CN109976339A - 一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统 - Google Patents

一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109976339A
CN109976339A CN201910198567.7A CN201910198567A CN109976339A CN 109976339 A CN109976339 A CN 109976339A CN 201910198567 A CN201910198567 A CN 201910198567A CN 109976339 A CN109976339 A CN 109976339A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
coordinate
inspection
coordinate system
acquisition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910198567.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109976339B (zh
Inventor
肖鹏
李建祥
李欣睿
文艳
许玮
慕世友
傅孟潮
房牧
朱明智
郭锐
赵金龙
王海鹏
李希智
张旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Shandong Luneng Intelligence Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd, Shandong Luneng Intelligence Technology Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201910198567.7A priority Critical patent/CN109976339B/zh
Publication of CN109976339A publication Critical patent/CN109976339A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109976339B publication Critical patent/CN109976339B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0242—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using non-visible light signals, e.g. IR or UV signals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0255—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using acoustic signals, e.g. ultra-sonic singals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/027—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising intertial navigation means, e.g. azimuth detector
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本公开提供了一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统，包括巡检车辆，巡检车辆的车顶上搭载有二自由度云台，二自由度云台上设置有检测传感器，巡检车辆内承载有车载工控机，车载工控机连接有采集巡检车辆当前位姿与行驶速度的车载惯性组合导航模块；车载工控机被配置为获取巡检车辆当前位姿与行驶速度，根据空间坐标的转换，求解检测点在检测坐标系内的坐标，检测二自由度云台在检测坐标系内的水平和垂直两自由度目标转角，以此在车载配网巡检过程中进行二自由度云台的伺服控制，以实现配网杆塔和架空线路待检区域的自动追踪及巡检数据采集。

