CN116466734B - 无人机穿线方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人机穿线方法及系统，用以替代现有的采用人工穿线的方式，以提高穿线工作的安全性，并有效缓解穿线工人人才紧缺问题，同时还能够提高穿线工作效率，降低环境因素对穿线工作影响，其中所述无人机穿线方法依塔基的位置设立一作业禁区，和依吊环的位置设立一目标框，并禁止无人机进入所述作业禁区，以保障作业安全，并以所述目标框为基准设立一初始航点和以所述目标框为基准设立一发射区，从而确立所述无人机的飞行路径，在保障所述无人机的飞行安全的同时，确保穿线工作的准确性。

Description

无人机穿线方法及系统

技术领域

本发明涉及电网线路架设技术领域，尤其涉及一种无人机穿线方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

电力是当今生产生活中不可或缺的一部分，因此电网的普及也至关重要，目前我国的电网密度和线路长度名列世界前茅，并且还在不断地刷新记录。虽然随着科技进步，许多行业均已实现机械化智能化运作，但在电网线路的架设方面，目前仍然高度依靠人工实现。原因是因为，基于安全性和用地成本等各种因素的考量，许多高压线路一般都被架设在人烟稀少的地方，这就导致许多大型机械难以开展作业，并且高压输电线路的塔基一般都被设置在百米以上，如果依靠地面的工具在百米高的塔基上方穿线，则相应的工具也需要被设置具有相应的高度才能够满足作业需求，设置专用的地面工具造价高且体积难以缩小。因此目前穿线作业仍然依赖于富有经验的工人通过人工攀爬的方式进行操作。

但就安全角度而言，高压输电线路的塔基都在百米以上，高空中的风力大，塔基上方会随着风摆动，给攀爬上塔基进行作业的工人的工作带来巨大的安全隐患；并且，工人借助软梯等工具攀爬于塔基上，则当塔基随风摆动时，工人也会跟着随风摆动，对于工作的人身安全是一种巨大的挑战，也正是因为如此，能够适应这项工作的往往是富有经验的工人，适应的人稀少。基于安全考虑，越来越少人会从事这个工作，人才短缺问题日趋严重。从效率角度而言，以人工的方式进行穿线作业，平均半天作业时长才能完成一座塔基，同时工人们的作业还受安装环境与风、雨等自然环境影响，效率难以被有效提升。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其以无人机进行高空的穿线操作而无需人工攀爬于塔基上，保障穿线作业安全。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其以无人机进行高空的穿线操作，降低穿线操作对人工的依赖程度，有利于缓解有经验的穿线工人人员稀少的困境，对电网的建设具有重要意义。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述无人机穿线方法提升了穿线作业的效率，并减少环境因素对穿线作业的影响。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述无人机穿线方法能够保障在穿线过程中与相应吊环的位置保持固定，以保障穿线的准确性。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述无人机穿线方法采集塔基和吊环的位置，并依塔基的位置设立一作业禁区，和依吊环的位置设立一目标框，所述无人机穿线方法禁止无人机进入所述作业禁区，以保障穿线作业安全。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述无人机穿线方法在作业过程中持续更新所述目标框的具体位置，以避免在风力等因素影响相应吊环偏离原始生成的所述目标框所划定的位置，从而保障穿线的准确性。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述无人机穿线方法持续更新所述目标框的具体位置并依所述目标框实时修正无人机的位置，以保障所述无人机与所述目标框的相对稳定，保障穿线的准确性。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述无人机穿线方法以所述目标框为基准设立一初始航点，所述无人机飞抵所述初始航点后减速靠近吊环行进，以确保所述无人机能够准确靠近所述目标框，保障后继穿线作业的进行。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述初始航点的水平高度低于所述目标框，以有利于所述无人机在飞抵所述初始航点后进行减速，减少环境因素对所述无人机操控的影响。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述初始航点偏离于所述目标框，即所述初始航点和所述目标框在同一水平高度的平面内的投影之间具有间隔，从而形成所述初始航点所在的垂直于水平面的立体平面和所述目标框所在的垂直于水平面的立体平面之间具有间隙，以有利于避免所述无人机撞击吊环，从而保障穿线作业安全。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述无人机穿线方法以所述目标框为基准设立一发射区，其中所述目标框的水平高度范围与所述发射区的水平高度范围具有重叠，其中所述无人机穿线方法被设置当所述无人机进行进入所述发射区后，保持所述无人机与所述目标框的位置相对固定，以使所述无人机悬停于所述发射区，从而保障穿线作业的稳定性。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述无人机穿线方法于所述发射区和所述初始航点之间设立一缓冲区，其中所述无人机穿线方法于所述无人机在所述缓冲区靠近所述发射区行进时，监控吊环位置并对应修正所述目标框的位置，以保障穿线的准确性。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述发射区偏离于所述目标框，以保障所述无人机悬停于所述发射区时，与吊环之间保持具有一安全间隙，避免所述无人机撞击吊环，从而保障穿线作业安全。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述无人机穿线方法绕所述作业禁区的边界设立一电子篱笆墙，并当所述无人机触发所述电子篱笆墙时控制所述无人机执行应急飞行，如朝远离所述作业禁区的方向行进，悬停，停止作业等，以保障穿线作业安全。

