CN109334543A - 一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统及方法，该电力巡线系统包括：云端巡线管理平台、电力巡检车和无人机组。云端巡线管理平台用于将巡线任务信息发送至电力巡检车；电力巡检车用于根据巡线任务信息，生成巡线控制指令，并将巡线控制指令发送至无人机组；无人机组用于按照巡线控制指令沿电力线路进行自动巡视，获取电力线路的图像及坐标信息，并将图像及坐标信息发送至电力巡检车；电力巡检车还用于对图像及坐标信息进行缺陷分析，生成巡线结果信息，并将巡线结果信息发送至云端巡线管理平台。解决了无人机组自身通信与续航方面的短板，全方位提升了巡线效率、精确度和安全性，降低人员缺口和巡线工作强度。

Description

一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统及方法

技术领域

本申请涉及电力技术领域，具体而言，本申请涉及一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统及方法。

背景技术

我国电网覆盖地域辽阔，且地形复杂多样，破坏电力设施的人为因素和自然因素客观存在，为了保证用电安全，电网公司需要安排电力巡线工作，传统的巡线一般采用人工巡线，由于人工巡线的危险系数较高，难度较大，效率较低，随着科技的发展，人工巡线逐渐被飞手控制无人机的巡线方式所取代，也出现了智能巡线概念产品，通过在电力线路附件架设无人机充电平台，通过太阳能或者输电线进行充电实现，并在充电平台实现数据缺陷分析与存储。

然而，本申请的发明人通过研究发现，飞手控制无人机的巡线方式，飞手动操作无人机，遥控距离较短，观察员依赖经验对电力线路缺陷进行识别，精度较低，无人机的续航较短，影响作业效率。智能巡线概念产品中的无人机及充电平台维护不便，作业范围仅限于充电平台附件区域，完全无人操作，应急事件处理能力不强，存在不可靠风险。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统及方法，用以解决现有技术存在无人机维护不便，作业效率低，识别精度低，续航较短的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，该电力巡线系统包括：云端巡线管理平台、电力巡检车和无人机组。

云端巡线管理平台用于将巡线任务信息发送至电力巡检车；

电力巡检车用于根据巡线任务信息，生成巡线控制指令，并将巡线控制指令发送至无人机组；

无人机组用于按照巡线控制指令沿电力线路进行自动巡视，获取电力线路的图像及坐标信息，并将图像及坐标信息发送至电力巡检车；

电力巡检车还用于对图像及坐标信息进行缺陷分析，生成巡线结果信息，并将巡线结果信息发送至云端巡线管理平台。

第二个方面，本申请实施例提供了一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线方法，该电力巡线方法包括：

云端巡线管理平台将巡线任务信息发送至电力巡检车；

电力巡检车根据巡线任务信息，生成巡线控制指令，并将巡线控制指令发送至无人机组；

无人机组按照巡线控制指令沿电力线路进行自动巡视，获取电力线路图像及坐标信息，并将图像及坐标信息发送至电力巡检车；

电力巡检车对图像及坐标信息进行缺陷分析，生成巡线结果信息，并将巡线结果信息发送至云端巡线管理平台。

第三个方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第二方面提供的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线方法。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

本申请实施例中，对电力巡检车进行改造，构建无人机组移动平台，为无人机组提供一系列的资源支持，依靠电力巡检车与无人机组、云端巡线管理平台之间的信息协同，极大地提高了巡线效率和巡线质量，实现无人机组的自主巡线，智能识别电力线路缺陷，解决了无人机组自身通信与续航方面的短板，全方位提升了巡线效率、精确度和安全性，降低人员缺口和巡线工作强度。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线方法的流程示意图。

附图标记说明：

101-云端巡线管理平台、102-电力巡检车、103-无人机组、1011-云端服务器、1012-客户端，1021-车载地面站、1022-充换电停机坪、1023-图像处理中心、1024-巡线控制中心、1031-巡线无人机、1032-操作无人机、201-信息采集装置、202-处理装置。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

首先对本申请涉及的几个名词进行介绍和解释：

巡线是指线路工人沿着电线塔巡视，检查设备是否完整，若有被损坏就要及时报告上级部门，进行抢修,以免耽误电源的正常输送。

目前的飞手操作无人机和智能巡线概念产品，仍存在无人机维护不便，作业效率低，识别精度低，续航较短的技术问题。

本申请提供的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统及方法，旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，图1为本申请实施例提供的一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统的结构示意图，如图1所示，该电力巡线系统包括：云端巡线管理平台101、电力巡检车102和无人机组103。