Description

一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统
技术领域
本公开涉及一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统。
背景技术
随着近年来配网投资建设速度的不断加快，以及电网智能化趋势的不断深入，传统以“人力为主”的巡检模式逐渐难以满足日益增长的配网运维检修工作需求。对此，相关研究机构以手持移动终端、巡检车辆或无人机为载体，相继研发并应用了多种类型的移动配网巡检系统。相较于现有其他配网巡检方式，基于车载的配网巡检，巡检车辆上可搭载检测传感器的类型、重量、尺寸等受限较小，巡检数据分析、整理、录入等工作也可在巡检现场车辆内部完成，有效保证了巡检数据的时效性，提高了配网巡检效率。
在已有车载配网巡检系统中，巡检车辆顶部通常搭载二自由度云台以及安装于云台顶部防护罩内的可见光摄像机、红外热像仪、超声波局放检测仪等非接触数据采集传感器，巡检班组成员可在车辆内部控制云台水平和垂直两自由度转角，以使传感器对准杆塔或线路待检区域进行数据采集。由于巡检数据采集还需人工方式实现，现有车载配网巡检数据采集效率仍有待进一步提升。
为实现车辆运动过程中对巡检数据的自动采集，目前通常会采基于云台视觉伺服的数据自动采集方案。该方案首先识别采集图像中的杆塔或线路待检区域，之后计算待检区域中心点与图像中心的偏差，并以此偏差作为反馈量控制云台两自由度转角，进而实现车辆运行过程中对杆塔或线路待检区域的追踪与传感器数据采集。然而，结合实际车载配网巡检作业环境特点，这种方案还存在以下问题：
(1)现有配电线路通常沿城市道路沿线架设，线路周边环境复杂，杆塔线路易受周边树木、建筑物等的连续随机性遮挡和干扰，易导致追踪精度降低甚至失败。另外，视觉伺服在室外使用时，其性能不可避免的会受到光照、天气等因素影响，限制了车载配网巡检的应用场景。
(2)由于从前端图像采集到后端云台伺服控制量输出执行之间必然存在延时，延时时间主要受到采集图像尺寸、图像传输时间、图像处理时间等因素影响，云台伺服控制的实时性较难大幅度提升，制约了巡检车辆最大运行速度，不利于后续巡检数据采集效率的进一步提升。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统，本公开实现了车载配网巡检过程中对配网杆塔和架空线路待检区域的自动追踪和数据采集，克服了单一视觉伺服控制方法易受环境因素影响的问题。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一种车载配网巡检数据采集方法，包括以下步骤：
(1)采集车辆当前位姿与行驶速度并获取当前待检区域对应检测点在世界坐标系中的坐标；
(2)依据空间坐标变换关系，求解检测点在检测坐标系内的坐标；
(3)在检测坐标系内，根据检测点在检测坐标系内的坐标与车辆当前位姿与行驶速度，计算云台水平和垂直两自由度目标转角，将计算得到的云台目标转角作为控制量输出，以设定的频率采集待检区域的图像；
(4)利用模式识别方法对图像中检测区域进行识别，并生成识别成功和失败标志，识别成功，则在依据待检区域中心点距采集图像中心偏差，计算云台水平和垂直两自由度相对于当前角度的相对转角，并输出至云台执行。以实现对云台的进一步的伺服控制；
当然，如果若识别失败，可以采用如下操作：当云台带动传感器对准待检区域时，采集该区域巡检数据，若当前巡检数据采集完成，则结束本次巡检数据采集，否则返回步骤(1)。
作为进一步限定，所述步骤(1)中，获取检测点的在世界坐标系中的坐标时，当对配网杆塔上的待检区域进行追踪时，检测点的平面坐标由巡检任务中对应配网杆塔地理坐标代替，检测点的高度通过测量手段得到。
作为进一步限定，所述步骤(1)中，获取检测点的在世界坐标系中的坐标时，当对架空线路上的待检区域进行追踪时，从检测坐标系坐标原点做相邻配网杆塔上的架空线路架线区域中心点的垂线，所得垂足交点定义为虚拟检测点，求取虚拟检测点在世界坐标系的坐标。
作为更进一步限定，所述步骤(1)中，求取虚拟检测点在世界坐标系的坐标的具体过程包括：
(1-1)依据空间坐标变换关系，列写坐标转换方程，求解云台在世界坐标系中的坐标；
(1-2)依据空间直线方程及空间直线垂直关系，根据获取的相邻杆塔上架线点坐标和高程信息，求取虚拟检测点在世界坐标系的坐标。
作为进一步限定，所述步骤(3)中，对配网杆塔上待检区域进行巡检数据采集时，当同一杆塔上存在多个待检区域时，依据各检测点在检测坐标系中的坐标，对数据采集跟踪路径寻优后，采集图像。
