CN113485416B - 一种电网安全检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电网安全检测方法，包括步骤：S1、配装电网节点；S2、建立巡航基站；S3、创建数据传输路径；S4、初始化巡航地图；S5、安全检测。所述方法通过巡航单元对各待检测节点进行巡航检测，提高了电网节点安全检测效率；并通过一台巡航单元对应多个待检测节点的设置，减少了巡航单元的购置成本，降低电网安全检测难度。同时，在巡航基站的建立下，方便对巡航单元的维护、检修等，降低了电网安全检测的维护成本。

Description

一种电网安全检测方法
技术领域
本发明涉及电网安全技术领域，尤其涉及一种电网安全检测方法。
背景技术
随着电网的日益扩大和密集，导致日常对电网巡检的工作难度越来越高，通常需要花较大的成本进行电网的安全检测。目前，为了减低电网检测难度，常在电网中设置检测节点，并通过设置摄像头对检测节点进行监控。但这种方式成本较高，且摄像头等设备需要经常性的维护，不能从根本上解决现有的电网安全检测存在的检测难度较大的问题，同时也不利于大面积实施电网安全检测。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种电网安全检测方法，以克服或至少部分解决现有技术所存在的上述问题。
为实现上述发明目的，本发明提供一种电网安全检测方法，包括以下步骤：
S1、配装电网节点：在电网的待检测节点处设置对标单元，巡航单元识别对标单元后确认待检测节点的位置；
S2、建立巡航基站：在多个待检测节点中选取一个并在被选取的待检测节点处建立巡航单元的巡航基站；
S3、创建数据传输路径：在巡航单元与巡航基站间建立通讯通道；
S4、初始化巡航地图：控制巡航单元巡航至待检测节点并记录行进路径；
S5、安全检测：控制巡航单元巡航至待检测节点进行图像取样，并将取样图像数据传输至巡航基站进行安全鉴定。
进一步的，步骤S3中，在巡航单元与巡航基站间建立通讯通道后，还包括步骤：
S301、巡航基站获取巡航单元的剩余电量信息，并判断巡航单元剩余电量是否低于预设阈值；
S302、若判断巡航单元剩余电量低于预设阈值，巡航基站向巡航单元发送电量补充指令；
S303、巡航单元根据电量补充指令移动至相应巡航基站，巡航基站通过充电桩为巡航单元补充电量。
进一步的，步骤S4中，所述控制巡航单元巡航至待检测节点并记录行进路径，具体包括以下步骤：
S401、巡航基站向巡航单元发送控制指令，巡航单元根据控制指令自相应巡航基站出发巡航至待检测节点；
S402、巡航单元移动至待检测节点并与该待检测节点的对标单元进行识别对接；
S403、巡航单元沿原路径返回巡航基站，巡航基站存储巡航单元的返回路径；
S404、重复执行步骤S401～S403多次，直至巡航单元对所有待检测节点进行巡航，巡航基站分别命名并存储巡航单元自巡航基站至各个待检测节点的巡航路径。
进一步的，步骤S5中所述安全检测具体包括：
S501、在巡航地图上选取至少一个目标检测节点，依次将巡航基站与选中的目标检测节点间的巡航路径发送至巡航单元；
S502、巡航单元依次沿所接收到的巡航路径巡航至对应的待检测节点；
S503、巡航单元识别待检测节点的对标单元，识别通过时对待检测节点进行图像取样；
S504、巡航单元将采集到的取样图像数据传输至巡航基站，巡航基站对取样图像数据进行数据处理以鉴定电网节点的安全性。
进一步的，步骤S1中，在电网的待检测节点处设置对标单元，具体包括步骤：
S101、获取待检测节点图像，随机生成若干个坐标点(x，y)，x的取值范围为[0，W]，其中W表示待检测节点图像的宽度，y的取值范围为[0，H]，H表示待检测节点图像的高度；