云端巡线管理平台101用于将巡线任务信息发送至电力巡检车102。电力巡检车102用于根据巡线任务信息，生成巡线控制指令，并将巡线控制指令发送至无人机组103。无人机组103用于按照巡线控制指令沿电力线路进行自动巡视，获取电力线路的图像及坐标信息，并将图像及坐标信息发送至电力巡检车102。电力巡检车102还用于对图像及坐标信息进行缺陷分析，生成巡线结果信息，并将巡线结果信息发送至云端巡线管理平台101。

需要说明的是，云端巡线管理平台101可以制定巡线任务，并将巡线任务进行发送，对统一辖区内对所有的无人机组103及电力巡检车102进行管理，负责巡线计划申请、审批的流程管理，代替了传统巡线方式中的纸质文件签署。并且，云端巡线管理平台101监控整个巡线过程，形成记录文件，可以及时了解巡线情况，方便后续历史回溯。巡线过程完成后，云端巡线管理平台可以生成巡线报告，以报告的形式展示巡线结果，梳理线路图像及坐标信息，形成电力线路缺陷信息库，基于大量的历史数据提高智能算法精度，同时，可以提供第三方调用的图像识别服务。可以理解的是，云端巡线管理平台101与电力巡检车102之间可以基于卫星通信进行数据传输，或基于其他无线数据协议进行数据传输。

电力巡检车102可以接收云端巡线管理平台101的巡线任务信息，并发送至无人机组103，控制无人机组103沿电力线路进行自动巡视。电力巡检车102可以进行一定距离的移动，可以为无人机组提供移动的基站及充换电平台，扩大了巡线范围。电力巡检车携带有数据分析处理设备，可以将无人机组103返回的图像及坐标信息进行缺陷分析，确定出电力故障的类型与位置。

无人机组103按照巡线控制指令沿着电力线路进行自动巡视，无人机组103不携带数据分析处理相关设备，减少荷载，以减少无人机组103的耗电量，增长无人机组103的运行时间。获取电力图像及坐标信息，将发生电力故障的线路进行图像采集和位置定位，将图像信息和位置信息发送回电力巡检车。避免了由操作人员依赖经验判断缺陷的类型，提高了图像及坐标信息的精确度。

本申请实施例中，对电力巡检车进行改造，构建无人机组移动平台，为无人机组提供一系列的资源支持，依靠电力巡检车与无人机组、云端巡线管理平台之间的信息协同，极大地提高了巡线效率和巡线质量，实现无人机组的自主巡线，智能识别电力线路缺陷，解决了无人机组自身通信与续航方面的短板，全方位提升了巡线效率、精确度和安全性，降低人员缺口和巡线工作强度。

基于上述申请实施例提供的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，下面结合具体实施例对上述实施例提供的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统进行详细描述。

可选地，如图1所示，云端巡线管理平台101包括：云端服务器1011和客户端1012；云端服务器1011与客户端1012通信连接。云端服务器1011用于接收电力巡检车102发送的巡线结果信息，并将巡线结果信息发送至客户端1012；客户端1011用于制定巡线任务，并接收云端服务器1012发送的巡线结果信息。

需要说明的是，用户利用客户端1012制定巡线任务，并将巡线任务上传至云端服务器1011，可以节约客户端1012的数据占用空间，并将巡线数据在云端服务器1011进行存储，便于后期的历史追溯。云端巡线管理平台101可以统筹管理所辖区域内的所有巡线设备，提供标准话申请、审批流程，在线监督监控，在线记录查询，生成巡线报告，积累缺陷图像数据。

可选地，如图1所示，电力巡检车102中设置有车载地面站1021、充换电停机坪1022、图像处理中心1023和巡线控制中心1024。车载地面站1021用于与无人机组103及云端巡线管理平台102进行数据传输；充换电停机坪1022用于为无人机组103提供移动充换电服务；图像处理中心1023用于对图像及坐标信息进行缺陷分析，确定出缺陷的类型与位置，并建立可视化模型；巡线控制中心1024用于控制无人机组103按照指定的路径对电力线路进行自动巡视。基于巡线控制中心1024的应用功能，巡线控制中心1024可以包括飞行监控中心，可以用于监控无人机组103的飞行状态。