作为进一步限定，所述步骤(3)中，采集图像包括可见光图像和/或红外热图。
作为进一步限定，所述步骤(3)中，采集图像的频率的确定过程包括：
设定架空线路数据采集时图像采集模块的光轴与线路走向垂直，根据图像采集模块的宽度、镜头焦距和虚拟检测点坐标估算得到的镜头中心距离当前线路的垂直距离，计算线路在图像采集模块的检测区域内的理论长度；
将获取的车辆速度矢量在世界坐标系内分解为与线路平行和垂直的速度矢量；
利用求得的线路平行速度矢量的模与理论长度的比值向上取整后得到采集频率。
一种巡检系统，包括巡检车辆，所述巡检车辆上搭载有二自由度云台，所述二自由度云台上设置有检测传感器，能够带动检测传感器运动，所述巡检车辆内承载有车载工控机，所述车载工控机连接有采集巡检车辆当前位姿与行驶速度的车载惯性组合导航模块；
所述车载工控机被配置为执行上述数据采集方法。
作为进一步限定，所述检测传感器包括可见光检测传感器、红外检测传感器和/或超声波局放检测传感器。
作为进一步限定，所述巡检车辆当前位姿包括车辆的位置和姿态。
作为进一步限定，所述车载工控机还连接有输入装置和输出装置，所述输入装置用于接收输入的控制指令，所述输出装置用于输出巡检车辆的行驶信息和数据采集信息，素数车载工控机还配置有通信模块，所述通信模块被配置为与相适配的遥控装置远程通信，实现远程控制。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
(1)本公开实现了车载配网巡检过程中对配网杆塔和架空线路待检区域的自动追踪和数据采集，克服了单一视觉伺服控制方法易受环境因素影响的问题；
(2)本公开提出的云台伺服控制与数据采集方法，可有效抵御配网线路周边树木、建筑物等的连续随机性遮挡和干扰以及其它环境因素影响，可实现检测传感器对配网杆塔和架空线路待检区域跟踪的可靠追踪和数据采集。
(3)通过将云台伺服控制分为两个阶段，第一阶段伺服控制可实现对待检区域的自动追踪，从而为第二阶段对待检区域图像采集和识别提供更加良好的基础，有效提升整个云台伺服控制的精度和鲁棒性。
(4)通过依据车辆运行速度调整配网线路数据采集频率，可在保证所采集数据对整条线路的完整覆盖前提下，减少不必要的数据冗余，可有效降低后续对数据进行分析处理的工作量。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本公开的巡检数据采集系统硬件组成示意图；
图2是本公开的检测点的空间坐标位置示意图；
图3是本公开的巡检数据采集工作流程图；
图4是本公开的虚拟检测点空间坐标位置示意图；
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
本实施例提供了一种车载配网巡检的巡检数据采集方法。在已有车载配网巡检研究成果基础上，依据待检区域中心点(简称：检测点，下同)空间坐标信息计算云台伺服控制量与现有云台视觉伺服控制结合，实现了车载配网巡检过程中对配网杆塔和架空线路待检区域的自动追踪和数据采集，克服了视觉伺服控制方法易受环境因素影响且实时性较难提升的问题。
还提供了一种巡检系统，与现有车载配网巡检数据采集系统类似，本公开涉及的巡检系统硬件部分除了在巡检车辆顶部和内部分别安装有检测传感器(可见光、红外、超声波局放检测等)、二自由度轻型数字云台、车载工控机、显示器、键盘、遥控手柄等设备外，还在巡检车辆内部安装了车载惯性组合导航模块，该模块输出数据不仅可用于巡检车辆运行状态监控，更重要的是其可为后续云台伺服控制提供必要的巡检车辆当前位姿(位置和姿态，下同)和行驶速度信息。车载工控机上安装了数据采集软件，本公开中其主要实现车载配网巡检过程中对配网杆塔和架空线路待检区域的自动追踪时的云台伺服控制及巡检数据采集功能。整个巡检系统除巡检车辆外的硬件组成如图1所示。
为方便后续说明，此处预先定义如下三个坐标系：
表示配网杆塔地理坐标及车辆位置的世界坐标系OWXWYWZW；
以车载惯性组合导航模块中心为原点以车辆运行方向为X轴的车辆坐标系OCXCYCZC；
坐标原点在云台水平和垂直转动轴线交点且坐标轴与车辆坐标系OCXCYCZC平行的检测坐标系OSXSYSZS。
配网杆塔或架空线路上的某个检测点的空间坐标位置如图2所示。
图2中，假设某一检测点在世界坐标系的坐标为(e,n,h)，其中：(e,n)为检测点的平面坐标，h为检测点的高程；巡检车辆在世界坐标系中的空间位姿为(u,v,w,o,p,r)，其中：(u,v,w)为车辆三维空间位置，(o,p,r)为则分别代表了车辆当前运行方向、相对于水平面的俯仰角和滚动角度；云台(即，检测坐标系中心，下同)在车辆坐标系中的坐标分别为(a,b,c)；检测点在检测坐标系内的坐标为(x,y,z)。
