CN112960132A - 分布式共享机巢及其电力线路无人机巡检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式共享机巢及其电力线路无人机巡检方法，旨在解决现有技术中电力线路无人机巡检机巢选址难、巡检成本高、效率低的技术问题。分布式共享机巢包括多种巡检设备和能够更换巡检设备和无人机电池的机械手臂；巡检方法包括：根据电力线路巡检任务选择分布式共享机巢，并生成巡检三维路径；根据巡检三维路径利用分布式共享机巢中的巡检无人机执行电力线路巡检任务，获得巡检数据；基于图像识别技术和点云数据处理技术分析巡检数据，获得电力线路巡检结果。本发明能够实现高效的多功能、全要素、全覆盖自主巡检。

Description

分布式共享机巢及其电力线路无人机巡检方法

技术领域

本发明涉及一种分布式共享机巢及其电力线路无人机巡检方法，属于电路无人机巡检技术领域。

背景技术

目前，随着无人机技术及自动控制技术的发展，电力线路无人机巡检技术发展迅速，正在逐渐代替传统人工巡检方式，有效降低了人力成本和安全风险，提高了巡检工作效率。然而，当前电力线路无人机巡检技术仍不够成熟，存在如下问题：1、无人机机巢需要接入专线以提供不间断电源，为了保证电源的稳定性需要较高的建设和运维成本；2、无人机机巢既要满足一定区域内的巡检需求，又需要占用一定土地空间，机巢选址难度大且建设成本较高；3、无人机巡检当前主要包括精细化巡检和通道巡检，两种任务类型所需要的巡检设备不完全相同，现有的巡检无人机一般只能完成一种巡检任务，精细化巡检和通道巡检需要搭建两套系统分别进行巡检，存在一定的重复建设和资源浪费；4、目前巡检工作主要按照电力线路的电压等级采用由高到低的方式分年度、分批次进行，尚不能高效的实现对区域内电力线路的进行全要素、全覆盖的巡检。因此电力线路无人机巡检迫切需要更加经济灵活的巡检硬件设备和更加智能化的巡检规划。

发明内容

为了解决现有技术中电力线路无人机巡检机巢选址难、巡检成本高、效率低的问题，本发明提出了一种分布式共享机巢及其电力线路无人机巡检方法，利用可以自动更换电池、巡检设备等的巡检无人机完成电力线路巡检任务，并且通过作业网格划分辅助无人机机巢选址，能够实现高效的多功能、全要素、全覆盖自主巡检。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

第一方面，本发明提出了一种用于电力线路巡检的分布式共享机巢，包括机巢本体、巡检无人机、环境监测模块和电源模块，所述机巢本体的内壁上设置有巡检设备仓库、充电模块和机巢控制模块，机巢本体的内腔中安装有自动起降平台，自动起降平台的两侧设置有机械手臂，所述机巢控制模块分别与充电模块、舱门、自动起降平台和机械手臂电连接；所述巡检无人机放置在自动起降平台上，所述环境监测模块安装在机巢本体外侧，所述电源模块安装在机巢本体下方，巡检无人机、环境监测模块和电源模块分别与机巢控制模块电连接。

结合第一方面，进一步的，所述环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器、风速测试仪和粉尘检测仪，环境监测模块用于实时采集分布式共享机巢所处环境的气象数据，并将气象数据传输给机巢控制模块。

结合第一方面，进一步的，所述巡检设备仓库用于摄像装置和激光雷达；所述充电模块用于存放无人机电池，并给无人机电池充电；所述机巢控制模块用于接收电力线路巡检任务和环境检测模块采集的气象数据，并控制巡检无人机执行电力线路巡检任务。

结合第一方面，进一步的，所述电源模块采用配网电力设施模块，所述配网电力设施模块包括开闭所、环网柜、箱式变电所；所述电源模块用于为机巢本体内各个模块和环境检测模块供电。