需要说明的是，电力巡检车102可以停靠或行驶在在距离需要巡视的电力线路的10-20公里范围的平坦路面上进行远程监控处理，车载地面站1021可以随着电力巡检车102进行移动，基于高清无线图像传输技术为无人机组103提供通信数据连接，扩大了通信范围，保证数据传输稳定。充换电停机坪1022用于为无人机组103提供移动充换电服务，增加无人机组103的续航能力。并且，充换电停机坪1022可以设置有开合功能，可以荷载4-6架无人机，无人机可以精确停靠，通过接触式充电口进行充电，或者以换电的方式应对临时需要。图像处理中心1023可以用于无人机组103返回的图像及坐标信息进行缺陷分析，避免了无人机组自身携带数据处理设备，减少无人机组103的负载，并可以将数据分析结果建立可视化模型，便于向用户更加直观地展示电力线路中产生的故障，并与更好的进行电力电路的维护，不依赖于用户凭借经验进行缺陷分析，增加了数据分析的精确度。巡线控制中心1024可以根据云端巡线管理平台101制定的巡线任务向无人机组103发送控制指令，实现在线监督，在线记录查询，使得无人机组102实现自主智能化巡线。巡线控制中心1024还可以利用飞行监控中心实时监控飞行参数，实时掌握无人机组103的飞行状态，便于更高效管理无人机组103。

可选地，如图1所示，无人机组103包括：巡线无人机1031。巡线无人机1031中安装有信息采集装置201；信息采集装置201用于在巡线无人机1031按照巡线控制指令进行巡线时，获取图像及坐标信息。

需要说明的是，巡线无人机1031除了安装有常规的飞行控制模块和通信模块之外，还安装有信息采集装置201，信息采集装置201可以为成像成像，激光雷达，高精度定位设备等，成像设备可以为光学相机、红外与紫外模块化光电吊舱组合装置，高精度定位设备可以安装有差分GPS(differential GPS-DGPS，DGPS)系统、北斗定位系统。采集的图像及坐标信息可以通过通信模块回传至电力巡检车102，在云端巡线管理平台101和电力巡检车102的协助下完成自主智能巡线。

可选地，如图1所示，无人机组103还包括：操作无人机1032。操作无人机1032中安装有处理装置202；处理装置202用于在巡线无人机1031在获取图像及坐标信息后，根据图像及坐标信息，对电力线路指定位置的缺陷进行处理。

需要说明的是，为了配合巡线无人机1031的运行，操作无人机1032可以对简单的电力故障进行处理及对某些应急事件进行处理。操作无人机1032上可以配置有机械臂和清理喷枪，可以用于摘除异物与对绝缘器件进行简单清理。

可选地，电力巡检车102还可以根据地理信息系统信息、目标电力线路的电场分布仿真模型和气象信息，制定巡线路径信息；巡线路径信息包括：悬停点位置信息、标准拍摄角度和标准拍摄角度信息。

需要说明的是，电力巡检车102利用分析处理系统对巡线环境进行分析，更加科学的建立巡线路径，避免了操作人员依赖经验判断的问题，无人机组103根据设定的悬停点位置信息、标准拍摄角度和标准拍摄角度信息，可以更加精确地执行巡线任务。

可选地，图像处理中心1023可以将图像及坐标信息与缺陷特征库中的数据进行对比，确定出缺陷的类型与位置。

需要说明的是，可以建立缺陷特征库，数据特征库中存储有大量的历史数据，并在运行过程中将每一次巡线中的图像及坐标信息进行存储，保证缺陷特征库内的数据实时更新，便于快速准确地确定出缺陷的类型与位置，并进行精确处理，提高巡线效率。

可选地，无人机组103可以将飞行状态信息、位置信息、电量信息、飞行控制器信息、图像采集数据和激光雷达点云数据中的至少一项，实时发送至电力巡检车102。

需要说明的是，无人机组103可以将飞行信息传送给电力巡检车102，电力巡检车102上巡线控制中心1024中的飞行监控中心可以实时监测无人机组103的飞行状态，避免由于续航、环境等因素造成的飞行机组103在巡线过程中出现故障。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线方法，图2为本申请实施例提供的一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线方法的流程示意图，如图2所示，该电力巡线方法包括：