另外，图2中T0和T1分别为检测点在世界坐标系及检测坐标系下的齐次坐标转换矩阵，T2和T3分别为车辆坐标系到检测坐标系、世界坐标系到车辆坐标系的齐次坐标转换矩阵。上述坐标转换矩阵具体表示形式如下所示：
式中：为简化书写，在T3的表达式中：c代表cos运算，s代表sin运算，而脚标则代表了对车辆的那个姿态角进行运算。
当巡检任务开始后，巡检班组驾驶车辆沿配网线路行驶，对某一待检区域巡检数据采集工作流程如图3所示，具体包括：
(步骤1)采集车辆当前位姿与行驶速度并获取当前待检区域对应检测点在世界坐标系中的坐标；
(步骤2)依据空间坐标变换关系，列写坐标转换方程，求解检测点在检测坐标系内的坐标(x,y,z)，所列方程如下：
T0＝T3T2T1
(步骤3)在检测坐标系内，计算云台水平和垂直两自由度目标转角α和β，公式如下：
(步骤4)将计算得到的云台目标转角作为控制量输出至云台执行，完成第1阶段云台伺服控制。
(步骤5)待第1阶段云台伺服控制完成后，再采集待检区域图像。
(步骤6)利用模式识别方法对图像中检测区域进行识别，并生成识别成功和失败标志；
(步骤7)若识别成功，则在依据待检区域中心点距采集图像中心偏差，计算云台水平和垂直两自由度相对于当前角度的相对转角，并输出至云台执行，以实现对云台的第2阶段伺服控制。若识别失败，直接进入下一步执行。
(步骤8)当云台带动传感器对准待检区域时，采集该区域巡检数据，若当前巡检数据采集完成，则结束本次巡检数据采集，否则返回(步骤1)继续执行。
步骤1中，车辆位姿和行驶速度可通过采集车载惯性组合导航模块输出数据得到，而对于检测点的在世界坐标系中的坐标获取，需要根据追踪的是配网杆塔还是架空线路待检区域两种情况分别处理，具体如下：
当对配网杆塔上的待检区域进行追踪时，检测点的平面坐标(e,n)可由巡检任务中对应配网杆塔地理坐标代替，而检测点高程h则可通过测量手段得到。
当对架空线路上的待检区域进行追踪时，可从检测坐标系坐标原点做相邻配网杆塔上的架空线路架线区域中心点(简称：架线点，下同)的垂线，所得垂足交点定义为虚拟检测点，其空间坐标位置如图4所示。
为求取虚拟检测点在世界坐标系的坐标(e,n,h)，可通过如下步骤：
(步骤1)首先依据空间坐标变换关系，列写坐标转换方程，求解云台在世界坐标系中的坐标(A,B,C),所列方程如下：
T4＝T3T2
式中：T4代表云台位置的检测坐标系原点在世界坐标系下的齐次坐标转换矩阵，具体形式为：
(步骤2)之后，虚拟检测点在世界坐标系的坐标(e,n,h)可依据空间直线方程及空间直线垂直关系，通过以下两式联立方程求得。
(e2-e1)(e-A)+(n2-n1)(n-B)+(h2-h1)(h-C)＝0
式中：(e1,n1,h1)和(e2,n2,h2)分别为上述相邻杆塔上架线点坐标，其平面坐标即为杆塔地理坐标，而高程信息可通过测量手段得到。
对配网杆塔上待检区域进行巡检数据采集时，考虑到同一杆塔上通常存在多个待检区域，为实现对杆塔上多个待检区域巡检数据的快速采集，作为一种实施方式，可按文献“电气设备红外测温运动路径寻优控制的研究”(廖盼盼，张佳民.上海电力学院学报，2016，32(6)：578-582.)或“电力设备红外测温多点轮巡路径优化控制的研究”(徐东辉，王勇，张佳民.仪表技术与传感器，2015(6)：92-94.)所提供的方法，依据各检测点在检测坐标系中的坐标，对数据采集跟踪路径寻优后完成。
对架空线路进行可见光图像、红外热图等巡检数据采集是在车辆运行过程中分段采集完成，为保证所采集数据对整条线路的完整覆盖，同时减少不必要的数据冗余，数据采集频率F需要综合检测传感器距线路距离与车辆运行速度进行设定。下面以对架空线路可见光图像采集为例，说明数据采集频率的计算方法。具体步骤如下：
(a)假设架空线路数据采集时摄像机光轴与线路走向垂直，则可计算线路在摄像机检测区域内的理论长度L为
式中：l为摄像机成像传感器宽度，f为镜头焦距，为依据虚拟检测点坐标估算得到的摄像机镜头中心距离当前线路的垂直距离。
(b)将车载惯性组合导航模块输出的车辆速度矢量V在世界坐标系内分解为与线路平行和垂直的速度矢量V//和V⊥。
(c)数据采集频率F的值可由与线路平行速度矢量的模||V//||除以L并向上取整后得到，如下式所示：