第二方面，本发明提出了一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检方法，包括如下步骤：

获取电力线路巡检任务；

根据电力线路巡检任务选择分布式共享机巢，并生成巡检三维路径；

根据巡检三维路径利用分布式共享机巢中的巡检无人机执行电力线路巡检任务，获得巡检数据；

基于图像识别技术和点云数据处理技术分析巡检数据，获得电力线路巡检结果。

结合第二方面，进一步的，所述电力线路巡检任务包括电力线路编号、电力线路电压等级、电力线路空间数据、巡检任务类别和巡检作业起止时间；所述电力线路空间数据包括线路坐标和杆塔坐标；所述巡检任务类别包括精细化巡检和通道巡检。

结合第二方面，进一步的，所述分布式共享机巢的构建方法包括如下步骤：

根据电力系统的线路分布和历史巡检数据将工区划分为多个不同规格的作业网格；

基于每个作业网格内的配网电力设施进行分布式机巢选址和建设，并为所有作业网格内的分布式机巢建立共享链路，完成分布式共享机巢构建，其中，每个作业网格内设置一个分布式共享机巢，分布式共享机巢内设置有巡检无人机。

结合第二方面，进一步的，作业网格的划分方法包括如下步骤：

根据电力系统的线路分布和历史巡检数据计算每平方公里内电力线路的巡检工作强度：

S＝(K_a*L+K_b*L)/T (1)

其中，S表示历史巡检数据中每平方公里内电力线路的巡检工作强度，K_a表示电力线路的精细化巡检标准作业时间，L表示该平方公里内电力线路的总长度，K_b表示电力线路的通道巡检标准作业时间，T表示电力线路的全覆盖巡检周期；

将巡检工作强度S与预设强度阈值

比较，确定作业网格的规格：当

该平方公里内作业网格的规格为1km*1km，否则，该平方公里内作业网格的规格为2km*2km。

结合第二方面，进一步的，其特征在于，巡检三维路径的生成方法包括如下步骤：

根据电力线路巡检任务中的电力线路空间数据选择一个或多个作业网格，并计算每个作业网格中的分布式共享机巢到电力线路的平均距离；

根据平均距离最短的分布式共享机巢的坐标、电力线路空间数据和预设的巡检安全距离生成巡检三维路径。

结合第二方面，进一步的，当巡检任务类别为精细化巡检时，电力线路巡检结果的获取方法包括如下步骤：

利用巡检无人机搭载摄像装置采集电力线路的影像数据；

利用图像识别技术对电力线路的影像数据进行电力线路缺陷识别；

利用电力线路缺陷识别结果作为电力线路巡检结果；

当巡检任务类别为通道巡检时，电力线路巡检结果的获取方法包括如下步骤：

利用巡检无人机搭载摄像装置和激光雷达采集电力线路的影像数据和点云数据；

根据影像数据进行电力线路及杆塔三维模型构建，利用点云数据处理技术进行点云数据配准与拼接、电力通道障碍物分析；

利用电力通道障碍物分析结果、电力线路及杆塔三维模型作为电力线路巡检结果。

采用以上技术手段后可以获得以下优势：

本发明提出了一种分布式共享机巢及其电力线路无人机巡检方法，本发明中的分布式共享机巢具有能够上下移动的自动起降平台和能够自动更换装备的机械手臂，能够同时满足精细化巡检和通道巡检的巡检需求，此外，本发明利用配网电力设施为机巢供电，电源稳定性高的同时供电成本更低，本发明机巢通过机巢控制模块进行无人机起飞控制、无人机充电控制和无人机设备更换控制，能够在无人机巡检的硬件层面上增强经济性、灵活性和智能化水平。本发明方法根据电力线路的巡检工作强度划分作业网格，并在作业网格内根据配网电力设施进行机巢选址，其选择的位置能够满足工区内的电力线路巡检需求，且机巢选址充分利用了有电力设施的土地资源，节约了机巢建设成本；本发明方法可以根据不同的巡检任务类别生成不同的三维巡检路径，并控制巡检无人机进行相应的巡检操作，分析出每个巡检任务的巡检结果，本发明能够实现高效的多功能、全要素、全覆盖自主巡检，解决了现有电力线路巡检成本高、作业效率低的问题，无需现场派驻人员与设备，即可定期远程实施巡检任务，提高了电力线路无人机巡检的自动化智能化水平。

