CN104076820A - 基于三维gis的无人机电力线路巡检控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制系统及方法，该系统包括无人机、车载地面终端和地面站系统，所述地面站系统上设有数据收发模块、编码模块、解码模块、三维GIS系统和数据库，该方法包括以下步骤：1、地面站系统通过三维GIS系统进行巡检区域航线规划，得到规划好的三维飞行航线；2、地面站系统将封装成通讯报文形式的三维飞行航线上传至无人机；3、无人机根据接收到的三维飞行航线进行实时飞行及航拍；4、在实时飞行及航拍过程中，无人机将封装成通讯报文形式的航迹数据实时下发至地面站系统。该系统及方法有利于提高航线规划精度，准确还原巡检现场。
Description
技术领域
本发明涉及电网无人机巡检技术领域，特别涉及一种基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制系统及方法。
背景技术
无人机地面站系统主要负责整个无人机地面部分所有工作的管控功能，其中包括了飞行前的航线规划以及发送、无人机与地面站实时通讯、当前飞行轨迹与飞行姿态信息展示、飞行设备的运行数据展示、历史飞行数据的管理与展示等。
现有的无人机巡检系统采用二维GIS结合串口通讯的方式进行巡检作业管理。首先通过二维GIS上展示的杆塔设备分布范围进行巡检飞行区域和航点划分。其次针对飞行线路进行现场勘测，对现有的航线进行修正。最后将规划完毕的航线上传至无人机上。无人机根据规划后的航线进行飞行和航拍。无人机在实时飞行过程中通过串口通讯技术将航迹实时传回地面站。地面站解析通讯报文在二维GIS地图上进行航迹的标绘。
现有的无人机巡检采用以二维GIS平台为展示载体，串口通讯为通讯手段进行无人机巡检作业管理控制。在巡检工作中存在地理数据不够精确，不能完美还原现场的问题。传统的二维GIS展示的以多个展示图层如影像图、高程图等叠加的形式对作业地点进行描述，对飞行航线设置、现场地理环境了解等现场作业所需数据不够精确。对应杆塔设备的展示方面值能显示杆塔位置，对应外观等因素则无从下手。所以无人机起飞前的筹备工作都必须在图上作业后进行现场勘测的基础上进行开展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制系统及方法，该系统及方法有利于提高航线规划精度，准确还原巡检现场。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制系统，包括无人机、车载地面终端和地面站系统，所述无人机上设有用于接收三维飞行航线、控制指令以及发送航迹数据的机载电台，所述车载地面终端上设有用于向无人机转发三维飞行航线、控制指令以及向地面站系统转发航迹数据的车载电台，所述地面站系统上设有数据收发模块、编码模块、解码模块、三维GIS系统和数据库，所述数据收发模块用于向无人机发送三维飞行航线或控制指令，以及接收无人机发送的航迹数据，所述编码模块用于将向无人机发送的三维飞行航线或控制指令编码为通讯报文，所述解码模块用于从无人机发送的通讯报文中解析出航迹数据，所述三维GIS系统用于进行巡检区域航线规划以及展示航迹数据，所述数据库用于保存三维飞行航线、航迹数据以及向数据收发模块提供三维飞行航线。
本发明还提供一种基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：地面站系统通过三维GIS系统进行巡检区域航线规划，得到规划好的三维飞行航线；
步骤S2：地面站系统将封装成通讯报文形式的三维飞行航线上传至无人机；
步骤S3：无人机根据接收到的三维飞行航线进行实时飞行及航拍；
步骤S4：在实时飞行及航拍过程中，无人机将封装成通讯报文形式的航迹数据实时下发至地面站系统。
进一步的，步骤S2中，地面站系统通过数据收发模块将三维飞行航线发送至编码模块，编码模块根据通讯协议将三维飞行航线封装成通讯报文，并发送给车载地面终端的车载电台，车载电台将通讯报文经中继电台发送至无人机的机载电台，机载电台将通讯报文发送至无人机的飞控系统。
进一步的，步骤S4中，无人机通过机载电台将通讯报文实时下发至中继电台，中继电台再下发至车载地面终端的车载电台，车载电台将接收到的通讯报文发送至地面站系统，地面站系统的解码模块从通讯报文中解析出航迹数据，在数据库中进行保存并通过三维GIS系统进行展示。
进一步的，当地面站系统要向无人机发送控制指令时，地面站系统通过数据收发模块将控制指令发送至编码模块，编码模块根据通讯协议将控制指令封装成通讯报文，并发送给车载地面终端的车载电台，车载电台将通讯报文经中继电台发送至无人机的机载电台，机载电台将通讯报文发送至无人机的飞控系统。
本发明的有益效果是以三维GIS平台作为航线规划和航迹展示的平台，可以减少整个巡检工作前期与后期的工作量，提高航线规划精度，准确还原巡检现场的场景。同时，在无人机飞行时真实直观的展示整个飞行过程，加强无人机飞行时的安全指数，减轻无人机飞行的风险。
附图说明