步骤6或步骤7中的对待检区域进行识别并计算云台相对转角的方法可参考已有专利和文献实现，具体过程在此不再赘述。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种车载配网巡检数据采集方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)采集车辆当前位姿与行驶速度并获取当前待检区域对应检测点在世界坐标系中的坐标；
(2)依据空间坐标变换关系，求解检测点在检测坐标系内的坐标；
(3)在检测坐标系内，根据检测点在检测坐标系内的坐标与车辆当前位姿与行驶速度，计算云台水平和垂直两自由度目标转角，将计算得到的云台目标转角作为控制量输出，以设定的频率采集待检区域的图像；
(4)对图像中检测区域进行识别，识别成功，则在依据待检区域中心点距采集图像中心偏差，计算云台水平和垂直两自由度相对于当前角度的相对转角，并输出至云台执行。
2.如权利要求1所述的一种车载配网巡检数据采集方法，其特征是：所述步骤(1)中，获取检测点的在世界坐标系中的坐标时，当对配网杆塔上的待检区域进行追踪时，检测点的平面坐标由巡检任务中对应配网杆塔地理坐标代替，检测点的高度通过测量手段得到。
3.如权利要求1所述的一种车载配网巡检数据采集方法，其特征是：所述步骤(1)中，获取检测点的在世界坐标系中的坐标时，当对架空线路上的待检区域进行追踪时，从检测坐标系坐标原点做相邻配网杆塔上的架空线路架线区域中心点的垂线，所得垂足交点定义为虚拟检测点，求取虚拟检测点在世界坐标系的坐标。
4.如权利要求3所述的一种车载配网巡检数据采集方法，其特征是：所述步骤(1)中，求取虚拟检测点在世界坐标系的坐标的具体过程包括：
(1-1)依据空间坐标变换关系，列写坐标转换方程，求解云台在世界坐标系中的坐标；
(1-2)依据空间直线方程及空间直线垂直关系，根据获取的相邻杆塔上架线点坐标和高程信息，求取虚拟检测点在世界坐标系的坐标。
5.如权利要求1所述的一种车载配网巡检数据采集方法，其特征是：所述步骤(3)中，对配网杆塔上待检区域进行巡检数据采集时，当同一杆塔上存在多个待检区域时，依据各检测点在检测坐标系中的坐标，对数据采集跟踪路径寻优后，采集图像。
6.如权利要求1所述的一种车载配网巡检数据采集方法，其特征是：所述步骤(3)中，采集图像包括可见光图像和/或红外热图。
7.如权利要求1所述的一种车载配网巡检数据采集方法，其特征是：所述步骤(3)中，采集图像的频率的确定过程包括：
设定架空线路数据采集时图像采集模块的光轴与线路走向垂直，根据图像采集模块的宽度、镜头焦距和虚拟检测点坐标估算得到的镜头中心距离当前线路的垂直距离，计算线路在图像采集模块的检测区域内的理论长度；
将获取的车辆速度矢量在世界坐标系内分解为与线路平行和垂直的速度矢量；
利用求得的线路平行速度矢量的模与理论长度的比值向上取整后得到采集频率。
8.一种巡检系统，其特征是：包括巡检车辆，所述巡检车辆上搭载有二自由度云台，所述二自由度云台上设置有检测传感器，能够带动检测传感器运动，所述巡检车辆内承载有车载工控机，所述车载工控机连接有采集巡检车辆当前位姿与行驶速度的车载惯性组合导航模块；
所述车载工控机被配置为执行如权利要求1-7中任一项所述的采集方法。
9.如权利要求8所述的巡检系统，其特征是：所述检测传感器包括可见光检测传感器、红外检测传感器和/或超声波局放检测传感器。
10.如权利要求8所述的巡检系统，其特征是：所述车载工控机还连接有输入装置和输出装置，所述输入装置用于接收输入的控制指令，所述输出装置用于输出巡检车辆的行驶信息和数据采集信息，素数车载工控机还配置有通信模块，所述通信模块被配置为与相适配的遥控装置远程通信，实现远程控制。
CN201910198567.7A 2019-03-15 2019-03-15 一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统 Active CN109976339B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910198567.7A CN109976339B (zh) 2019-03-15 2019-03-15 一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910198567.7A CN109976339B (zh) 2019-03-15 2019-03-15 一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109976339A true CN109976339A (zh) 2019-07-05
CN109976339B CN109976339B (zh) 2021-11-30

