CN113220030A - 无人机电力巡检航线的生成方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种无人机电力巡检航线的生成方法、装置、存储介质及电子设备，该方法包括：选择待巡视的多个杆塔设备生成线路杆塔航点；在部署的多个无人值守机场中确定与所述多个杆塔设备距离最近的第一无人值守机场并生成出入站航点；在所述第一无人值守机场中确定空闲状态的无人机并获取无人机位置；根据线路杆塔航点、第一无人值守机场的出入站航点、以及所述无人机的位置规划最佳的电力巡检航线，对规划的电力巡检航线进行安全校验，在安全校验通过后保存电力巡检航线，以实现自动规划电力巡检航线，提高电力巡检的效率。

Description

无人机电力巡检航线的生成方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本申请涉及无人机控制领域，尤其涉及一种无人机电力巡检航线的生成方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

随着输电线路设备规模的不断发展，电力公司积极探索开展无人机智能化巡检，各地市供电局建立了专业的无人机巡检队伍，显著提升了巡检效率。

在传统的无人机巡检方案中，作业人员需要将无人机转场到巡检区域，然后操作人员利用控制系统操作无人机对巡检区域进行巡检。为了解决传统无人机巡检模式存在的需要人工干预、线路地势起伏较大、路途及作业转场耗时耗力、紧急情况下及时性不够、气候恶劣的情况下操作人员在野外存在安全风险等问题，在重要输电通道建立无人值守化远程控制系统，选取多条重要输电线路，以变电站为起点，根据线路通道环境特点每间隔一定距离设立一无人值守机场，以实现无人机对指定塔杆航点的自主化巡视，如何智能化生成无人机的电力巡检航线是目标研究的热点。

发明内容

本申请实施例提供了一种无人机电力巡检航线的生成方法、装置、存储介质及电子设备，可以解决相关技术中智能化生成无人机的电路巡检航线的问题。所述技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种无人机电力巡检航线的生成方法，所述方法包括：

选择待巡视的多个杆塔设备生成线路杆塔航点；

在部署的多个无人值守机场中确定与所述多个杆塔设备距离最近的第一无人值守机场以及生成所述第一无人值守机场的出入站航点；

在所述第一无人值守机场中确定空闲状态的无人机以及获取所述无人机的位置；

根据所述线路杆塔航点、所述第一无人值守机场的出入站航点、以及所述无人机的位置规划最佳的电力巡检航线；

对所述电力巡检航线进行安全校验，以及在安全校验通过时保存所述电力巡检航线。

第二方面，本申请实施例提供了一种无人机电力巡检航线的生成装置，包括：

选择单元，用于选择待巡视的多个杆塔设备生成线路杆塔航点；

确定单元，用于在部署的多个无人值守机场中确定与所述多个杆塔设备距离最近的第一无人值守机场以及生成所述第一无人值守机场的出入站航点；在所述第一无人值守机场中确定空闲状态的无人机以及获取所述无人机的位置；

规划单元，用于根据所述线路杆塔航点、所述第一无人值守机场的出入站航点、以及所述无人机的位置规划最佳的电力巡检航线；

校验单元，用于对所述电力巡检航线进行安全校验，以及在安全校验通过时保存所述电力巡检航线。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，可包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行上述的方法步骤。

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

在需要对多个杆塔设备进行巡检时，根据多个杆塔设备生成线路杆塔航点，获取距离塔杆航点最近的无人值守机场和该无人值守机场中无人机，根据无人值守机场的出入站航点、无人机的位置和线路杆塔航点规划最佳的无人机的电力巡检航线，以及保存通过安全校验的电力巡检航线，解决相关技术中手动规划电力巡检航线带来的效率低和安全性不高的问题，极大提高航线规划的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的网络结构图；

图2是本申请实施例提供的一种无人机电力巡检航线的生成方法的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的对电力巡检航线进行安全性校验流程示意图；

图4是本申请实施例中的电力设施拓扑图；

图5是本申请实施例提供的一种无人机电力巡检航线的生成装置的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