S102、依次为每个坐标点(x，y)随机设定一图形类型，以坐标点(x，y)为图形中心，根据其对应的图形类型在待检测节点图像上生成图形，所述图形类型包括圆形、多边形；
S103、以所生成图形的边缘为界，截取图形与待检测图像的重叠区域的图像，所述根据图形与待检测图像的重叠区域截取的图像称为第一截取图像；
S104、将每个待检测节点的识别信息与其对应的坐标点、每个坐标点对应的图形类型和第一截取图像存储到数据库中，完成对标单元的设置。
进一步的，步骤S503中，所述巡航单元识别待检测节点的对标单元，具体包括以下步骤：
S5031、巡航单元获取待检测节点图像，并传输至巡航基站，所述巡航单元获取的待检测节点图像称为实时获取图像；
S5032、巡航基站根据巡航路径确定待检测节点识别信息，根据待检测节点识别信息从数据库中获取对应待检测节点的所有坐标点和对应的图形类型；
S5033、根据待检测节点的所有坐标点和对应的图形类型在实时获取图像上生成图形，截取图形与实时获取图像的重叠区域图像，所述根据图形与实时获取图像的重叠区域截取的图像称为第二截取图像；
S5034、将图形中心为相同坐标点的第一截取图像与第二截取图像进行对比，当第一截取图像与第二截取图像的相似度高于预设阈值时，判断为对标单元识别通过。
进一步的，当巡航单元对待检测节点的对标单元识别失败后，巡航单元对对标单元进行至少一次的重复识别。
进一步的，当巡航单元对待检测节点的对标单元识别失败后，巡航单元对相应待检测节点进行图像取样，并对该次图像取样进行标记后发送至巡航基站。
进一步的，所述方法应用于电网安全检测系统，所述电网安全检测系统包括若干个设置于电网中的待检测节点、巡航基站和巡航单元，所述巡航基站包括存储模块、通讯模块、工控模块和数据处理模块，所述工控模块通过通讯模块与巡航单元通讯相连，所述存储模块与工控模块相连接，用于存储巡航单元回传的数据信息，所述数据处理模块与工控模块相连接，用于处理巡航单元回传的数据信息。
进一步的，所述巡航单元包括无人飞行器，所述无人飞行器上安装有数据存储单元、主控MCU和数据传输单元，所述数据存储单元与主控MCU相连接，所述主控MCU通过数据传输单元与通讯模块建立通讯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的电网安全检测方法，通过巡航单元对各待检测节点进行巡航检测，提高了电网节点安全检测效率；并通过一台巡航单元对应多个待检测节点的设置，减少了巡航单元的购置成本，降低电网安全检测难度。同时，在巡航基站的建立下，方便对巡航单元的维护、检修等，降低了电网安全检测的维护成本。
2、通过巡航单元初次巡航至各待检测点进行巡航路径的获取，提高了后续过程中巡航单元巡航的准确性，提高电网安全检测效率。
3、通过巡航单元对对标单元的识别配对，能够确保待检测点图像采样的准确性。同时，在巡航单元与对标单元重复识别失败后，对获取的图像进行标记，后台人员能够通过工控模块对该图像对应的对标单元和待检测节点进行故障观察，确保对标单元的完整性，从而确保电网节点安全检测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的优选实施例，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是本发明一实施例提供的一种电网安全检测方法整体流程示意图。
图2是本发明一实施例提供的一种电网安全检测方法中的电量确认流程示意图。
图3是本发明一实施例提供的一种电网安全检测方法中的初始化巡航地图流程示意图。
图4是本发明一实施例提供的一种电网安全检测方法中的安全检测流程示意图。
图5是本发明一实施例提供的一种电网安全检测方法中的对标单元设置流程示意图。
图6是本发明一实施例提供的一种电网安全检测方法中的对标单元识别流程示意图。