Family

ID=67079092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910198567.7A Active CN109976339B (zh) 2019-03-15 2019-03-15 一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109976339B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111061208A (zh) * 2019-12-31 2020-04-24 福建睿思特科技股份有限公司 一种变电站夜间红外识别与照明系统
WO2021203843A1 (zh) * 2020-04-10 2021-10-14 瞬联软件科技（北京）有限公司 目标跟踪系统及目标跟踪方法
CN113601536A (zh) * 2021-10-11 2021-11-05 国网智能科技股份有限公司 一种配网车载智能巡检机器人系统及方法
CN113910252A (zh) * 2021-10-11 2022-01-11 国网智能科技股份有限公司 一种配网车载智能巡检机器人杆塔动态追踪方法及系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101290388A (zh) * 2008-06-02 2008-10-22 北京中星微电子有限公司 一种自动对焦的方法及图像采集装置
CN201903789U (zh) * 2010-12-06 2011-07-20 广州科易光电技术有限公司 一种用于车载型电力线巡检设备的移动式操作平台
US20150109470A1 (en) * 2012-07-05 2015-04-23 Huawei Technologies Co., Ltd. Pan-Tilt-Zoom Device Identification Method, Pan-Tilt-Zoom Device, Camera, and Pan-Tilt-Zoom Device Control System
CN105698807A (zh) * 2016-02-01 2016-06-22 郑州金惠计算机系统工程有限公司 一种适用于变电站智能巡检机器人的激光导航系统
CN106296864A (zh) * 2016-08-05 2017-01-04 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种基于车载移动终端的配电线路智能巡检系统及方法
CN107729808A (zh) * 2017-09-08 2018-02-23 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种用于输电线路无人机巡检的图像智能采集系统及方法
CN108120474A (zh) * 2017-12-05 2018-06-05 浙江维思无线网络技术有限公司 一种接触网接触线测量方法及装置
CN109238241A (zh) * 2018-09-30 2019-01-18 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种配电线路车载自动巡检系统及其巡检方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101290388A (zh) * 2008-06-02 2008-10-22 北京中星微电子有限公司 一种自动对焦的方法及图像采集装置
CN201903789U (zh) * 2010-12-06 2011-07-20 广州科易光电技术有限公司 一种用于车载型电力线巡检设备的移动式操作平台
US20150109470A1 (en) * 2012-07-05 2015-04-23 Huawei Technologies Co., Ltd. Pan-Tilt-Zoom Device Identification Method, Pan-Tilt-Zoom Device, Camera, and Pan-Tilt-Zoom Device Control System
CN105698807A (zh) * 2016-02-01 2016-06-22 郑州金惠计算机系统工程有限公司 一种适用于变电站智能巡检机器人的激光导航系统
CN106296864A (zh) * 2016-08-05 2017-01-04 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种基于车载移动终端的配电线路智能巡检系统及方法
CN107729808A (zh) * 2017-09-08 2018-02-23 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种用于输电线路无人机巡检的图像智能采集系统及方法
CN108120474A (zh) * 2017-12-05 2018-06-05 浙江维思无线网络技术有限公司 一种接触网接触线测量方法及装置
CN109238241A (zh) * 2018-09-30 2019-01-18 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种配电线路车载自动巡检系统及其巡检方法

