CN114721419A - 基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法、装置、以及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及输电线路巡检领域，特别涉及一种基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法、装置、设备以及存储介质。获取目标区域的输电线路的故障信息，其中，所述故障信息包括输电线路的故障线路；根据所述故障线路以及预设的故障线路对应的杆塔信息，获取与所述故障线路相关联的杆塔信息，其中，所述杆塔信息包括所述杆塔相对应的横担的位置坐标数据以及若干个绝缘子的位置坐标数据；根据所述绝缘子的位置坐标数据以及横担的位置坐标数据，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，根据所述无人机杆塔巡检路线，控制无人机对与所述故障线路相关联的杆塔进行巡检。

Description

基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法、装置、以及设备
技术领域
本发明涉及输电线路巡检领域，特别涉及是一种基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法、装置、设备以及存储介质。
背景技术
近年来，伴随着航空工业和科学技术的迅速发展，采用无人机进行输电线路巡检，已成为研究的热点问题。无人机巡检技术能够弥补人工巡检劳动强度大、耗时长、效率低等问题，是当前最有效、最具发展前景的手段。然而，现有的精细化巡检方式需要遍历所有巡检航拍点才能完成巡检任务，具有一定盲目性，效率低，当线路出现故障时无法快速进行巡视，及时解决问题。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法、装置、设备以及存储介质，通过获取输电线路的故障线路的杆塔信息，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，并控制无人机，根据所述无人机杆塔巡检路线航点上对故障线路上的杆塔进行拍摄，从而对可能出现故障的杆塔进行巡检，提高寻找输电线路故障点的效率，并保证了巡检的高精度。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法，包括以下步骤：
获取目标区域的输电线路的故障信息，其中，所述故障信息包括输电线路的故障线路；
根据所述故障线路以及预设的故障线路对应的杆塔信息，获取与所述故障线路相关联的杆塔信息，其中，所述杆塔信息包括所述杆塔相对应的横担的位置坐标数据以及若干个绝缘子的位置坐标数据；
根据所述绝缘子的位置坐标数据以及横担的位置坐标数据，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，根据所述无人机杆塔巡检路线，控制无人机对与所述故障线路相关联的杆塔进行巡检。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于无人机的杆塔的巡检装置，包括：
故障信息获取模块，用于获取目标区域的输电线路的故障信息，其中，所述故障信息包括输电线路的故障线路；
杆塔信息获取模块，用于根据所述故障线路以及预设的故障线路对应的杆塔信息，获取与所述故障线路相关联的杆塔信息，其中，所述杆塔信息包括所述杆塔相对应的横担的位置坐标数据以及若干个绝缘子的位置坐标数据；
巡检模块，用于根据所述绝缘子的位置坐标数据以及横担的位置坐标数据，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，根据所述无人机杆塔巡检路线，控制无人机对与所述故障线路相关联的杆塔进行巡检。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法的步骤。
在本申请实施例中，提供一种基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法、装置、设备以及存储介质，通过获取输电线路的故障线路的杆塔信息，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，并控制无人机，根据所述无人机杆塔巡检路线航点上对故障线路上的杆塔进行拍摄，从而对可能出现故障的杆塔进行巡检，提高寻找输电线路故障点的效率，并保证了巡检的高精度。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本申请一个实施例提供的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法的流程示意图；
图2为本申请一个实施例提供的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法中S3的流程示意图；