附图说明

图1为本发明一种用于电力线路巡检的分布式共享机巢的结构示意图；

图2为本发明实施例中分布式共享机巢的工作原理图；

图3为本发明一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检方法的步骤流程图；

图4为本发明实施例中作业网格和分布式共享机巢的示意图；

图5为本发明一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检系统的结构示意图；

图中，1是机巢本体，2是巡检无人机，3是环境监测模块，4是电源模块，5是舱门，6是巡检设备仓库，7是充电模块，8是机巢控制模块，9是自动起降平台，10是机械手臂，11是变压器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：

本发明提出了一种用于电力线路巡检的分布式共享机巢，如图1所示，主要包括机巢本体1、巡检无人机2、环境监测模块3和电源模块4。机巢本体的顶部设置有可以自动开合的舱门5，机巢本体的内壁上设置有巡检设备仓库6、充电模块7和机巢控制模块8，机巢本体的内腔中安装有自动起降平台9，自动起降平台的两侧设置有机械手臂10，机巢控制模块分别与充电模块、舱门、自动起降平台和机械手臂电连接，可以控制其他模块动作。巡检无人机放置在自动起降平台上，环境监测模块安装在机巢本体外侧，一般情况下安装在机巢本体的顶部，电源模块安装在机巢本体下方，巡检无人机、环境监测模块和电源模块分别与机巢控制模块电连接，电源模块给分布式共享机巢供电。

考虑到巡检无人机容易受气候影响，本发明在机巢上配置了环境监测模块，环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器、风速测试仪和粉尘检测仪等传感设备，环境监测模块可以实时采集分布式共享机巢所处环境的风速、湿度以及降雨、能见度等气象数据，并将气象数据传输给机巢控制模块，只有气象数据满足巡检作业条件时，机巢控制模块才会控制巡检无人机起飞，进行巡检作业。在本发明实施例中，巡检无人机采用主流的多旋翼无人机，最大荷载3.5kg，作业半径为3km左右，巡检无人机上设置有用来搭载各种巡检设备的连接部件。

巡检设备仓库用于存放电力线路巡检所需的设备，包括摄像装置和激光雷达，摄像设备又包括可见光摄像设备、红外摄像设备、量测相机、倾斜摄像设备等。充电模块用于存放无人机电池，并通过电源模块给无人机电池充电，在本发明实施例中，每个机巢配备3组无人机电池，即使巡检无人机连续执行巡检任务，也可以通过更换电池保证无人机电源。机巢控制模块是整个机巢的核心部件，机巢控制模块可以接收来自上位机的电力线路巡检任务和环境检测模块采集的气象数据，根据电力线路巡检任务控制机械手臂给巡检无人机安装巡检设备和电池，根据气象数据控制巡检无人机分出机巢执行电力线路巡检任务。

本发明利用机巢所在区域内现有的配网电力设施模块作为电源模块的主体，并通过与配网电力设施模块相连的变压器11将配电网中的高压电转换为380V低压电传输给分布式共享机巢，为机巢本体内各个模块和环境检测模块供电。配网电力设施模块包括开闭所、环网柜、箱式变电所等地面配电网设施，这些设施在配电网电力系统中承担电力运行输送的工作，所接入电压通常为10kV，具有运行稳定、电源可靠的优点。变压器通过高压电缆连接配网电力设施模块的自留母线接口，经过电压转换后再通过低压电缆连接至机巢，能够不间断的为机巢提供电源。本发明的机巢供电方式可以降低机巢供电成本，还可以实现机巢和配电网设施一体化检修，提高了检修效率和巡检系统运行的安全可靠性。