图1是本发明实施例中的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制系统，如图1所示，包括无人机、车载地面终端和地面站系统，所述无人机上设有用于接收三维飞行航线、控制指令以及发送航迹数据的机载电台，所述车载地面终端上设有用于向无人机转发三维飞行航线、控制指令以及向地面站系统转发航迹数据的车载电台，所述地面站系统上设有数据收发模块、编码模块、解码模块、三维GIS系统和数据库，所述数据收发模块用于向无人机发送三维飞行航线或控制指令，以及接收无人机发送的航迹数据，所述编码模块用于将向无人机发送的三维飞行航线或控制指令编码为通讯报文，所述解码模块用于从无人机发送的通讯报文中解析出航迹数据，所述三维GIS系统用于进行巡检区域航线规划以及展示航迹数据，所述数据库用于保存三维飞行航线、航迹数据以及向数据收发模块提供三维飞行航线。
本发明还提供了对应于上述系统的无人机电力线路巡检控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1：地面站系统通过三维GIS系统进行巡检区域航线规划，得到规划好的三维飞行航线。三维GIS系统结合了电力设备地理数据，能够真实还原巡检区域场景并且根据规划的航点位置进行飞行航线的验证，保证了无人机飞行安全。
步骤S2：地面站系统将封装成通讯报文形式的三维飞行航线上传至无人机。具体地，地面站系统通过数据收发模块将三维飞行航线发送至编码模块，编码模块根据通讯协议将三维飞行航线封装成通讯报文，并发送给车载地面终端的车载电台，车载电台将通讯报文经中继电台发送至无人机的机载电台，机载电台将通讯报文发送至无人机的飞控系统。
步骤S3：无人机根据接收到的三维飞行航线进行实时飞行及航拍。
步骤S4：在实时飞行及航拍过程中，无人机将封装成通讯报文形式的航迹数据实时下发至地面站系统。具体地，无人机通过机载电台将通讯报文实时下发至中继电台，中继电台再下发至车载地面终端的车载电台，车载电台将接收到的通讯报文发送至地面站系统，地面站系统的解码模块从通讯报文中解析出航迹数据，在数据库中进行保存并通过三维GIS系统进行展示。
当地面站系统要向无人机发送控制指令时，地面站系统通过数据收发模块将控制指令发送至编码模块，编码模块根据通讯协议将控制指令封装成通讯报文，并发送给车载地面终端的车载电台，车载电台将通讯报文经中继电台发送至无人机的机载电台，机载电台将通讯报文发送至无人机的飞控系统。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制系统，其特征在于，包括无人机、车载地面终端和地面站系统，所述无人机上设有用于接收三维飞行航线、控制指令以及发送航迹数据的机载电台，所述车载地面终端上设有用于向无人机转发三维飞行航线、控制指令以及向地面站系统转发航迹数据的车载电台，所述地面站系统上设有数据收发模块、编码模块、解码模块、三维GIS系统和数据库，所述数据收发模块用于向无人机发送三维飞行航线或控制指令，以及接收无人机发送的航迹数据，所述编码模块用于将向无人机发送的三维飞行航线或控制指令编码为通讯报文，所述解码模块用于从无人机发送的通讯报文中解析出航迹数据，所述三维GIS系统用于进行巡检区域航线规划以及展示航迹数据，所述数据库用于保存三维飞行航线、航迹数据以及向数据收发模块提供三维飞行航线。
2.一种基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：地面站系统通过三维GIS系统进行巡检区域航线规划，得到规划好的三维飞行航线；
步骤S2：地面站系统将封装成通讯报文形式的三维飞行航线上传至无人机；
步骤S3：无人机根据接收到的三维飞行航线进行实时飞行及航拍；
步骤S4：在实时飞行及航拍过程中，无人机将封装成通讯报文形式的航迹数据实时下发至地面站系统。
3.根据权利要求1所述的基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制方法，其特征在于，步骤S2中，地面站系统通过数据收发模块将三维飞行航线发送至编码模块，编码模块根据通讯协议将三维飞行航线封装成通讯报文，并发送给车载地面终端的车载电台，车载电台将通讯报文经中继电台发送至无人机的机载电台，机载电台将通讯报文发送至无人机的飞控系统。
4.根据权利要求1所述的基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制方法，其特征在于，步骤S4中，无人机通过机载电台将通讯报文实时下发至中继电台，中继电台再下发至车载地面终端的车载电台，车载电台将接收到的通讯报文发送至地面站系统，地面站系统的解码模块从通讯报文中解析出航迹数据，在数据库中进行保存并通过三维GIS系统进行展示。
5.根据权利要求1所述的基于三维GIS的无人机电力线路巡检控制方法，其特征在于，当地面站系统要向无人机发送控制指令时，地面站系统通过数据收发模块将控制指令发送至编码模块，编码模块根据通讯协议将控制指令封装成通讯报文，并发送给车载地面终端的车载电台，车载电台将通讯报文经中继电台发送至无人机的机载电台，机载电台将通讯报文发送至无人机的飞控系统。
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105320144A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-02-10 | 杨珊珊 | 无人飞行器的线路设定方法及无人飞行器控制系统 |
| CN105460218A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-06 | 苏州贝多环保技术有限公司 | 新型智能汽车 |