图3为本申请另一个实施例提供的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法中S3的流程示意图；
图4为本申请一个实施例提供的基于无人机的杆塔的巡检装置的结构示意图；
图5为本申请一个实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。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，它们仅是与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。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”/“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
请参阅图1，图1为本申请一个实施例提供的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法的流程示意图，所述方法包括如下步骤：
S1：获取目标区域的输电线路的故障信息。
所述基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法的执行主体为基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法的巡检设备(以下简称巡检设备)，在一个可选的实施例中，所述巡检设备可以是一台计算机设备可以是服务器，或是多台计算机设备联合而成的服务器机群。
在本实施例中，巡检设备获取目标区域的输电线路的故障信息，其中，所述故障信息包括输电线路的故障线路。
S2：根据所述故障线路以及预设的故障线路对应的杆塔信息，获取与所述故障线路相关联的杆塔信息。
所述杆塔包括电杆、横担以及若干个绝缘子，横担设置在电杆的上部，绝缘子固定设置于横担上，所述杆塔信息包括所述杆塔相对应的横担的位置坐标数据以及若干个绝缘子的位置坐标数据。
在本实施例中，巡检设备可以根据所述故障线路以及预设的故障线路对应的杆塔信息，从数据库中获取与所述故障线路相关联的杆塔信息。
S3：根据所述绝缘子的位置坐标数据以及横担的位置坐标数据，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，根据所述无人机杆塔巡检路线，控制无人机对与所述故障线路相关联的杆塔进行巡检。
在本实施例中，巡检设备根据所述绝缘子的位置坐标数据以及横担的位置坐标数据，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，根据所述无人机杆塔巡检路线，控制无人机对与所述故障线路相关联的杆塔进行巡检。
请参阅图2，图2为本申请一个实施例提供的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法中S3的流程示意图，包括步骤S301～S303，具体如下：
S301：根据所述左侧绝缘子的位置坐标数据、右侧绝缘子的位置坐标数据以及预设的航拍距离，分别获取与所述杆塔相关联的左侧航拍点以及右侧航拍点。
巡检设备以所述横担的中心为起点，建立空间直角坐标系，所述空间直角坐标系包括X坐标轴、Y坐标轴以及Z坐标轴。
所述航拍距离为所述绝缘子远离杆塔的方向的距离，包括X坐标航拍距离、Y坐标航拍距离以及Z坐标航拍距离，其中，所述X坐标航拍距离、Y坐标航拍距离以及Z坐标航拍距离与所述坐标轴相关；所述X坐标航拍距离为所述绝缘子中心远离杆塔的方向的，在X坐标轴的上的距离；所述Y坐标航拍距离为所述绝缘子中心远离杆塔的方向的，在Y坐标轴上的距离；所述Z坐标航拍距离为所述绝缘子中心远离杆塔的方向的，在Z坐标轴上的距离；
在一个可选的实施例中，巡检设备巡检设备将X坐标安全距离设置为3～5米，Y坐标安全距离设置为3～5米，Z坐标安全距离设置为10米，根据所述左侧绝缘子的位置坐标数据、右侧绝缘子的位置坐标数据，分别获取与所述杆塔相关联的左侧航拍点以及右侧航拍点，保证了巡检的高精度。
S302：根据所述杆塔的横担的位置坐标数据以及预设的安全距离，获取与所述杆塔相关联的安全点，其中，所述安全点包括左侧安全点以及右侧安全点。
所述安全距离为所述横担远离杆塔的方向的距离，包括X坐标安全距离、Y坐标安全距离以及Z坐标安全距离，其中，所述X坐标安全距离、Y坐标安全距离以及Z坐标安全距离与所述坐标轴相关；所述X坐标安全距离为所述横担中心远离杆塔的方向的，在X坐标轴的上的距离；所述Y坐标安全距离为所述横担中心远离杆塔的方向的，在Y坐标轴上的距离；所述Z坐标安全距离为所述横担中心远离杆塔的方向的，在Z坐标轴上的距离；
在一个可选的实施例中，巡检设备将X坐标安全距离设置为3～5米，Y坐标安全距离设置为3～5米，Z坐标安全距离设置为10米，根据所述杆塔的横担的两侧的位置坐标数据以及所述安全距离，获取与所述杆塔相关联的左侧安全点以及右侧安全点；巡检设备通过设置安全点，以连接左侧航拍点以及右侧航拍点，保证无人机对所述杆塔巡检的安全的同时，提高寻找输电线路故障点的效率。
S303：将所述左侧航拍点、左侧安全点、右侧安全点以及右侧航拍点依次连接，构建无人机杆塔巡检路线。