图7是本发明一实施例提供的巡航基站原理示意框图。
图8是本发明一实施例提供的巡航单元原理示意框图。
图中，1存储模块，2通讯模块，3工控模块，4数据处理模块，5无人飞行器，6数据存储单元，7主控MCU，8数据传输单元，9GPS定位模块，10无人飞行器充电桩。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参照图1，本发明实施例提供一种电网安全检测方法，所述方法包括以下步骤：
S1、配装电网节点：在电网的待检测节点处设置对标单元，巡航单元识别对标单元后确认待检测节点的位置。
示例性地，所述待检测节点可以是杆塔、输电设备、变电设备等，可根据电网巡检任务要求确定，所述对标单元可以是任一种可识别标识或信息，例如二维码、条形码等。在待检测节点处设置对标单元后，巡航单元对接对标单元后确认待检测节点的位置，对接完成即能确定该位置为本次巡航时在多个待检测节点中选取的目标检测位置。
S2、建立巡航基站：在多个待检测节点中选取一个并在被选取的待检测节点处建立巡航单元的巡航基站。
一般的，巡航基站建立在多个待检测节点中间靠近中心处，使得巡航基站到各个待检测节点的距离相近，从而便于巡航单元在巡航基站与各个待检测节点之间往返，并避免长距离巡航路径的产生，进而避免对巡航单元的续航能力的高要求。
S3、创建数据传输路径：在巡航单元与巡航基站间建立通讯通道，使得巡航单元与巡航基站之间可以通过无线方式进行数据交互。
S4、初始化巡航地图：控制巡航单元巡航至待检测节点并记录行进路径。
S5、安全检测：控制巡航单元巡航至待检测节点进行图像取样，并将取样图像数据传输至巡航基站进行安全鉴定。
本实施例所提供的一种电网安全检测方法，通过上述巡航基站和巡航单元的设置，由巡航单元对各个待检测节点进行巡航检测，提高了电网节点安全检测效率，并通过一台巡航单元对应多个待检测节点的设置，减少了巡航单元的购置成本，同时，通过建立巡航基站，方便对巡航单元进行维护、检修等，降低了电网安全检测的维护成本。
作为一种可选的实施方式，参照图2，步骤S3中，在巡航单元与巡航基站建立通讯通道后，还包括步骤：
S301、巡航基站获取巡航单元的剩余电量信息，并判断巡航单元剩余电量是否低于预设阈值，所述预设阈值由用户预先设置。
S302、若判断巡航单元剩余电量低于预设阈值，巡航基站向巡航单元发送电量补充指令。
S303、巡航单元根据电量补充指令移动至相应巡航基站，巡航基站通过充电桩为巡航单元补充电量。
本实施例中，巡航基站能够通过与巡航单元之间的通讯通道实时获取巡航单元的剩余电量信息，当巡航基站判断巡航单元的剩余电量低于预设阈值时，发出控制指令控制巡航单元返回巡航基站补充电量，从而避免巡航单元在巡航过程中由于电能不足导致无法返航的情况发生。
作为一种可选的实施方式，参照图3，步骤S4中，所述控制巡航单元巡航至待检测节点并记录行进路径，具体包括以下步骤：
S401、巡航基站向巡航单元发送控制指令，巡航单元根据控制指令自相应巡航基站出发巡航至待检测节点。
S402、巡航单元移动至待检测节点并与该待检测节点的对标单元进行识别对接。
S403、巡航单元沿原路径返回巡航基站，巡航基站存储巡航单元的返回路径。
S404、重复执行步骤S401～S403多次，直至巡航单元对所有待检测节点进行巡航，巡航基站分别命名并存储巡航单元自巡航基站至各个待检测节点的巡航路径。
本实施例中，通过巡航单元初次巡航至各个待检测节点进行巡航路径的获取，提高了后续过程中巡航单元巡航的准确性，从而提高电网安全检测效率。
作为一种可选的实施方式，参照图4，步骤S5中所述安全检测具体包括：
S501、在巡航地图上选取至少一个目标检测节点，依次将巡航基站与选中的目标检测节点间的巡航路径发送至巡航单元。