| CN105487518A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-13 | 江苏首控制造技术有限公司 | 四轴无人机飞行控制系统 |
| CN105843183A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-08-10 | 赛度科技（北京）有限责任公司 | 一种基于4g/wifi网络通讯技术的无人机综合运行管理系统 |
| CN106292702A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-04 | 天津通信广播集团有限公司 | 一种无人机地面站控制系统 |
| CN106503808A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-03-15 | 国家电网公司 | 一种三维数字化电网智能巡视系统 |
| CN107992083A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-04 | 北京臻迪科技股份有限公司 | 基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统及方法 |
| CN108234953A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-06-29 | 国网浙江省电力有限公司信息通信分公司 | 输电线路智能巡检方法 |
| CN109547802A (zh) * | 2017-09-22 | 2019-03-29 | 江苏智谋科技有限公司 | 基于三维视觉技术的无人机避障系统 |
| CN109901623A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-06-18 | 株洲时代电子技术有限公司 | 桥梁墩身巡检航线规划方法 |
| CN111077850A (zh) * | 2018-10-18 | 2020-04-28 | 东北林业大学 | 一种基于jetson tx2的无人机林火监测系统 |
| CN112445237A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-05 | 广东电网有限责任公司肇庆供电局 | 无人机巡检地面站系统 |
| CN114418285A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-29 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | 一种输配电巡检数据智能告警系统及方法 |
| US11368002B2 (en) | 2016-11-22 | 2022-06-21 | Hydro-Quebec | Unmanned aerial vehicle for monitoring an electrical line |
| US12097956B2 (en) | 2021-04-30 | 2024-09-24 | Hydro-Quebec | Drone with tool positioning system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100137870A (ko) * | 2009-06-23 | 2010-12-31 | 서정숙 | Ｇｉｓ를 이용하는 자동항법시스템을 갖는 산업용 무인헬기 |
| CN102591351A (zh) * | 2011-01-14 | 2012-07-18 | 北京航天慧海系统仿真科技有限公司 | 基于遥感、卫星定位导航和无人机的三维空间碳排放监测系统 |
| CN202494924U (zh) * | 2012-02-24 | 2012-10-17 | 山东电力研究院 | 基于三维激光扫描系统的固定翼无人机电力巡检系统 |
| US20130238290A1 (en) * | 2010-11-01 | 2013-09-12 | Greg Angevine | Creating and linking 3d spatial objects with dynamic data, and visualizing said objects in geographic information systems |
| CN203219298U (zh) * | 2012-12-05 | 2013-09-25 | 福建省电力有限公司 | 一种适用于山区电网巡检的专用无人直升机系统 |
-
2014
- 2014-07-19 CN CN201410343743.9A patent/CN104076820A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100137870A (ko) * | 2009-06-23 | 2010-12-31 | 서정숙 | Ｇｉｓ를 이용하는 자동항법시스템을 갖는 산업용 무인헬기 |