在本实施例中，巡检设备将所述左侧航拍点、左侧安全点、右侧安全点以及右侧航拍点依次连接，构建无人机杆塔巡检路线，使得无人机通过左侧航拍点，完成对所述杆塔左侧的巡检后，通过所述左侧安全点、右侧安全点，移动至所述杆塔的右侧，根据所述右侧安全点，完成对所述杆塔右侧的巡检，更加全面地对杆塔进行巡检，提高发现故障的效率。
请参阅图3，图3为本申请另一个实施例提供的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法中S3的流程示意图，还包括步骤S304，具体如下：
S304：根据无人机杆塔巡检路线以及基于所述杆塔的三维点云模型，进行空间碰撞检测，获取空间碰撞检测后的无人机杆塔巡检路线。
所述三维点云模型是以空间三维离散点为基本单元，对空间物体进行表达的模型，在一个可选的实施例中，巡检设备采用无人机对所述输电线路沿线的杆塔进行高重叠度拍照，获取无人机拍摄的杆塔图像，根据所述杆塔图像，采用倾斜建模方式，构建基于输电线路的杆塔的三维点云模型。
在本实施例中，巡检设备获取所述无人机杆塔巡检路线中的安全点、航拍点的位置坐标数据，将所述安全点、航拍点的位置坐标数据输入至所述三维点云模型中，获取所述安全点对应的点云数据以及所述航拍点的点云数据；
所述空间碰撞检测的步骤如下：
获取所述三维点云模型输出的杆塔的点云数据，分别将所述航拍点的点云数据与所述杆塔的点云数据作差，获取作差处理后的差值，若所述差值小于预设的安全阈值，则判断为碰撞结果，去除对应的所述航拍点，若所述差值大于或者等于预设的安全阈值，则判断为非碰撞结果，保留对应的所述航拍点；
对所述各个航拍点进行空间碰撞检测，获取保留的所述航拍点，根据所述保留的所述航拍点以及安全点，构建无人机杆塔巡检路线，提高无人机巡检的安全性。
请参考图4，图4为本申请一个实施例提供的基于无人机的杆塔的巡检装置的结构示意图，该装置可以通过软件、硬件或两者的结合实现基于无人机的杆塔的巡检装置的全部或一部分，该装置4包括：
故障信息获取模块41，用于获取目标区域的输电线路的故障信息，其中，所述故障信息包括输电线路的故障线路；
杆塔信息获取模块42，用于根据所述故障线路以及预设的故障线路对应的杆塔信息，获取与所述故障线路相关联的杆塔信息，其中，所述杆塔信息包括所述杆塔相对应的横担的位置坐标数据以及若干个绝缘子的位置坐标数据；
巡检模块43，用于根据所述绝缘子的位置坐标数据以及横担的位置坐标数据，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，根据所述无人机杆塔巡检路线，控制无人机对与所述故障线路相关联的杆塔进行巡检。
在本申请实施例中，通过故障信息获取模块，获取目标区域的输电线路的故障信息，其中，所述故障信息包括输电线路的故障线路；通过杆塔信息获取模块，根据所述故障线路以及预设的故障线路对应的杆塔信息，获取与所述故障线路相关联的杆塔信息，其中，所述杆塔信息包括所述杆塔相对应的横担的位置坐标数据以及若干个绝缘子的位置坐标数据；通过巡检模块，根据所述绝缘子的位置坐标数据以及横担的位置坐标数据，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，根据所述无人机杆塔巡检路线，控制无人机对与所述故障线路相关联的杆塔进行巡检。通过获取输电线路的故障线路的杆塔信息，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，并控制无人机，根据所述无人机杆塔巡检路线航点上对故障线路上的杆塔进行拍摄，从而对可能出现故障的杆塔进行巡检，提高寻找输电线路故障点的效率，并保证了巡检的高精度。
请参考图5，图5为本申请一个实施例提供的计算机设备的结构示意图，计算机设备5包括：处理器51、存储器52以及存储在存储器52上并可在处理器51上运行的计算机程序53；计算机设备可以存储有多条指令，指令适用于由处理器51加载并执行上述图1以及图2所述实施例的方法步骤，具体执行过程可以参见图1以及图2所述实施例的具体说明，在此不进行赘述。
其中，处理器51可以包括一个或多个处理核心。处理器51利用各种接口和线路连接服务器内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器52内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储器52内的数据，执行基于无人机的杆塔的巡检装置3的各种功能和处理数据，可选的，处理器51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(ProgrambleLogic Array，PLA)中的至少一个硬件形式来实现。