参见图1，为本申请实施例提供的一种网络架构图，本申请的网络架构包括：电子设备11、无人机机巢12和无人机13，电子设备12作为无人机的控制设备，无人机13的数量可以为多个，多个无人机可以组成无人机集群，无人机集群协作完成任务。

无人机机巢12为无人机13提供停靠的平台，电子设备11可以控制无人机13的起飞和降落，在无人机13成功起飞后，电子设备11控制无人机13的飞行速度和飞行方向，或者无人机13也可以启动自动飞行模式，自主控制其飞行速度和飞行方向等参数。无人机机巢12包括一个承载平台，承载平台用于承载无人机，承载平台上设置有降落标记，无人机机巢12建立有空间坐标系，降落标记位于空间坐标系的原点，空间坐标系的xy平面平行于承载平台，如图1所示，z轴垂直与xy平面。

电子设备11和无人机13之间可以采用WIFI通信方式，电子设备11和无人机13之间也可以采用蜂窝通信方式，无人机机巢12同时可以作为中继节点，将无人机13采集的图像数据转发给电子设备11，以增加通信距离。电子设备11可以是手机、平板电脑或笔记本电脑等。

基于图1的网络架构，请参见图2，为本申请实施例提供的一种无人机电力巡检航线的生成方法的流程示意图。如图2所示，本申请实施例的所述方法可以包括以下步骤：

S201、选择待巡视的多个杆塔设备生成线路杆塔航点。

其中，显示指定区域内的电力设施拓扑图，电力设置拓扑图表示指定区域内包含的电力设备的连接关系和电力设备的位置，用户可以通过选择操作在电力设施拓扑图中选择待巡视的多个杆塔设备，选择操作可以是通过鼠标、键盘或触摸执行的。然后，根据用户选择的多个杆塔设备，每个杆塔设备设置一个航点，同时将各个杆塔设备按顺序可连接成巡检航点。

例如：参见图4所述的电力设施拓扑图，根据用户选择的6个杆塔设备生成线路杆塔航点A，根据选择的4个杆塔设备生成线路杆塔航点B，根据选择的5个杆塔设备生成线路杆塔航点C，根据选择的6个杆塔设备生成线路杆塔航点D。

S202、在部署的多个无人值守机场中确定与所述多个杆塔设备距离最近的第一无人值守机场以及生成所述第一无人值守机场的出入站航点。

其中，指定区域中还部署有多个无人值守机场，电力设施拓扑图中包含有各个无人值守机场的位置。本申请的装置根据S201中生成的塔杆航点，确定与该塔杆航点距离最近的第一无人值守机场。具体来说，确定塔杆航点中的各个杆塔设备，计算杆塔设备的多个无人值守机场之间的直线距离，将直线距离最近的无人值守机场作为第一无人值守机场。

例如：对于线路塔杆航点B来说，线路塔杆航点B中包含杆塔设备1～杆塔设备4，指定区域内部署有3个无人值守机场：无人值守机场1、无人值守机场2和无人值守机场3，分别计算杆塔设备1和各个无人值守机场之间的直线距离，计算杆塔设备2和各个无人值守机场之间的直线距离，计算杆塔设备3和各个无人值守机场之间的直线距离，以及计算杆塔设备和各个无人值守机场之间的直线距离，将直线距离最近的无人值守机场2作为线路塔杆航点B的第一无人值守机场。

S203、在所述第一无人值守机场中确定空闲状态的无人机以及获取所述无人机的位置。

其中，无人值守机场可以部署多个无人机，无人机容纳在无人机机巢内。空闲状态的无人机指未执行巡检任务的无人机，无人机的位置可以根据无人机内置的定位模块(例如：GPS模块、RTK定位、北斗定位模块等)来确定。进一步的，本申请可以在第一无人值守机场中确定空闲状态且剩余电量超过电量门限的无人机，以保证无人机的续航时间。