本发明的另一个目的在于提供一无人机穿线方法及系统，其中所述无人机穿线方法于运行过程中检查故障，并在存在故障的状态，依故障类别调取相应的处理指令以处理相应的故障，从而保障作业安全。

依本发明的一个方面，本发明提供一无人机穿线方法，其中所述无人机穿线方法包括步骤：

A、采集相应的塔基和吊环的位置，并依该塔基的位置设立一作业禁区，和依该吊环的位置设立一目标框，其中所述作业禁区为禁止无人机进入的区域；

B、以所述目标框为基准设立一初始航点，其中所述初始航点的水平高度与所述目标框的水平高度具有差异；

C、以所述目标框为基准设立一发射区，其中所述发射区的水平高度范围与所述目标框的水平高度范围具有重叠，且所述发射区偏离于所述目标框；

D、控制所述无人机朝所述初始航点行进，并在所述无人机飞抵所述初始航点后减速靠近所述发射区行进，当所述无人机进行进入所述发射区后，保持所述无人机与所述目标框的位置相对固定，以使所述无人机于所述发射区悬停；

E、控制所述无人机上搭载的一弹射杆对准所述目标框并与所述目标框的位置保持相对固定，发射所述弹射杆中的一第一弹珠，并在发射所述第一弹珠后控制所述无人机飞离所述发射区；

F、响应所述步骤(A)的该吊环为任务的最后一个吊环的状态，所述无人机在飞离所述发射区后发射通过一引导线与所述第一弹珠相连的一第二弹珠；响应所述步骤(A)的该吊环并非为任务的最后一个吊环的状态，则向下一个吊环执行所述步骤(A)。

在一实施例中，其中所述初始航点的水平高度低于所述目标框。

在一实施例中，其中所述初始航点偏离于所述目标框。

在一实施例中，其中所述步骤(D)还包括步骤：于所述发射区和所述初始航点之间设立一缓冲区，并于所述无人机在所述缓冲区靠近所述发射区行进时，监控该吊环位置并对应修正所述目标框的位置。

在一实施例中，其中在所述步骤(F)中，响应所述步骤(A)的该吊环为任务的最后一个吊环的状态，所述无人机下降高度并飞离所述发射区。

在一实施例中，其中在所述步骤(B)至所述步骤(F)中的任一步骤之前，所述无人机穿线方法进一步包括步骤：S、检查故障，并在存在故障的状态，依故障类别调取相应的处理指令以处理相应的故障，其中在不存在故障的状态，继续执行所述步骤(B)至所述步骤(F)中的任一步骤，其中所述步骤(S)具体包括步骤：

S1、检查链路故障，当所述无人机与相应的控制台的通讯链路存在故障时，控制所述无人机在一等待时长内维持悬停并计时，其中计时达到所述等待时长后，再次检查链路故障，响应于不存在链路故障的结果，则判断为不存在链路故障，响应于存在链路故障的结果，控制所述无人机降低高度并朝远离所述作业禁区的方向移动；

S2、检查定位故障，当存在定位故障时，将所述无人机的飞行模式由自动模式切换为手动模式，并控制所述无人机停靠回相应的降落点；

S3、检查电量，当所述无人机的电量低于一警戒值时，控制所述无人机停靠回相应的降落点；

S4、当所述无人机发生复位故障时，调取复位前的飞行数据，以确保复位后的所述无人机朝设定目标进行或悬停。

在一实施例中，其中所述无人机穿线方法进一步包括步骤：绕所述作业禁区的边界设立一电子篱笆墙，并当所述无人机触发所述电子篱笆墙时控制所述无人机执行应急飞行。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一无人机穿线系统，其中所述无人机穿线系统包括：