S201，云端巡线管理平台将巡线任务信息发送至电力巡检车。

S202，电力巡检车根据巡线任务信息，生成巡线控制指令，并将巡线控制指令发送至无人机组。

S203，无人机组按照巡线控制指令沿电力线路进行自动巡视，获取电力线路图像及坐标信息，并将图像及坐标信息发送至电力巡检车。

S204，电力巡检车对图像及坐标信息进行缺陷分析，生成巡线结果信息，并将巡线结果信息发送至云端巡线管理平台。

本申请实施例提供的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线方法可以由上述实施例提供的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统执行，其原理与上述任一实施例提供的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统描述的原理类似，在此不再赘述。

基于同一的发明构思，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例所提供的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线方法中的S201-S204。

本申请实施例提供的计算机可读存储介质适用于上述方法实施例。其原理类似，在此不再赘述。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，其特征在于，包括：云端巡线管理平台、电力巡检车和无人机组；

所述云端巡线管理平台用于将巡线任务信息发送至所述电力巡检车；

所述电力巡检车用于根据所述巡线任务信息，生成巡线控制指令，并将所述巡线控制指令发送至所述无人机组；

所述无人机组用于按照所述巡线控制指令沿电力线路进行自动巡视，获取所述电力线路的图像及坐标信息，并将所述图像及坐标信息发送至所述电力巡检车；

所述电力巡检车还用于对所述图像及坐标信息进行缺陷分析，生成巡线结果信息，并将所述巡线结果信息发送至云端巡线管理平台。

2.根据权利要求1所述的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，其特征在于，所述云端巡线管理平台包括：云端服务器和客户端；所述云端服务器与所述客户端通信连接；

所述云端服务器用于接收所述电力巡检车发送的巡线结果信息，并将所述巡线结果信息发送至所述客户端；

所述客户端用于制定巡线任务，并接收所述云端服务器发送的巡线结果信息。

3.根据权利要求1所述的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，其特征在于，所述电力巡检车中设置有车载地面站、充换电停机坪、图像处理中心和巡线控制中心；

所述车载地面站用于与所述无人机组及所述云端巡线管理平台进行数据传输；

所述充换电停机坪用于为所述无人机组提供移动充换电服务；

所述图像处理中心用于对所述图像及坐标信息进行缺陷分析，确定出所述缺陷的类型与位置，并建立可视化模型；

所述巡线控制中心用于控制所述无人机组按照指定的路径对电力线路进行自动巡视。

4.根据权利要求1所述的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，其特征在于，所述无人机组包括：巡线无人机；

所述巡线无人机中安装有信息采集装置；

所述信息采集装置用于在所述巡线无人机按照所述巡线控制指令进行巡线时，获取所述图像及坐标信息。

5.根据权利要求4所述的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，其特征在于，所述无人机组还包括：操作无人机；

所述操作无人机中安装有处理装置；

所述处理装置用于在所述巡线无人机在获取所述图像及坐标信息后，根据所述图像及坐标信息，对电力线路指定位置的缺陷进行处理。

6.根据权利要求3所述的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，其特征在于，所述电力巡检车还用于，根据地理信息系统信息、目标电力线路的电场分布仿真模型和气象信息，制定巡线路径信息；

所述巡线路径信息包括：悬停点位置信息、标准拍摄角度和标准拍摄角度信息。

7.根据权利要求3所述电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，其特征在于，所述图像处理中心具体用于，将所述图像及坐标信息与缺陷特征库中的数据进行对比，确定出所述缺陷的类型与位置。

8.根据权利要求4所述的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线系统，其特征在于，所述无人机组还用于将飞行状态信息、位置信息、电量信息、飞行控制器信息、图像采集数据和激光雷达点云数据中的至少一项，实时发送至所述电力巡检车。

9.一种电力巡检车与无人机相协同的电力巡线方法，其特征在于，包括：

云端巡线管理平台将巡线任务信息发送至所述电力巡检车；

电力巡检车根据所述巡线任务信息，生成巡线控制指令，并将所述巡线控制指令发送至所述无人机组；

无人机组按照所述巡线控制指令沿电力线路进行自动巡视，获取电力线路图像及坐标信息，并将所述图像及坐标信息发送至所述电力巡检车；

电力巡检车对所述图像及坐标信息进行缺陷分析，生成巡线结果信息，并将所述巡线结果信息发送至云端巡线管理平台。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的电力巡检车与无人机相协同的电力巡线方法。