S204、根据所述线路杆塔航点、所述第一无人值守机场的出入站航点、以及所述无人机的位置规划最佳的电力巡检航线。

其中，航点为无人机在飞行过程中经过的点，具有位置和高度等信息。在规划最佳的电力巡检航线时，第一无人值守机场设置有出入站航点(即一个出站航点和一个入站航点)；无人机的位置设置有一个航点，每个杆塔设备设置有一个航点。将上述的各个航点按照时间顺序进行连接生成最佳的电力巡检航线。

S205、对所述电力巡检航线进行安全校验，以及在安全校验通过时保存所述电力巡检航线。

其中，安全性校验包括对电力巡检航线的实际飞行距离、所在区域的气象条件等校验，校验是否满足预设条件，在安全校验通过后保存生成的电力巡检航线。

进一步的，第一无人值守机场部署在变电站内，通常部署在变电站围墙的侧边，为了保证无人机进出无人值守机场的飞行安全，第一无人值守机场对应的航点设置在变电站的外面，该航点与首个杆塔设备的航点相连，该航点的高度满足：航点的高度等于变电站的避雷针高度加上预设的第一冗余高度，例如：第一冗余高度为20米，这样可以绕开变电站的上方，保证飞行安全。

进一步的，各个杆塔设备的航点的高度满足：航点的高度等于杆头高度+杆塔称呼高度+杆塔起飞点海拔高度-无人机起飞点海拔高度+预设的第二冗余高度(例如：第二冗余高度为30米)，杆塔起飞点海拔高度为无人机从第一无人值守机场起飞时的海拔高度。

进一步的，在规划所述电力巡检航线时，所述无人机跳过一个或多个直线塔。其中，在规划航点时，无人机进行跳塔飞行优化，跳过部分中间直线塔，以减少无人机停留调整机头方向，以增加无人机的飞行距离。

例如：参见图4所示，线路塔杆航点D中的杆塔设备4和杆塔设备5为直线塔，在规划航点时，可跳过上述两个杆塔设备，以实现跳塔飞行。

进一步的，在最后一个杆塔设备到第二无人值守机场之间的距离小于所述最后一个杆塔设备到所述第一无人值守机场的距离时，所述无人机降落到所述第二无人值守机场；或

在所述最后一个杆塔设备到第二无人值守机场之间的距离大于所述最后一个杆塔设备到所述第一无人值守机场的距离，所述无人机即降落到所述第一无人值守机场。

其中，第二无人值守机场为部署的多个无人值守机场中的一个，塔杆航点中的最后一个杆塔设备为最后一个航点对应的杆塔设备。

举例来说，参见图4所示，在需要对线路塔杆航点A进行巡检时，确定距离塔杆航点A最近的为无人值守机场1，无人机从无人机值守机场1起飞，依次巡视杆塔设备6、杆塔设备5、...、杆塔设备1，杆塔设备1为最后一个杆塔设备，此时杆塔设备1到无人值守机场2的距离明显小于到无人值守机场1的距离，因此无人机完成对杆塔设备1的巡检后，在无人机值守机场2降落，即无人机值守机场2对应一个入站航点。

又举例来说，在需要对线路塔杆航点B进行巡检时，确定距离线路塔杆航点B最近的为无人值守机场2，然后无人机依次从杆塔设备1～杆塔设备4的顺序飞行，杆塔设备4为最后一个杆塔设备，杆塔设备与起飞的无人值守机场2的距离最近，那么无人机还是在无人值守机场2降落，即在无人机值守机场2设置入站航点。