如图2所示，本发明分布式共享机巢的工作原理如下：

分布式共享机巢的机巢控制模块接收巡检任务，利用环境监测模块实时采集机巢周围环境的气象数据，判断机巢是否满足作业条件；当机巢满足作业条件时，利用机械手臂检查充电模块中无人机电池的电量，并为巡检无人机安装或更换无人机电池；根据巡检任务需求控制机械手臂从巡检设备仓库中拿取询价设备，为巡检无人机安装巡检设备；机巢控制模块输出控制信号到舱门和自动起降平台，舱门打开、自动起降平台上升，巡检无人机起飞后根据巡检任务进行自主巡检，采集巡检数据；巡检无人机完成巡检任务后，机巢控制模块控制巡检无人机返回机巢本体，并将巡检数据传输给上位机。

在分布式共享机巢的基础上，本发明提出了一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检方法，如图3所示，主要包括如下步骤：

步骤A、实时获取巡检任务调度系统生成的电力线路巡检任务，电力线路巡检任务主要包括电力线路编号、电力线路名称、电力线路电压等级、电力线路空间数据、巡检任务类别和巡检作业起止时间等，电力线路空间数据包括线路坐标和杆塔坐标，巡检任务类别包括精细化巡检和通道巡检。电力线路巡检任务中可能包含一定区域内的多条电力线路和多类巡检任务类别，一般情况下，10kV电力线路只要做精细化巡检，110kV、220kV、500kV电力线路需要做精细化巡检和通道巡检，例如，A线路的电力线路巡检任务为：编号为01的A线路(220kV，7.2km)，在2021年2月1日-2月28日完成精细化巡检和通道巡检；B线路的电力线路巡检任务为：编号为03的B线路(10kV，3.1km)，在2021年2月1日-2月15日完成精细化巡检。

步骤B、根据电力线路巡检任务选择分布式共享机巢，并生成巡检三维路径，具体操作如下：

步骤B01、根据电力系统的线路分布和历史巡检数据将工区划分为多个不同规格的作业网格，其中，电力系统的线路分布指到当前时刻为止电力系统中需要进行无人机巡检的工区范围和工区内10kV至220kV电压等级的电力线路的坐标信息，历史巡检数据包括一段时间内工区中完成的电力线路巡检任务及其巡检结果，包括每一条电力线路的编号、巡检次数、巡检线路长度、巡检耗时等。

为了实现全覆盖电力线路巡检，提高巡检效率并控制巡检成本，本发明根据巡检任务强度将工区分为任务高密度地区和任务中低密度地区，并采用至少两种规格的作业网格对工区进行网格划分，具体操作如下：

B011、将工区分成一平方公里一个的小区域，并获得工区内每平方公里内的线路分布和历史巡检数据，计算每平方公里内电力线路的巡检工作强度：

S＝(K_a*L+K_b*L)/T (2)

其中，S表示历史巡检数据中每平方公里内电力线路的巡检工作强度，K_a表示电力线路的精细化巡检标准作业时间，单位为小时/公里，L表示该平方公里内电力线路的总长度，单位为公里，K_b表示电力线路的通道巡检标准作业时间，T表示电力线路的全覆盖巡检周期，单位为天。

步骤B012、将每平方公里内电力线路的巡检工作强度S与预设强度阈值

比较，确定作业网格的规格：当

判断该平方公里属于任务高密度地区，采用Ⅰ类网格，作业网格的规格为1km*1km；否则，判断该平方公里属于任务中低密度区域，采用Ⅱ类网格，作业网格的规格为2km*2km。

步骤B02、基于每个作业网格内的配网电力设施进行分布式机巢选址和建设，并为所有作业网格内的分布式机巢建立共享链路，完成分布式共享机巢构建。

步骤B021、在确定了作业网格之后，本发明从作业网格的中心点向外搜寻配网电力设施，根据每个配网电力设施到作业网格边缘的距离和配网电力设施通信环境，选择距离和通信综合最优的配网电力设施作为机巢地址，将分布式共享机巢安装在配网电力设施上方，并利用配网电力设施给机巢供电，一般情况下，每个作业网格内设置一个分布式共享机巢，分布式共享机巢内设置有一个或多个巡检无人机。本发明将分布式共享机巢安装在配网电力设施上方，机巢占地面积约为3.5平方，小于环网柜(5平方)和开闭所(8平方)等配网电力设施的占地面积，因此机巢安装更加容易，且不会直接占用土地，机巢建设成本更低。

