CN113759957A - 一种无人机电力线巡检方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机电力线巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、无人机起飞并搜寻最近定位点位置；S2、无人机到达最近定位点后，搜寻下一个定位点位置；S3、巡航预备；S4、无人机巡航，巡航过程中机载相机进行实时摄像，S5、无人机抵达目标定位点后，执行步骤S2或者返回地面，结束巡航。无人机在进行电力巡航时，会定时提取机载相机拍摄的视频中的帧照片，通过对照片的分析判断相关电力线是否在拍摄的视频内，否则返回照片对应时段的坐标，重新调整机载相机位置，重新巡航，本发明能够有效减少无效巡航发生的次数，解决了现有技术中遇到的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人机电力线巡检方法。
背景技术
通常变电站地处偏远地区，地理调节恶劣，设备线路的巡检成为了变电站每段时间甚至每天的重要工作，通过对输电线路的各部件进行观察、检查和测量。目的是为掌握线路的运行状况、及时发现设备缺陷和威胁线路安全的问题。
无人机在进行巡航的过程中需要对电力线进行拍摄，但因为摄像头角度或者巡航路线的问题，经常发生在巡航完成后为有效拍摄到电力线视频，导致无人机无效巡航事件。
发明内容
本发明的目的在于提出一种能够继续无人机进行有效电力巡航的方法。
为解决上述问题，本发明提供了一种无人机电力线巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、无人机起飞并搜寻最近定位点位置，该定位点为无人机飞控系统中预设的最近电塔位置坐标点或者该无人机与电塔上的信号发射器通信获取的最近的电塔坐标位置；
S2、无人机到达最近定位点后，搜寻下一个定位点位置；
S3、巡航预备，其包括
S3.1、判断当前定位点与下一个定位点之间是否存在电力线，如存在，则执行步骤S3.2，否则直接飞往下一个定位点位置；
S3.2、云台调节机载相机转动并且在此过程中机载相机进行拍照，以获取多组照片，再通过机载处理器对照片进行筛选处理，获取电力线的起点和终点分别位于照片左右两侧，或者上下两侧的照片，当存在多张符合条件的照片时，取当中电力线端点最靠近水平中线或者垂直中线的照片，最后通过云台调整机载相机使其位于拍摄该张照片所处的位置；
S4、 无人机巡航，巡航过程中机载相机进行实时摄像，其摄像过程中，按设定的时间提取一帧照片，由机载处理器对所提取的照片处理，如照片中不存在电力线或者起点和终点不在照片左右两侧，或者上下两侧，则无人机返回提取该帧照片的时间点对应的位置位置重新执行步骤S3.2，同时将该帧照片之后的该段视频删除并重新进行视频摄制；
S5、无人机抵达目标定位点后，执行步骤S2或者返回地面，结束巡航。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3.2中，所述机载处理器对所述照片进行如下筛选处理：
S3.2.1、对照片进行灰度化处理；
S3.2.2、通过设定的阈值对灰度化处理后的照片进行二值化处理，得到阈值化照片，该阈值化照片中电力线为的像素值为R=G=B=255；
S3.2.3、自左向右或者自上而下对所述阈值化照片进行扫描，计算相邻的2至4个像素值为R=G=B=255的像素点之间连线与水平线或者竖直线之间的斜率，若斜率在设定的合理的范围内，则保留，否则将该像素点的像素值设定为R=G=B=0；
S3.2.4、继续自左向右或者自上而下对上述照片进行扫描，仅保留左右两侧或者上下两侧至少设置有4个像素值为R=G=B=255的像素点的照片；