进一步的，在生成电力巡检航线后，本申请还可以对电力巡检航线进行安全校验，其具体步骤可参照图3所示：

S301、计算电力巡检航线的实际飞行距离。

其中，将电力巡检航线中相邻的两个航点的距离进行求和得到实际飞行距离。

S302、根据无人机的电量计算最大飞行距离。

其中，无人机的电量和最大飞行距离呈正相关性，同时最大飞行距离还和电力巡检航线所在区域的气象条件有关。

S303在最大飞行距离大于所述实际飞行距离时，获取电力巡视航线所在区域的气象参数；其中，气象参数包括：风力、温度和湿度等

S304、在气象参数满足预设气象条件时，确定安全校验通过，保存电力巡检航线。

进一步的，在所述最大飞行距离小于所述实际飞行距离或所述气象参数不满足预设气象条件时，确定安全校验不通过，生成异常提示消息，异常提示消息中包括异常原因，然后重新根据本申请的方法规划电力巡检航线。

本申请的有益效果包括：在需要对多个杆塔设备进行巡检时，根据多个杆塔设备生成线路杆塔航点，获取距离塔杆航点最近的无人值守机场和该无人值守机场中无人机，根据无人值守机场的出入站航点、无人机的位置和线路杆塔航点规划最佳的无人机的电力巡检航线，以及保存通过安全校验的电力巡检航线，解决相关技术中手动规划电力巡检航线带来的效率低和安全性不高的问题，极大提高航线规划的效率。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

请参见图5，其示出了本申请一个示例性实施例提供的无人机电力巡检航线的生成装置的结构示意图。该无人机电力巡检航线的生成装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的全部或一部分。该装置5包括：选择单元51、确定单元52、规划单元53校验单元54。

选择单元51，用于选择待巡视的多个杆塔设备生成线路杆塔航点；

确定单元52，用于在部署的多个无人值守机场中确定与所述多个杆塔设备距离最近的第一无人值守机场以及生成所述第一无人值守机场的出入站航点；在所述第一无人值守机场中确定空闲状态的无人机以及获取所述无人机的位置；

规划单元53，用于根据所述线路杆塔航点、所述第一无人值守机场的出入站航点、以及所述无人机的位置规划最佳的电力巡检航线；

校验单元54，用于对所述电力巡检航线进行安全校验，以及在安全校验通过时保存所述电力巡检航线。

在一个或多个实施例中，所述第一无人值守机场部署在变电站内，所述出入站航点包含位于与所述变电站相邻且位于所述变电站外部的航点，该航点的高度等于所述变电站的避雷针高度加上预设的第一冗余高度。

在一个或多个实施例中，每个杆塔设备设置有一个航点，该航点的高度等于杆头高度+杆塔称呼高度+杆塔起飞点海拔高度-无人机起飞点海拔高度+预设的第二冗余高度。

在一个或多个实施例中，在所述多个杆塔设备包含一个或多个直线塔时，为节省无人机电量，所述无人机自动跳过所述一个或多个直线塔的航点。

在一个或多个实施例中，在最后一个杆塔设备到第二无人值守机场之间的距离小于所述最后一个杆塔设备到所述第一无人值守机场的距离时，所述无人机降落到所述第二无人值守机场；或

在所述最后一个杆塔设备到第二无人值守机场之间的距离大于所述最后一个杆塔设备到所述第一无人值守机场的距离，所述无人机即降落到所述第一无人值守机场。

在一个或多个实施例中，所述对所述电力巡检航线进行安全校验包括：

计算所述电力巡检航线的实际飞行距离；

根据所述无人机的电量计算最大飞行距离；

在所述最大飞行距离大于所述实际飞行距离时，获取电力巡检航线所在区域的气象参数；

在气象参数满足预设气象条件时，确定安全校验通过。

在一个或多个实施例中，校验单元54还用于：在所述最大飞行距离小于所述实际飞行距离或所述气象参数不满足预设气象条件时，确定校验不通过，生成异常提示消息。

需要说明的是，上述实施例提供的无人机电力巡检航线的生成装置在执行无人机电力巡检航线的生成方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的无人机电力巡检航线的生成装置与无人机电力巡检航线的生成方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质可以存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如上述图2所示实施例的方法步骤，具体执行过程可以参见图2所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。