处理器51可集成中央处理器51(CentralProcessing Unit，CPU)、图像处理器51(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一个或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责触摸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51中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器52可以包括随机存储器52(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器52(Read-Only Memory)。可选的，该存储器52包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器52可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器52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(比如触控指令等)、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52可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器51的存储装置。
本申请实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质可以存储有多条指令，所述指令适用于由处理器加载并执行上述图1以及图2所述实施例的方法步骤，具体执行过程可以参见图1以及图2所述实施例的具体说明，在此不进行赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、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单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束算法。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (7)

1.一种基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取目标区域的输电线路的故障信息，其中，所述故障信息包括输电线路的故障线路；
根据所述故障线路以及预设的故障线路对应的杆塔信息，获取与所述故障线路相关联的杆塔信息，其中，所述杆塔信息包括所述杆塔相对应的横担的位置坐标数据以及若干个绝缘子的位置坐标数据；
根据所述绝缘子的位置坐标数据以及横担的位置坐标数据，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，根据所述无人机杆塔巡检路线，控制无人机对与所述故障线路相关联的杆塔进行巡检。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法，其特征在于：所述绝缘子的位置坐标数据包括左侧绝缘子的位置坐标数据以及右侧绝缘子的位置坐标数据。
3.根据权利要求2所述的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法，其特征在于，所述根据所述绝缘子的位置坐标数据以及横担的位置坐标数据，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，包括步骤：
根据所述左侧绝缘子的位置坐标数据、右侧绝缘子的位置坐标数据以及预设的航拍距离，分别获取与所述杆塔相关联的左侧航拍点以及右侧航拍点；
根据所述杆塔的横担的位置坐标数据以及预设的安全距离，获取与所述杆塔相关联的安全点，其中，所述安全点包括左侧安全点以及右侧安全点；
将所述左侧航拍点、左侧安全点、右侧安全点以及右侧航拍点依次连接，构建无人机杆塔巡检路线。
4.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法，其特征在于，还包括步骤：
根据无人机杆塔巡检路线以及基于所述杆塔的三维点云模型，进行空间碰撞检测，获取空间碰撞检测后的无人机杆塔巡检路线。
5.一种基于无人机的杆塔的巡检装置，其特征在于，包括：
故障信息获取模块，用于获取目标区域的输电线路的故障信息，其中，所述故障信息包括输电线路的故障线路；
杆塔信息获取模块，用于根据所述故障线路以及预设的故障线路对应的杆塔信息，获取与所述故障线路相关联的杆塔信息，其中，所述杆塔信息包括所述杆塔相对应的横担的位置坐标数据以及若干个绝缘子的位置坐标数据；
巡检模块，用于根据所述绝缘子的位置坐标数据以及横担的位置坐标数据，构建与所述杆塔相关联的无人机杆塔巡检路线，根据所述无人机杆塔巡检路线，控制无人机对与所述故障线路相关联的杆塔进行巡检。
6.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法的步骤。
7.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的基于无人机的输电线路的杆塔巡检方法的步骤。
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