| US20130238290A1 (en) * | 2010-11-01 | 2013-09-12 | Greg Angevine | Creating and linking 3d spatial objects with dynamic data, and visualizing said objects in geographic information systems |
| CN102591351A (zh) * | 2011-01-14 | 2012-07-18 | 北京航天慧海系统仿真科技有限公司 | 基于遥感、卫星定位导航和无人机的三维空间碳排放监测系统 |
| CN202494924U (zh) * | 2012-02-24 | 2012-10-17 | 山东电力研究院 | 基于三维激光扫描系统的固定翼无人机电力巡检系统 |
| CN203219298U (zh) * | 2012-12-05 | 2013-09-25 | 福建省电力有限公司 | 一种适用于山区电网巡检的专用无人直升机系统 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105320144A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-02-10 | 杨珊珊 | 无人飞行器的线路设定方法及无人飞行器控制系统 |
| CN105460218A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-06 | 苏州贝多环保技术有限公司 | 新型智能汽车 |
| CN105487518A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-13 | 江苏首控制造技术有限公司 | 四轴无人机飞行控制系统 |
| CN105843183A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-08-10 | 赛度科技（北京）有限责任公司 | 一种基于4g/wifi网络通讯技术的无人机综合运行管理系统 |
| CN106292702A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-04 | 天津通信广播集团有限公司 | 一种无人机地面站控制系统 |
| CN106503808A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-03-15 | 国家电网公司 | 一种三维数字化电网智能巡视系统 |
| US11368002B2 (en) | 2016-11-22 | 2022-06-21 | Hydro-Quebec | Unmanned aerial vehicle for monitoring an electrical line |
| CN109547802A (zh) * | 2017-09-22 | 2019-03-29 | 江苏智谋科技有限公司 | 基于三维视觉技术的无人机避障系统 |
| CN107992083B (zh) * | 2017-12-27 | 2021-03-26 | 北京臻迪科技股份有限公司 | 基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统及方法 |
| CN107992083A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-04 | 北京臻迪科技股份有限公司 | 基于电网地图进行物流无人机航线规划的系统及方法 |
| CN108234953A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-06-29 | 国网浙江省电力有限公司信息通信分公司 | 输电线路智能巡检方法 |
| CN111077850A (zh) * | 2018-10-18 | 2020-04-28 | 东北林业大学 | 一种基于jetson tx2的无人机林火监测系统 |
| CN109901623A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-06-18 | 株洲时代电子技术有限公司 | 桥梁墩身巡检航线规划方法 |
| CN109901623B (zh) * | 2019-04-11 | 2022-03-15 | 株洲时代电子技术有限公司 | 桥梁墩身巡检航线规划方法 |
| CN112445237A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-05 | 广东电网有限责任公司肇庆供电局 | 无人机巡检地面站系统 |
| US12097956B2 (en) | 2021-04-30 | 2024-09-24 | Hydro-Quebec | Drone with tool positioning system |
| CN114418285A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-29 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | 一种输配电巡检数据智能告警系统及方法 |
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