请参见图6，为本申请实施例提供了一种装置的结构示意图。如图6所示，装置可以是图1中的电子设备，所述电子设备600可以包括：至少一个处理器601，至少一个网络接口604，用户接口603，存储器605，至少一个通信总线602。

其中，通信总线602用于实现这些组件之间的连接通信。

其中，用户接口603可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera)，可选用户接口603还可以包括标准的有线接口、无线接口。

其中，网络接口604可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。

其中，处理器601可以包括一个或者多个处理核心。处理器601利用各种接口和线路连接整个电子设备600内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器605内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器605内的数据，执行电子设备600的各种功能和处理数据。可选的，处理器601可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器601可集成中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器601中，单独通过一块芯片进行实现。

其中，存储器605可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的，该存储器605包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器605可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器605可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器605可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器601的存储装置。如图6所示，作为一种计算机存储介质的存储器605中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及应用程序。

在图6所示的电子设备600中，用户接口603主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器601可以用于调用存储器605中存储的配置应用程序接口的应用程序，并具体执行以下图2的方法实施例。

本实施例的构思和图2的方法实施例相同，其带来的技术效果也相同，具体过程可参照图2实施例的描述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种无人机电力巡检航线的生成方法，其特征在于，包括：

选择待巡视的多个杆塔设备生成线路杆塔航点；

在部署的多个无人值守机场中确定与所述多个杆塔设备距离最近的第一无人值守机场以及生成所述第一无人值守机场的出入站航点；

在所述第一无人值守机场中确定空闲状态的无人机以及获取所述无人机的位置；

根据所述线路杆塔航点、所述第一无人值守机场的出入站航点、以及所述无人机的位置规划最佳的电力巡检航线；

对所述电力巡检航线进行安全校验，以及在安全校验通过时保存所述电力巡检航线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一无人值守机场部署在变电站内，所述出入站航点包含位于与所述变电站相邻且位于所述变电站外部的航点，该航点的高度等于所述变电站的避雷针高度加上预设的第一冗余高度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个杆塔设备设置有一个航点，该航点的高度等于杆头高度+杆塔称呼高度+杆塔起飞点海拔高度-无人机起飞点海拔高度+预设的第二冗余高度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述多个杆塔设备包含一个或多个直线塔时，为节省无人机电量，所述无人机自动跳过所述一个或多个直线塔的航点。

5.根据权利要求1或2或4所述的方法，其特征在于，

在最后一个杆塔设备到第二无人值守机场之间的距离小于所述最后一个杆塔设备到所述第一无人值守机场的距离时，所述无人机降落到所述第二无人值守机场；或

在所述最后一个杆塔设备到第二无人值守机场之间的距离大于所述最后一个杆塔设备到所述第一无人值守机场的距离，所述无人机即降落到所述第一无人值守机场。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电力巡检航线进行安全校验包括：

计算所述电力巡检航线的实际飞行距离；

根据所述无人机的电量计算最大飞行距离；

在所述最大飞行距离大于所述实际飞行距离时，获取所述电力巡检航线所在区域的气象参数；

在气象参数满足预设气象条件时，确定安全校验通过。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述最大飞行距离小于所述实际飞行距离或所述气象参数不满足预设气象条件时，确定安全校验不通过。

8.一种无人机电力巡检航线的生成装置，其特征在于，包括：

选择单元，用于选择待巡视的多个杆塔设备生成线路杆塔航点；

确定单元，用于在部署的多个无人值守机场中确定与所述多个杆塔设备距离最近的第一无人值守机场以及生成所述第一无人值守机场的出入站航点；在所述第一无人值守机场中确定空闲状态的无人机以及获取所述无人机的位置；

规划单元，用于根据所述线路杆塔航点、所述第一无人值守机场的出入站航点、以及所述无人机的位置规划最佳的电力巡检航线；

校验单元，用于对所述电力巡检航线进行安全校验，以及在安全校验通过时保存所述电力巡检航线。

9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1～7任意一项的方法步骤。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行如权利要求1～7任意一项的方法步骤。

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