本发明实施例中作业网格与机巢的布局如图4所示，其中，机巢307102A1、机巢307102A2、机巢307102A3和机巢307102A4设置在任务高密度地区的作业网格中，而机巢307101B、机巢306101B、机巢306102B、机巢306103B和机巢307103B设置在中密度地区的作业网格中。

步骤B022、为了便于管理巡检无人机和分布式共享机巢，本发明按照每个分布式共享机巢的地理坐标进行机巢编号，并共享机巢编号和对应的机巢坐标，此外通过无线或有线网络给所有分布式共享机巢建立通信网络，实现分布式共享机巢之间的数据通信功能。机巢内的每一台巡检无人机配备3组电池，巡检无人机的最大荷载3.5kg，可搭载单镜头相机、倾斜摄影相机、激光雷达等巡检设备，巡检无人机有效作业时间20-25min/架次，巡检无人机与机巢的有效通讯距离为3km，其作业半径能够有效覆盖两种规格的作业网格。巡检无人机每天可以开展8-10小时的线路巡检工作，全年可完成4次网格单元内电压等级全覆盖巡检任务。

步骤B03、根据电力线路巡检任务中的电力线路空间数据选择一个或多个作业网格，并计算每个作业网格中的分布式共享机巢到电力线路的平均距离。电力线路巡检任务中的电力线路可能穿过多个作业网格，因此根据电力线路的坐标信息选址出所有与待巡检电力线路相关的作业网格作为备选网格；根据作业网格中分布式共享机巢的坐标和电力线路的坐标信息分别计算机巢到电力线路两端和中点的直线距离，并计算其平均距离。

步骤B04、根据平均距离最短的分布式共享机巢的坐标、电力线路空间数据和预设的巡检安全距离生成巡检三维路径。选取平均距离最短的分布式共享机巢作为执行电力线路巡检任务的机巢，当电力线路巡检任务中的电力线路过长，超过了一个巡检无人机的作业范围时，可以选择多个分布式共享机巢。

巡检无人机在进行精细化巡检时，其三维巡检路径为：巡检无人机从机巢飞行到距离机巢最近的电力线路的一端；根据电力线路的坐标信息，巡检无人机在巡检安全距离外沿电力线路水平飞行；当巡检无人机到达某个杆塔时，根据杆塔的坐标信息沿杆塔垂直飞行；整个三维巡检路径需要避免无人机发生倾斜拍摄。

巡检无人机在进行通道巡检时，其三维巡检路径为：巡检无人机从机巢飞行到距离机巢最近的电力线路的一端；根据电力线路和杆塔的坐标信息，巡检无人机在电力线路上方沿电力线路水平飞行，且巡检无人机需要与杆塔顶部保持巡检安全距离。

步骤C、根据巡检三维路径利用分布式共享机巢中的巡检无人机执行电力线路巡检任务，获得巡检数据。当巡检任务类别为精细化巡检时，利用机械手臂为巡检无人机搭载摄像装置(可见光或红外相机)，控制巡检无人机沿着巡检三维路径飞行，对电力线、绝缘子、金具、悬挂异物等进行照片和视频数据采集，获得电力线路的影像数据；当巡检任务类别为通道巡检时，利用机械手臂为巡检无人机搭载摄像装置(倾斜摄影相机)和激光雷达，控制巡检无人机沿着巡检三维路径飞行，利用倾斜摄影相机对电力通道内地形、房屋等地理信息进行影像数据采集，利用激光雷达获取点云电力线路的高精度点云数据，获得电力线路的影像数据和点云数据。

步骤D、基于图像识别技术和点云数据处理技术分析巡检数据，获得电力线路巡检结果。

当巡检任务类别为精细化巡检时，根据电力线路缺陷样本库利用图像识别技术对电力线路的影像数据进行电力线路缺陷识别，电力线路缺陷包括线路断裂、线路与杆塔连接松动、线路遮挡等，此外，还可以通过人工判读加以补充检查，提高缺陷识别准确率；利用电力线路缺陷识别结果作为电力线路巡检结果。