S502、巡航单元依次沿所接收到的巡航路径巡航至对应的待检测节点。
S503、巡航单元识别待检测节点的对标单元，识别通过时对待检测节点进行图像取样。
S504、巡航单元将采集到的取样图像数据传输至巡航基站，巡航基站对取样图像数据进行数据处理以鉴定电网节点的安全性。
本实施例中，用户可以通过工控模块查看巡航基站生成的巡航地图，所述巡航地图上标注有各个待检测节点的位置，用户可以根据实际需求依次选择巡航地图上的多个目标检测节点，完成目标检测节点的选取后，巡航基站依次将巡航基站与被选中的目标检测节点间的巡航路径发送至巡航单元，巡航单元依次按照巡航路径前往各个待检测节点进行图像取样，在巡航过程中，巡航单元对对标单元进行识别，从而确保待检测节点图像采样的准确性。
前述实施例中，所述对标单元采用二维码或条形码的方式实现，这需要工作人员预先前往各个待检测节点处设置二维码或条形码，一方面增加了物料和人力成本，另一方面若待检测节点处于户外，则二维码或条形码可能受到大风、雨水等外界环境因素影响，导致二维码或条形码脱落，从而影响电网安全检测效率。为了解决该问题，作为一种可选的实施方式，参照图5，步骤S1中，在电网的待检测节点处设置对标单元，具体包括以下步骤：
S101、获取待检测节点图像，随机生成若干个坐标点(x，y)，x的取值范围为[0，W]，其中W表示待检测节点图像的宽度，y的取值范围为[0，H]，H表示待检测节点图像的高度。
S102、依次为每个坐标点(x，y)随机设定一图形类型，以坐标点(x，y)为图形中心，根据其对应的图形类型在待检测节点图像上生成图形，所述图形类型包括圆形、多边形。
示例性地，步骤S102中每个坐标点被随机设定的图形类型可以相同也可以不相同，在根据坐标点(x，y)在待检测节点图像上的对应位置处生成图形前，还随机设置一长度值，并依据该长度值和图形类型在待检测节点图像上生成图形，所述长度值可以从待检测节点图像的宽、高中的较短边长度的10％～20％中随机取一整数百比分。当图形类型为圆形时，该长度值作为所生成圆形图形的直径；当图形类型为多边形时，该长度值作为多边形图形的边长，从而使得基于坐标点所生成的图形形状、位置均有多种可能。
S103、以所生成图形的边缘为界，截取图形与待检测图像的重叠区域的图像，所述根据图形与待检测图像的重叠区域截取的图像称为第一截取图像。
S104、将每个待检测节点的识别信息与其对应的坐标点、每个坐标点对应的图形类型和第一截取图像存储到数据库中，完成对标单元的设置。
本实施例所提供的电网安全检测方法中，所述对标单元通过预先采集待检测节点的图像，在待检测节点图像中的多个随机位置生成图形区域并截取图形区域内的图像，实现对标单元的设置，从而无需通过人工设置对标单元，并且对标单元不具有实体，直接存储于数据库中，不会受到外界环境因素的影响，有助于提高电网安全检测的效率和准确率。
作为一种进一步可选的实施方式，参照图6，步骤S503中，所述巡航单元识别待检测节点的对标单元，具体包括以下步骤：
S5031、巡航单元获取待检测节点图像，并传输至巡航基站，所述巡航单元获取的待检测节点图像称为实时获取图像。
S5032、巡航基站根据巡航路径确定待检测节点识别信息，根据待检测节点识别信息从数据库中获取对应待检测节点的所有坐标点和对应的图形类型。
S5033、根据待检测节点的所有坐标点和对应的图形类型在实时获取图像上生成图形，截取图形与实时获取图像的重叠区域图像，所述根据图形与实时获取图像的重叠区域截取的图像称为第二截取图像。
S5034、将图形中心为相同坐标点的第一截取图像与第二截取图像进行对比，当第一截取图像与第二截取图像的相似度高于预设阈值时，判断为对标单元识别通过。