S3.2.5、比对上述照片中相邻的2-4个像素值为R=G=B=255的像素点之间的斜率，取斜率最小者。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中，无人机根据定位点进行零点标定，该定位点为电力线在X、Y轴上的起点，该无人机的Z轴高度为根据电力线高度设定的固定值，该值高于电力线的高度。
作为本发明的进一步改进所述步骤S4中，机载处理器对提取后的照片处理方式与S3.2.1至步骤S3.2.5相同。
作为本发明的进一步改进所述步骤S4中，无人机巡航时，机载超声避障传感器启动，若检测到与障碍物的距离小于设定的安全数值时，控制无人机向相反方向运动至无人机与障碍物的距离大于设定的安全数值且连续4个设定时间段内无人机与障碍物的距离连续增加时，无人机定位下一个定位点位置继续巡航。
本发明的有益效果在于，本发明中，无人机在进行电力巡航时，会定时提取拍摄的视频中的帧照片，通过对照片的分析判断相关电力线是否在拍摄的视频内，否则返回照片对应时段的坐标，重新调整机载相机位置，重新巡航，本发明能够有效减少无效巡航的次数，解决了现有技术中遇到的问题。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
1. 包括以下步骤：
S1、无人机起飞并搜寻最近定位点位置，该定位点为无人机飞控系统中预设的最近电塔位置坐标点或者该无人机与电塔上的信号发射器通信获取的最近的电塔坐标位置；
S2、无人机到达最近定位点后，搜寻下一个定位点位置；
S3、巡航预备，其包括
S3.1、判断当前定位点与下一个定位点之间是否存在电力线，如存在，则执行步骤S3.2，否则直接飞往下一个定位点位置；
S3.2.1、云台调节机载相机转动并且在此过程中机载相机进行拍照，以获取多组照片，对照片进行灰度化处理；
S3.2.2、通过设定的阈值对灰度化处理后的照片进行二值化处理，得到阈值化照片，该阈值化照片中电力线为的像素值为R=G=B=255；
S3.2.3、自左向右或者自上而下对所述阈值化照片进行扫描，计算相邻的2至4个像素值为R=G=B=255的像素点之间连线与水平线或者竖直线之间的斜率，若斜率在设定的合理的范围内，则保留，否则将该像素点的像素值设定为R=G=B=0；
S3.2.4、继续自左向右或者自上而下对上述照片进行扫描，仅保留左右两侧或者上下两侧至少设置有4个像素值为R=G=B=255的像素点的照片；
S3.2.5、比对上述照片中相邻的2-4个像素值为R=G=B=255的像素点之间的斜率，取斜率最小者。
S4、 无人机巡航，巡航过程中机载相机进行实时摄像，其摄像过程中，按设定的时间提取一帧照片，由机载处理器对所提取的照片处理，如照片中不存在电力线或者起点和终点不在照片左右两侧，或者上下两侧，则无人机返回提取该帧照片的时间点对应的位置重新执行步骤S3.2，同时将该帧照片之后的该段视频删除并重新进行视频摄制；
S5、无人机抵达目标定位点后，执行步骤S2或者返回地面，结束巡航。
实施例2
S1、无人机起飞并搜寻最近定位点位置，该定位点为无人机飞控系统中预设的最近电塔位置坐标点或者该无人机与电塔上的信号发射器通信获取的最近的电塔坐标位置；
S2、无人机到达最近定位点后，搜寻下一个定位点位置；
在步骤S2中，无人机根据定位点进行零点标定，该定位点为电力线在X、Y轴上的起点，该无人机的Z轴高度为根据电力线高度设定的固定值，该值高于电力线的高度。
S3、巡航预备，其包括
S3.1、判断当前定位点与下一个定位点之间是否存在电力线，如存在，则执行步骤S3.2，否则直接飞往下一个定位点位置；
S3.2、云台调节机载相机转动并且在此过程中机载相机进行拍照，以获取多组照片，再通过机载处理器对照片进行筛选处理，获取电力线的起点和终点分别位于照片左右两侧，或者上下两侧的照片，当存在多张符合条件的照片时，取当中电力线端点最靠近水平中线或者垂直中线的照片，最后通过云台调整机载相机使其位于拍摄该张照片所处的位置；