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何莉等: "输配电线路智能导航巡检系统研究与设计", 《电网与清洁能源》 *
余犀: "坐标引导摄影跟踪转台研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
周威等: "接触网几何参数测量中的车辆振动补偿方法研究", 《中国铁路》 *
孙振等: "变电站智能巡检机器人导航定位技术设计", 《自动化技术与应用》 *
朱兴柯等: "大型变电站巡检机器人的技术研究与应用", 《信息技术与信息化》 *
朱永丰等: "基于LSD的巡检机器人航线偏角检测", 《信息工程大学学报》 *
王胜春等: "移动车载视频的立体全景图生成方法", 《光学学报》 *
石远鹏等: "输电线路巡检的路径规划与建模", 《应用科技》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111061208A (zh) * 2019-12-31 2020-04-24 福建睿思特科技股份有限公司 一种变电站夜间红外识别与照明系统
WO2021203843A1 (zh) * 2020-04-10 2021-10-14 瞬联软件科技（北京）有限公司 目标跟踪系统及目标跟踪方法
CN113601536A (zh) * 2021-10-11 2021-11-05 国网智能科技股份有限公司 一种配网车载智能巡检机器人系统及方法
CN113910252A (zh) * 2021-10-11 2022-01-11 国网智能科技股份有限公司 一种配网车载智能巡检机器人杆塔动态追踪方法及系统
CN113601536B (zh) * 2021-10-11 2022-03-18 国网智能科技股份有限公司 一种配网车载智能巡检机器人系统及方法
CN113910252B (zh) * 2021-10-11 2023-03-03 国网智能科技股份有限公司 一种配网车载智能巡检机器人杆塔动态追踪方法及系统
WO2023061049A1 (zh) * 2021-10-11 2023-04-20 国网智能科技股份有限公司 一种配网车载智能巡检机器人系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109976339B (zh) 2021-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111897332B (zh) 一种语义智能变电站机器人仿人巡视作业方法及系统
CN109976339A (zh) 一种车载配网巡检数据采集方法与巡检系统
CN111958591B (zh) 一种语义智能变电站巡检机器人自主巡检方法及系统
CN109946564A (zh) 一种配网架空线路巡检数据采集方法及巡检系统
CN106595630B (zh) 一种基于激光导航变电站巡检机器人的建图系统与方法
CN103413313B (zh) 基于电力机器人的双目视觉导航系统及方法
CN109737981B (zh) 基于多传感器的无人车目标搜索装置及方法
CN110246175A (zh) 全景相机与云台相机结合的变电站巡检机器人图像检测系统及方法
WO2021042668A1 (zh) Tbm搭载式隧道围岩结构虚拟再现系统与方法
CN105928498A (zh) 通过基于模板的uav控制来确定对象数据
CN102902884A (zh) 云台摄像机自动定位角度计算方法
CN101435704A (zh) 一种星敏感器高动态下的星跟踪方法
CN111061266A (zh) 一种实时场景分析和空间避障的夜间值守机器人
CN104570764A (zh) 一种机载目标指示系统验证平台
CN109933096A (zh) 一种云台伺服控制方法及系统
CN102221831A (zh) 可移动式远程遥控视觉机器巡检系统
KR101319525B1 (ko) 이동 로봇을 이용하여 목표물의 위치 정보를 제공하기 위한 시스템
WO2018144396A1 (en) Tracking image collection for digital capture of environments, and associated systems and methods
CN113110566A (zh) 一种用于输电线路的无人机智能巡检系统
CN115933718A (zh) 一种融合全景slam与目标识别的无人机自主飞行技术方法
CN208126205U (zh) 一种自动避障的无人飞行装置
CN106525007A (zh) 分布交互式测绘通用机器人
CN113177918A (zh) 一种无人机对电力杆塔的智能精准巡检方法及系统
CN115685736A (zh) 一种基于热成像与卷积神经网络的轮式巡检机器人
CN107941167B (zh) 一种基于无人机载具和结构光扫描技术的空间扫描系统及其工作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 250101 Electric Power Intelligent Robot Production Project 101 in Jinan City, Shandong Province, South of Feiyue Avenue and East of No. 26 Road (ICT Industrial Park)

Applicant after: National Network Intelligent Technology Co., Ltd.

Applicant after: Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Company

Applicant after: State Grid Corporation of China

Address before: 250101 block B, Yinhe building, 2008 Xinjie street, hi tech Zone, Ji'nan, Shandong.

Applicant before: Shandong Luneng Intelligent Technology Co., Ltd.

Applicant before: Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Company

Applicant before: State Grid Corporation of China

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201030

Address after: 250101 Electric Power Intelligent Robot Production Project 101 in Jinan City, Shandong Province, South of Feiyue Avenue and East of No. 26 Road (ICT Industrial Park)

Applicant after: National Network Intelligent Technology Co.,Ltd.

Address before: 250101 Electric Power Intelligent Robot Production Project 101 in Jinan City, Shandong Province, South of Feiyue Avenue and East of No. 26 Road (ICT Industrial Park)

Applicant before: National Network Intelligent Technology Co.,Ltd.

Applicant before: ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE OF STATE GRID SHANDONG ELECTRIC POWER Co.

Applicant before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant