[发明专利]基于电力杆塔模型匹配的电力无人机巡检方法及系统

说明书

本发明提供了基于电力杆塔模型匹配的电力无人机巡检方法及系统，属于电力设施巡检技术领域，该基于电力杆塔模型匹配的电力无人机巡检方法包括S1，获得电力杆塔的三维模型数据和无人机的三维模型数据；S2，结合电力杆塔的三维模型数据和定义地理位置信息绘制目标航线；S3，利用无人机的三维模型数据沿目标航线上模拟飞行得到虚拟运动姿态数据；S4，向无人机发送控制指令，以控制无人机根据虚拟运动姿态数据按照目标航线飞行进行巡检；对实际的电力杆塔的塔体特征和地理位置信息进行采集，将模拟时得到的数据进行更正，这样极大地提高了工作效率，避免系统通道臃肿，并且为神经网络进行深度学习提供了有利的依据。

技术领域

本发明属于电力设施巡检技术领域，具体而言，涉及基于电力杆塔模型匹配的电力无人机巡检方法及系统。

背景技术

近年来，我国电力系统得到突飞猛进的发展，据咨询机构GlobalData预测，截止2020年，中国输电线路总里程将增加至159万千米以上。中国幅员辽阔，地形多变，尤其是超高电压输电线路多分布在山区，丘陵等恶劣环境中，这给电网的维护和运行造成很大困难。

对于这些区域的人工巡检工作不但工作量大，而且巡检人员的生命安全也不能得到很好保障。近年来，无人机产业的兴起给各种行业带来变革，利用无人机进行输电线路的巡检工作可以有效的提高工作效率，降低巡线成本，保障巡检人员工作安全性，并且可以通过机载云台记录的影像资料及时察觉高压线路上的安全隐患。

无人机路径规划是无人机飞行安全和任务完成情况的根本保证，要求具有极高的可靠性和实用性。目前，无人机在巡检之前，均通过人工方式操控无人机沿每个电力杆塔飞行一次，通过无人机上的摄像头以及定位设备来获得每个电力杆塔的塔体特征以及位置参数，最终通过计算机将数据整合来规划飞行航线。因此，包括飞行环境、飞行高度和飞行控制在内的因素对操控人员来说是极大的挑战，若操控人员稍有疏忽会导致无人机碰撞或者坠落。

发明内容

本发明实施例提供了基于电力杆塔模型匹配的电力无人机巡检方法及系统，其目的在于解决现有的无人机巡检之前需人工方式操控无人机对每个电力杆塔进行数据采集的问题。

鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：

本发明提供基于电力杆塔模型匹配的电力无人机巡检方法，包括以下步骤：

S1，获得电力杆塔的三维模型数据和无人机的三维模型数据；

S2，结合电力杆塔的三维模型数据和定义地理位置信息绘制目标航线；

S3，利用无人机的三维模型数据沿目标航线上模拟飞行得到虚拟运动姿态数据；

S4，向无人机发送控制指令，以控制无人机根据虚拟运动姿态数据按照目标航线飞行进行巡检；

S5，接收无人机的摄像头拍摄的视频图像集和定位设备采集的实时地理位置信息；

S6，根据视频图像集对电力杆塔的三维模型数据进行修订，根据实时地理位置信息修订目标航线得到实际航线，根据实际航线模拟飞行得到真实运动姿态数据；

S7，将电力杆塔的三维模型数据、实际航线和真实运动姿态数据建立训练样本集，采用神经网络对训练样本集进行训练得到识别模型实现自动巡检。

作为本发明的一种优选技术方案，所述结合电力杆塔的三维模型数据和定义地理位置信息绘制目标航线具体为：获得电力杆塔区域的地形图层，在地形图层内设置对应的定义地理位置信息并导入电力杆塔的三维模型数据，每个电力杆塔的三维模型数据应与定义地理位置信息对应并建立编号，结合电力杆塔的三维模型数据和定义地理位置信息绘制目标航线。

作为本发明的一种优选技术方案，所述目标航线和实际航线均包括航线距离、起飞点坐标、巡检起始点坐标、路径点坐标、巡检结束点坐标和降落点坐标。