一中控模块；

一数据采集模块，其中所述数据采集模块被通讯连接于所述中控模块，并用于采集相应的塔基和吊环的位置，其中所述中控模块依塔基的位置设立一作业禁区，和依吊环的位置设立一目标框；以及

一任务执行模块，其中所述任务执行模块包括一无人机和由所述无人机搭载的一穿线平台，其中所述任务执行模块被通讯连接于所述中控模块，其中所述无人机被设置禁止进入所述作业禁区，其中所述中控模块被设置以所述目标框为基准设立一初始航点和以所述目标框为基准设立一发射区，其中所述初始航点的水平高度与所述目标框的水平高度具有差异，所述发射区的水平高度范围与所述目标框的水平高度范围具有重叠且所述发射区偏离于所述目标框，其中所述无人机受所述中控模块控制地朝所述初始航点行进，并在飞抵所述初始航点后减速靠近所述发射区行进，和在进入所述发射区后保持与所述目标框的位置相对固定而悬停于所述发射区，其中在所述无人机悬停于所述发射区的状态，所述穿线平台受所述中控模块控制地对准所述目标框并与所述目标框的位置保持相对固定，和受所述中控模块控制地进行相应的穿线操作。

在一实施例中，其中所述穿线平台包括一弹射杆、一三轴云台、至少一第一弹珠以及至少一第二弹珠，其中所述第一弹珠和所述第二弹珠通过一引导线相连并被容置于所述弹射杆，其中所述弹射杆被安装于所述三轴云台，其中所述三轴云台被安装于所述无人机的上方，从而使得所述弹射杆能够于所述无人机上保持稳定的姿态，其中在所述无人机悬停于所述发射区的状态，所述弹射杆受所述中控模块控制地对准所述目标框并受所述中控模块控制地发射所述第一弹珠，其中在所述第一弹珠被发射后，所述中控模块控制所述无人机飞离所述发射区并控制所述弹射杆发射所述第二弹珠，或控制所述无人机朝对应下一个吊环的所述初始航点行进，其中所述弹射杆具有弹性。

在一实施例中，其中所述中控模块还绕所述作业禁区的边界设立一电子篱笆墙，并被设置当所述无人机触发所述电子篱笆墙时控制所述无人机执行应急飞行。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为依本发明的一实施例的一无人机穿线方法的流程示意图。

图2为依本发明的上述实施例的所述无人机穿线方法的一检测故障步骤的流程示意图。

图3为依本发明的上述实施例的一无人机穿线系统的结构组成框图示意图。

图4为依本发明的上述实施例的应用示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种无人机穿线方法及系统，用以替代现有的采用人工穿线的方式，以提高穿线工作的安全性，并有效缓解穿线工人人才紧缺问题，同时还能够提高穿线工作效率，降低环境因素对穿线工作影响。

具体地，参考本发明的说明书附图之图1，并结合图4，依本发明的一实施例的一无人机穿线方法的流程被示意，其中所述无人机穿线方法包括步骤：

A、采集相应的塔基和吊环的位置，并依该塔基的位置设立一作业禁区402，和依该吊环的位置设立一目标框401，其中所述作业禁区402为禁止无人机进入的区域；

B、以所述目标框401为基准设立一初始航点403，其中所述初始航点403的水平高度与所述目标框401的水平高度具有差异；

C、以所述目标框401为基准设立一发射区403，其中所述发射区403的水平高度范围与所述目标框401的水平高度范围具有重叠，且所述发射区403偏离于所述目标框401；

D、控制所述无人机朝所述初始航点403行进，并在所述无人机飞抵所述初始航点403后减速靠近所述发射区404行进，当所述无人机进行进入所述发射区404后，保持所述无人机与所述目标框401的位置相对固定，以使所述无人机于所述发射区404悬停；

E、控制所述无人机上搭载的一弹射杆对准所述目标框401并与所述目标框401的位置保持相对固定，发射所述弹射杆中的一第一弹珠，并在发射所述第一弹珠后控制所述无人机飞离所述发射区404；

