[发明专利]无人机电力线路运维检修系统及方法

说明书

本发明公开了一种无人机电力线路运维检修系统及方法。该系统通过路径规划模块、数据获取模块、数据处理模块、地图模块、存储模块、通信模块、地面接收站实现了电力线路的自动运维及检修，对点云数据进行最小方差函数的聚类分析、最小二乘法拟合、安全距离诊断，使电力线故障的自动检测结果更加精确，通过故障类型得到的任务矢量、维修人员技能矢量的计算选择到最佳维修人员，结合维修人员的距离综合选择维修人员，实现了维修人员派送的自动化，也使派员完成工作的效率更高。解决了传统无人机系统无法自动检测线路故障、无法根据故障类型自动派工的问题。

技术领域

本发明涉及电力线路运维技术领域，尤其是涉及一种无人机电力线路运维检修系统及方法。

背景技术

电力应用渗透至国家与企业运作与发展以及国民生活起居等各个方面,可见电力系统是国民经济发展的基础。但电力系统具有多项不安全因素,一旦发生电力事故,将对个人或企业甚至国家造成不同程度的影响,因此保障电网的正常稳定运行是电力企业的工作核心,高效的电力故障抢修是电力企业安全生产的重要保证。

输电线路定期巡检，能够有效消除可能的隐患或损失，保障电网运行安全。但是人工巡线劳动强度大、效率低，在高压线路检查作业时存在危险，并且对于穿越荒山野岭、深沟峡谷的输电线路无能为力。无人机巡检技术在电力行业日渐普及，使用无人检替代人工巡检，除了安全性更高外，工作效率也大幅提升。但随着技术应用的深入，电力行业对无人机解决方案提出了更高的信息化与智能化要求。现有的无人机巡检技术只是使用单架无人机搭载任务载荷执行任务，通过无人机来进行远程摄像，技术人员根据无人机返回的录像来观察电力线路中是否有异常。无人机巡检在数据智能化分析处理方面还不太理想。

发明内容

本发明提供了一种无人机电力线路运维检修系统及方法。该系统实现了电力线路的自动运维及检修，解决了传统的电力线路监测数据不直观、精度低、地形复杂地区难以开展工作、无人机系统无法自动检测线路故障、无法根据故障类型自动派工的问题。

一种无人机电力线路运维检修系统包括路径规划模块、数据获取模块、数据处理模块、地图模块、存储模块、通信模块、地面接收站。

路径规划模块包括路径规划单元、高度预设单元，路径规划单元根据电力线路所在区域初始全局地图预规划无人机飞行路线，高度预设单元根据所在区域地形高度及输电线塔架高度预设飞行高度，无人机根据预规划路线和预设高度起飞。

数据获取模块包括激光雷达LiDAR、高分辨率相机、GPS接收机、三轴陀螺仪、三轴加速度计、红外波摄像机、紫外摄像机。

数据处理模块包括避障计算单元、点云数据处理单元、影像处理单元、故障类型计算单元；避障计算单元结合全局地图及实时点云数据实现无人机避障，点云数据处理单元对点云数据进行电力线提取，影像处理单元对红外影像、紫外影像进行处理，故障类型计算单元根据检测结果生成故障类型。

地图模块包括存储单元、拼接单元、更新单元，存储单元存储全局地图，拼接单元对获取的不同帧点云数据进行连续性匹配，更新单元构建扫描区域局部地图，不断更新全局地图。

通信模块采用无线通信方式，将数据处理模块得到的输电塔及线路故障数据反馈至地面接收站。

地面接收站根据故障类型和所处位置，派发检修工单至运维人员处。

一种无人机电力线路运维检修方法包括以下步骤：

1.根据电力线路所在区域初始全局地图预规划无人机飞行路线，根据所在区域地形高度H₀及输电线塔架高度H_e预设飞行高度H(t_i)，公式如下

H(t_i)＝H₀+H_e+ω (1)

其中，ω为无人机预设安全距离，