本实施例中，当巡航单元沿巡航路径到达相应待检测节点后，通过在巡航单元所获取的该待检测节点的实时获取图像中截取第二截取图像，与数据库中的第一截取图像进行识别比对，当第一截取图像与第二截取图像的相似度高于预设阈值时，说明巡航单元到达了指定的待检测节点且图像采集准确，判断为对标单元识别通过。
作为本实施例的一种优选地实施方式，在巡航单元与待检测节点的对标单元识别失败后，巡航单元对对标单元进行至少一次的重复识别。在本实施例中，在巡航单元对对标单元重复识别失败后，巡航单元对该待检测节点进行图像取样，并对该次图像取样进行标记。通过巡航单元对对标单元的识别配对，能够确保待检测点图像采样的准确性。同时，在巡航单元与对标单元重复识别失败后，对获取的图像进行标记，后台人员能够通过工控模块对该图像对应的对标单元和待检测节点进行故障观察，确保对标单元的完整性，从而确保电网节点安全检测的准确性。
上述实施例所提供的电网安全检测方法应用于电网安全检测系统当中，所述电网安全检测系统包括若干个设置于电网中的待检测节点、巡航基站和巡航单元。
参照图7，所述巡航基站包括存储模块1、通讯模块2、工控模块3和数据处理模块4，工控模块3可以是现有技术中的任意一种，例如PLC控制柜等，其用作巡航基站的控制中心，工控模块3通过通讯模块2与巡航单元通讯相连。存储模块1与工控模块3连接，用于存储巡航单元回传的数据信息。数据处理模块4与工控模块3连接，用于处理巡航单元回传的数据信息，例如在存储模块1中存储各待检测节点安全状态下获取的图像数据，数据处理模块将巡航单元巡航获取的待检测节点的图像与存储模块中存储的图像进行比对，从而计算分析出该图像对应的电网节点的安全性。
参照图8，所述巡航单元包括无人飞行器5，以及安装于无人飞行器5上的数据存储单元6、主控MCU 7和数据传输单元8，数据存储单元6可以是现有技术中的任意一种，例如SD卡等。主控MCU 7可以是以现有技术中的任意一种无人机微机芯片为基础，搭载有数据传输、图像获取等功能。数据存储单元6与主控MCU 7相连，主控MCU 7通过数据传输单元8与通讯模块2建立通讯。巡航单元上设置有与巡航基站通讯连接的GPS定位模块9，巡航基站能够实时获取巡航单元的位置信息，从而在巡航单元巡航过程中出现由于故障导致无法返航的问题时，记录巡航单元的位置，从而便于找寻巡航单元，便于对巡航单元的维护和检修工作。在本实施例中，巡航基站还包括与工控模块电性连接的无人飞行器充电桩10。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电网安全检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、配装电网节点：在电网的待检测节点处设置对标单元，巡航单元识别对标单元后确认待检测节点的位置；
S2、建立巡航基站：在多个待检测节点中选取一个并在被选取的待检测节点处建立巡航单元的巡航基站；
S3、创建数据传输路径：在巡航单元与巡航基站间建立通讯通道；
S4、初始化巡航地图：控制巡航单元巡航至待检测节点并记录行进路径；
S5、安全检测：控制巡航单元巡航至待检测节点进行图像取样，并将取样图像数据传输至巡航基站进行安全鉴定；
步骤S5中所述安全检测具体包括：
S501、在巡航地图上选取至少一个目标检测节点，依次将巡航基站与选中的目标检测节点间的巡航路径发送至巡航单元；
S502、巡航单元依次沿所接收到的巡航路径巡航至对应的待检测节点；
S503、巡航单元识别待检测节点的对标单元，识别通过时对待检测节点进行图像取样；
S504、巡航单元将采集到的取样图像数据传输至巡航基站，巡航基站对取样图像数据进行数据处理以鉴定电网节点的安全性；
步骤S1中，在电网的待检测节点处设置对标单元，具体包括步骤：
S101、获取待检测节点图像，随机生成若干个坐标点(x，y)，x的取值范围为[0，W]，其中W表示待检测节点图像的宽度，y的取值范围为[0，H]，H表示待检测节点图像的高度；