当巡检任务类别为通道巡检时，根据电力线路的影像数据构建电力线路及杆塔三维模型，并利用点云数据处理技术进行点云数据配准与拼接、电力通道障碍物分析，分析提取电力通道内的交叉跨越地物、房屋、林木高度数据，计算电力线与各类交叉跨越、林木、房屋之间的净空距离，当净空距离小于预设安全距离时，判断电力通道中存在障碍物；利用电力通道障碍物分析结果、电力线路及杆塔三维模型作为电力线路巡检结果。

步骤E、根据电力线路巡检任务和电力线路巡检结果等优化作业网格和分布式共享机巢，具体操作为：根据电力线路巡检任务的任务类别和巡检频率优化作业网格的尺寸，调整分布式共享机巢中巡检无人机的数量、无人机电池的数量、巡检设备的类型和数量等。此外，随着经济持续发展，电网密度不断提高，无人机巡检工作的常态化及应急保障多任务并发的需求，巡检工作量将逐渐递增，分布式共享机巢的作业网格密度可以相应的逐步加密以适应巡检工作的需要。

本发明还提出了一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检系统，如图5所示，主要包括巡检任务调度模块、巡检线路规划模块、分布式共享机巢模块、巡检数据分析模块和电力线路数据库。巡检任务调度模块用于接收电力线路巡检请求并生成电力线路巡检任务；巡检线路规划模块用于根据电力线路巡检任务选址分布式共享机巢，并生成巡检三维路径，其具体操作与本发明方法的步骤B相同；分布式共享机巢主要用于根据巡检三维路径控制巡检无人机执行电力线路巡检任务，并将采集到的巡检数据传输给巡检数据分析模块和电力线路数据库；巡检数据分析模块用于对巡检数据进行数据完整性、有效性检查，并分析巡检数据，获得电力线路巡检结果，当电力线路巡检结果中存在异常数据或故障信息时，巡检数据分析模块会通知电力系统检修部门排除故障，其具体操作与本发明方法的步骤D相同；电力线路数据库中存储有电力系统中所有电力线路的信息，包括电力线路编号、电力线路名称、电力线路电压等级、电力线路空间数据等，在完成每次巡检任务之后，可以根据巡检结果对电力线路数据库进行数据更新。

分布式共享机巢模块能够支持多任务巡检，即区域内多个作业网格内的机巢可以在同一时间执行各自的任务。当巡检无人机执行电力线路巡检任务时，分布式共享机巢模块可以试试监控巡检无人机的工作状态。巡检无人机采集的巡检数据通过无线专网传输给巡检数据分析模块和电力线路数据库，传输速率可以达到100Mbps，2分钟内可以完成当前架次采集数据的上传。

本发明通过配网电力设施与巡检设备的一体化使用实现了电网资产节约化利用和无人机机巢就地用电，降低了无人机巡检成本，通过分布式系统优化无人机机巢选址和空间密度，能够构建经济、高效的分布式共享机巢系统，实现巡检系统的灵活扩展、布局，可以同时支持精细化巡检和通道巡检。本发明能够实现高效的多功能、全要素、全覆盖自主巡检，解决了现有电力线路巡检成本高、作业效率低的问题，无需现场派驻人员与设备，即可定期远程实施巡检任务，提高了电力线路无人机巡检的自动化智能化水平。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于电力线路巡检的分布式共享机巢，其特征在于，包括机巢本体、巡检无人机、环境监测模块和电源模块，所述机巢本体的内壁上设置有巡检设备仓库、充电模块和机巢控制模块，机巢本体的内腔中安装有自动起降平台，自动起降平台的两侧设置有机械手臂，所述机巢控制模块分别与充电模块、舱门、自动起降平台和机械手臂电连接；所述巡检无人机放置在自动起降平台上，所述环境监测模块安装在机巢本体外侧，所述电源模块安装在机巢本体下方，巡检无人机、环境监测模块和电源模块分别与机巢控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于电力线路巡检的分布式共享机巢，其特征在于，所述环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器、风速测试仪和粉尘检测仪，环境监测模块用于实时采集分布式共享机巢所处环境的气象数据，并将气象数据传输给机巢控制模块。