S4、 无人机巡航，巡航过程中机载相机进行实时摄像，其摄像过程中，按设定的时间提取一帧照片，由机载处理器对所提取的照片处理，如照片中不存在电力线或者起点和终点不在照片左右两侧，或者上下两侧，则无人机返回提取该帧照片的时间点对应的位置重新执行步骤S3.2，同时将该帧照片之后的该段视频删除并重新进行视频摄制；
步骤S4中，无人机巡航时，机载超声避障传感器启动，若检测到与障碍物的距离小于设定的安全数值时，控制无人机向相反方向运动至无人机与障碍物的距离大于设定的安全数值且连续4个设定时间段内无人机与障碍物的距离连续增加时，无人机定位下一个定位点位置继续巡航。
S5、无人机抵达目标定位点后，执行步骤S2或者返回地面，结束巡航。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无人机电力线巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、无人机起飞并搜寻最近定位点位置，该定位点为无人机飞控系统中预设的最近电塔位置坐标点或者该无人机与电塔上的信号发射器通信获取的最近的电塔坐标位置；
S2、无人机到达最近定位点后，搜寻下一个定位点位置；
S3、巡航预备，其包括
S3.1、判断当前定位点与下一个定位点之间是否存在电力线，如存在，则执行步骤S3.2，否则直接飞往下一个定位点位置；
S3.2、云台调节机载相机转动并且在此过程中机载相机进行拍照，以获取多组照片，再通过机载处理器对照片进行筛选处理，获取电力线的起点和终点分别位于照片左右两侧，或者上下两侧的照片，当存在多张符合条件的照片时，取当中电力线端点最靠近水平中线或者垂直中线的照片，最后通过云台调整机载相机使其位于拍摄该张照片所处的位置；
S4、无人机巡航，巡航过程中机载相机进行实时摄像，其摄像过程中，按设定的时间提取一帧照片，由机载处理器对所提取的照片处理，如照片中不存在电力线或者起点和终点不在照片左右两侧，或者上下两侧，则无人机返回提取该帧照片的时间点对应的位置重新执行步骤S3.2，同时将该帧照片之后的该段视频删除并重新进行视频摄制；
S5、无人机抵达目标定位点后，执行步骤S2或者返回地面，结束巡航。
2.根据权利要求1所述的一种无人机电力线巡检方法，其特征在于，所述步骤S3.2中，所述机载处理器对所述照片进行如下筛选处理：
S3.2.1、对照片进行灰度化处理；
S3.2.2、通过设定的阈值对灰度化处理后的照片进行二值化处理，得到阈值化照片，该阈值化照片中电力线为的像素值为R=G=B=255；
S3.2.3、自左向右或者自上而下对所述阈值化照片进行扫描，计算相邻的2至4个像素值为R=G=B=255的像素点之间连线与水平线或者竖直线之间的斜率，若斜率在设定的合理的范围内，则保留，否则将该像素点的像素值设定为R=G=B=0；
S3.2.4、继续自左向右或者自上而下对上述照片进行扫描，仅保留左右两侧或者上下两侧至少设置有4个像素值为R=G=B=255的像素点的照片；
S3.2.5、比对上述照片中相邻的2-4个像素值为R=G=B=255的像素点之间的斜率，取斜率最小者。
3.根据权利要求2所述的一种无人机电力线巡检方法，其特征在于，所述步骤S2中，无人机根据定位点进行零点标定，该定位点为电力线在X、Y轴上的起点，该无人机的Z轴高度为根据电力线高度设定的固定值，该值高于电力线的高度。
4.根据权利要求3所述的一种无人机电力线巡检方法，其特征在于，所述步骤S4中，机载处理器对提取后的照片处理方式与S3.2.1至步骤S3.2.5相同。
5.根据权利要求4所述的一种无人机电力线巡检方法，其特征在于，所述步骤S4中，无人机巡航时，机载超声避障传感器启动，若检测到与障碍物的距离小于设定的安全数值时，控制无人机向相反方向运动至无人机与障碍物的距离大于设定的安全数值且连续4个设定时间段内无人机与障碍物的距离连续增加时，无人机定位下一个定位点位置继续巡航。
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