S102、依次为每个坐标点(x，y)随机设定一图形类型，以坐标点(x，y)为图形中心，根据其对应的图形类型在待检测节点图像上生成图形，所述图形类型包括圆形、多边形；
S103、以所生成图形的边缘为界，截取图形与待检测图像的重叠区域的图像，根据图形与待检测图像的重叠区域截取的图像称为第一截取图像；
S104、将每个待检测节点的识别信息与其对应的坐标点、每个坐标点对应的图形类型和第一截取图像存储到数据库中，完成对标单元的设置。
2.根据权利要求1所述的一种电网安全检测方法，其特征在于，步骤S3中，在巡航单元与巡航基站间建立通讯通道后，还包括步骤：
S301、巡航基站获取巡航单元的剩余电量信息，并判断巡航单元剩余电量是否低于预设阈值；
S302、若判断巡航单元剩余电量低于预设阈值，巡航基站向巡航单元发送电量补充指令；
S303、巡航单元根据电量补充指令移动至相应巡航基站，巡航基站通过充电桩为巡航单元补充电量。
3.根据权利要求1所述的一种电网安全检测方法，其特征在于，步骤S4中，所述控制巡航单元巡航至待检测节点并记录行进路径，具体包括以下步骤：
S401、巡航基站向巡航单元发送控制指令，巡航单元根据控制指令自相应巡航基站出发巡航至待检测节点；
S402、巡航单元移动至待检测节点并与该待检测节点的对标单元进行识别对接；
S403、巡航单元沿原路径返回巡航基站，巡航基站存储巡航单元的返回路径；
S404、重复执行步骤S401～S403多次，直至巡航单元对所有待检测节点进行巡航，巡航基站分别命名并存储巡航单元自巡航基站至各个待检测节点的巡航路径。
4.根据权利要求1所述的一种电网安全检测方法，其特征在于，步骤S503中，所述巡航单元识别待检测节点的对标单元，具体包括以下步骤：
S5031、巡航单元获取待检测节点图像，并传输至巡航基站，所述巡航单元获取的待检测节点图像称为实时获取图像；
S5032、巡航基站根据巡航路径确定待检测节点识别信息，根据待检测节点识别信息从数据库中获取对应待检测节点的所有坐标点和对应的图形类型；
S5033、根据待检测节点的所有坐标点和对应的图形类型在实时获取图像上生成图形，截取图形与实时获取图像的重叠区域图像，所述根据图形与实时获取图像的重叠区域截取的图像称为第二截取图像；
S5034、将图形中心为相同坐标点的第一截取图像与第二截取图像进行对比，当第一截取图像与第二截取图像的相似度高于预设阈值时，判断为对标单元识别通过。
5.根据权利要求1或4所述的一种电网安全检测方法，其特征在于，当巡航单元对待检测节点的对标单元识别失败后，巡航单元对对标单元进行至少一次的重复识别。
6.根据权利要求5所述的一种电网安全检测方法，其特征在于，当巡航单元对待检测节点的对标单元识别失败后，巡航单元对相应待检测节点进行图像取样，并对该次图像取样进行标记后发送至巡航基站。
7.根据权利要求1所述的一种电网安全检测方法，其特征在于，所述方法应用于电网安全检测系统，所述电网安全检测系统包括若干个设置于电网中的待检测节点、巡航基站和巡航单元，所述巡航基站包括存储模块、通讯模块、工控模块和数据处理模块，所述工控模块通过通讯模块与巡航单元通讯相连，所述存储模块与工控模块相连接，用于存储巡航单元回传的数据信息，所述数据处理模块与工控模块相连接，用于处理巡航单元回传的数据信息。
8.根据权利要求7所述的一种电网安全检测方法，其特征在于，所述巡航单元包括无人飞行器，所述无人飞行器上安装有数据存储单元、主控MCU和数据传输单元，所述数据存储单元与主控MCU相连接，所述主控MCU通过数据传输单元与通讯模块建立通讯。
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