3.根据权利要求1所述的一种用于电力线路巡检的分布式共享机巢，其特征在于，所述巡检设备仓库用于摄像装置和激光雷达；所述充电模块用于存放无人机电池，并给无人机电池充电；所述机巢控制模块用于接收电力线路巡检任务和环境检测模块采集的气象数据，并控制巡检无人机执行电力线路巡检任务。

4.根据权利要求1所述的一种用于电力线路巡检的分布式共享机巢，其特征在于，所述电源模块采用配网电力设施模块，所述配网电力设施模块包括开闭所、环网柜、箱式变电所；所述电源模块用于为机巢本体内各个模块和环境检测模块供电。

5.一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取电力线路巡检任务；

根据电力线路巡检任务选择分布式共享机巢，并生成巡检三维路径；

根据巡检三维路径利用分布式共享机巢中的巡检无人机执行电力线路巡检任务，获得巡检数据；

基于图像识别技术和点云数据处理技术分析巡检数据，获得电力线路巡检结果。

6.根据权利要求5所述的一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检方法，其特征在于，所述电力线路巡检任务包括电力线路编号、电力线路电压等级、电力线路空间数据、巡检任务类别和巡检作业起止时间；所述电力线路空间数据包括线路坐标和杆塔坐标；所述巡检任务类别包括精细化巡检和通道巡检。

7.根据权利要求5所述的一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检方法，其特征在于，所述分布式共享机巢的构建方法包括如下步骤：

根据电力系统的线路分布和历史巡检数据将工区划分为多个不同规格的作业网格；

基于每个作业网格内的配网电力设施进行分布式机巢选址和建设，并为所有作业网格内的分布式机巢建立共享链路，完成分布式共享机巢构建，其中，每个作业网格内设置一个分布式共享机巢，分布式共享机巢内设置有巡检无人机。

8.根据权利要求7所述的一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检方法，其特征在于，作业网格的划分方法包括如下步骤：

根据电力系统的线路分布和历史巡检数据计算每平方公里内电力线路的巡检工作强度：

S＝(K_a*L+K_b*L)/T

其中，S表示历史巡检数据中每平方公里内电力线路的巡检工作强度，K_a表示电力线路的精细化巡检标准作业时间，L表示该平方公里内电力线路的总长度，K_b表示电力线路的通道巡检标准作业时间，T表示电力线路的全覆盖巡检周期；

将巡检工作强度S与预设强度阈值

比较，确定作业网格的规格：当

该平方公里内作业网格的规格为1km*1km，否则，该平方公里内作业网格的规格为2km*2km。

9.根据权利要求6或7所述的一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检方法，其特征在于，巡检三维路径的生成方法包括如下步骤：

根据电力线路巡检任务中的电力线路空间数据选择一个或多个作业网格，并计算每个作业网格中的分布式共享机巢到电力线路的平均距离；

根据平均距离最短的分布式共享机巢的坐标、电力线路空间数据和预设的巡检安全距离生成巡检三维路径。

10.根据权利要求6所述的一种基于分布式共享机巢的电力线路无人机巡检方法，其特征在于，当巡检任务类别为精细化巡检时，电力线路巡检结果的获取方法包括如下步骤：

利用巡检无人机搭载摄像装置采集电力线路的影像数据；

利用图像识别技术对电力线路的影像数据进行电力线路缺陷识别；

利用电力线路缺陷识别结果作为电力线路巡检结果；

当巡检任务类别为通道巡检时，电力线路巡检结果的获取方法包括如下步骤：

利用巡检无人机搭载摄像装置和激光雷达采集电力线路的影像数据和点云数据；

根据影像数据进行电力线路及杆塔三维模型构建，利用点云数据处理技术进行点云数据配准与拼接、电力通道障碍物分析；

利用电力通道障碍物分析结果、电力线路及杆塔三维模型作为电力线路巡检结果。

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