键特征点进行航迹标注；在依次对每个所述关键特征点进行辅助航线规划过程中，包括：确定与当前所述关键特征点相关的重点巡检目标；判断每个所述相关的重点巡检目标与该关键特征点之间、以及各个所述相关的重点巡检目标之间是否存在障碍物；根据判断结果，在将当前所述关键特征点作为起点且飞行到下一个邻近的所述关键特征点的情况下，以最短航线距离对每个所述相关的重点巡检目标进行航线标注，生成相应的辅助航线。