[发明专利]基于无人机的绝缘子清洗方法、系统、设备、存储介质

说明书

本发明公开了一种基于无人机的绝缘子清洗方法，对固定在电塔上的绝缘子进行清洗，包括以下步骤：根据电塔周围环境以及绝缘子位置，规划包含无人机期望悬停位置的期望航线；使无人机沿期望航线运动至期望悬停位置，识别绝缘子并提取绝缘子两侧边缘切线的线特征，并与绝缘子的期望线特征进行比较，得到线特征误差；根据线特征误差控制无人机稳定在期望悬停位置；无人机保持在期望悬停位置时，对绝缘子进行清洗。

技术领域

本发明涉及无人机视觉伺服控制领域，具体涉及一种基于无人机的绝缘子清洗方法、系统、设备、存储介质。

背景技术

绝缘子是输电线路中一种用来固定带电导体的特殊绝缘控件。由于固定在电塔上的绝缘子长期暴露在野外环境中，其表面容易沾染灰尘形成污秽层，若不及时清洗极易造成供电系统短路故障。以往工作人员采用人工清洗的方法，但是这种方法成本较高且不安全。近年来，绝缘子清洗无人机开始受到电力行业的关注。

传统的绝缘子清洗无人机作业方法是操作员遥控无人机悬停到绝缘子附近，通过观察无人机前置云台相机发回地面站的图像，利用经验判断绝缘子位置，进而对其实施清洁操作。但是，这种开环、纯手动的作业方法存在许多问题。首先，这种方法通过人眼观察来判断绝缘子位置，对操作员的经验要求很高，无人机的自主能力较差。其次，无人机在清洗过程中，容易受到外界扰动的影响。喷水时产生的回冲力、环境风力、气压飘动、无人机自身悬停不稳等都会导致无人机的位置出现偏差。上述问题会导致绝缘子清洗过程耗时，清洗效果不佳。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于无人机的绝缘子清洗方法、系统、设备、存储介质。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于无人机的绝缘子清洗方法，对固定在电塔上的绝缘子进行清洗，包括以下步骤：

步骤一：根据电塔周围环境以及绝缘子位置，规划包含无人机期望悬停位置的期望航线；

步骤二：使无人机沿期望航线运动至期望悬停位置，识别绝缘子并提取绝缘子两侧边缘切线的线特征，并与绝缘子的期望线特征进行比较，得到线特征误差；

步骤三：根据线特征误差控制无人机稳定在期望悬停位置；

步骤四：无人机保持在期望悬停位置时，对绝缘子进行清洗。

具体地，步骤一中规划无人机的期望航线时，通过激光雷达对所述绝缘子所在的电塔周围环境进行扫描，建立三维环境地图，从地图中标记各绝缘子的位置和编号，每个绝缘子对应设置四个期望悬停位置；根据各绝缘子的位置以及绝缘子对应的期望悬停位置，规划出所述的期望航线；所述期望悬停位置位于以所述绝缘子为中心、半径为5米、高度为绝缘子几何中心高度的圆周上。

具体地，步骤四中对绝缘子进行清洗时，分别在一个绝缘子对应的四个期望悬停位置对该绝缘子进行冲洗后，再进行下一个绝缘子的冲洗；对所有的绝缘子完成清洗后，无人机沿着期望航线返回。

具体地，所述无人机上设置有能够更改出水方向的出水口；以无人机上的出水口为原点、以出水口到绝缘子中轴线中点的方向为X轴正向、以垂直于X轴向上的方向为Y轴正向建立直角坐标系，则步骤四中对绝缘子进行清洗时，出水口出水方向周期性地在-50°到50°内变化。

具体地，步骤二中，当所述的线特征误差小于设定阈值时，说明无人机到达所述的期望悬停位置。

具体地，步骤二中，所述的期望线特征为预先获取得到；获取所述的期望线特征时，包括以下步骤：

垂直悬挂一枚与所要清洗的绝缘子相同的备用绝缘子，在以所述备用绝缘子为中心、5米为半径、高度为所述备用绝缘子几何中心高度的圆周上，放置单目摄像机对其拍摄，得到图像；

所述单目摄像机与所述备用绝缘子的几何中心连线垂直于所述单目摄像机的成像平面，所述备用绝缘子位于图像中央；