F、响应所述步骤(A)的该吊环为任务的最后一个吊环的状态，所述无人机在飞离所述发射区404后发射通过一引导线与所述第一弹珠相连的一第二弹珠；响应所述步骤(A)的该吊环并非为任务的最后一个吊环的状态，则向下一个吊环执行所述步骤(A)。

详细地，为了确保穿线的准确性和保障无人机的飞行安全和塔基的安全，所述无人机穿线方法的所述步骤(A)首先采集目标塔基和吊环的位置，并依该塔基的位置生成所述作业禁区402，和依该吊环的位置生成所述目标框401，其中所述作业禁区402为禁止无人机进入的区域，从而限制所述无人机禁止进入所述作业禁区402，以避免所述无人机撞击塔基等设施，确保穿线作业安全并避免设施损坏。

因此，优选地，其中所述无人机穿线方法还可以进一步包括步骤：绕所述作业禁区402的边界设立一电子篱笆墙406，并当所述无人机触发所述电子篱笆墙406时控制所述无人机执行应急飞行，所述无人机的应急飞行形式例如但不限于，控制所述无人机朝远离所述作业禁区402的方向行进，控制所述无人机悬停，控制所述无人机停止作业等，以保障穿线作业安全，防止安全风险和避免潜在的安全风险发生。

进一步地，其中吊环为穿线作业的目标区域，所述目标框401的设立有利于所述无人机穿线方法实现精准的穿线作业，在进行作业时，无人机要靠近吊环，以能够进行相应的穿线操作，所述无人机穿线方法的所述步骤(B)以所述目标框401设立所述初始航点403，优选地，其中所述初始航点403并非位于所述目标框401之中而以所述初始航点403的水平高度与所述目标框401的水平高度具有差异的状态被设立，并且在所述步骤(D)中控制所述无人机首先飞向所述初始航点403而并非直接飞向所述目标框401，从而能够避免无人机高速冲向吊环而出现安全风险。

特别地，其中所述无人机穿线方法还设置有所述发射区403，所述发射区403同样以所述目标框401为基准设立，具体在所述无人机穿线方法的所述步骤(C)中，以所述目标框401为基准设立所述发射区403，其中在穿线操作中，所述无人机要靠近吊环以方便进行穿线操作，但也需要与吊环保持一定距离以避免在高空风力的作用下所述无人机与吊环相撞而发生安全事故。

因此在所述无人机穿线方法中，通过设置所述发射区403，并在所述步骤(D)中控制所述无人机于所述发射区403悬停，从而既保障穿线操作的顺利完成，又能够避免安全风险的发生。

值得一提的是，为保障穿线作业的顺利完成，其中所述发射区403的水平高度范围被设置与所述目标框401的水平高度范围具有重叠，从而使得所述无人机穿线方法能够在与吊环处在趋于相同的高度内进行穿线操作，方便穿线工作顺利展开，并且还能够保障穿线准确性。

特别地，其中所述发射区403被设置偏离于所述目标框401，即所述发射区403在同一水平高度的空间上偏离于所述目标框401，换句话说，所述发射区403和所述目标框401在同一水平高度的平面内的投影之间具有间隔，从而形成所述发射区403所在的垂直于水平面的立体平面和所述目标框401所在的垂直于水平面的立体平面之间具有间隙，以有利于避免所述无人机撞击吊环，从而保障穿线作业安全，避免安全风险的发生。

进一步地，其中在所述步骤(D)中，首先控制所述无人机朝所述初始航点403行进，并在所述无人机飞抵所述初始航点403后减速靠近所述发射区404行进，当所述无人机进行进入所述发射区404时，保持所述无人机与所述目标框401的位置相对固定，以使所述无人机于所述发射区404悬停，如此以避免无人机高速冲向所述发射区404而出现安全风险，并且还能够提高所述无人机的飞行效率以提高所述无人机穿线系统的工作效率。具体地，在所述步骤(D)中，允许控制所述无人机以最快速度朝所述初始航点403行进，而无需担忧所述无人机会与吊环发生撞击，如此以提高所述无人机的飞行效率。其中所述无人机飞抵所述初始航点403后，控制所述无人机减速靠近所述发射区404行进，以基于所述无人机的减速飞行而保障所述无人机能够准确地飞入所述发射区404并利于后继所述无人机于所述发射区404悬停。

值得一提的是，在人工穿线作业中，工人借助软梯等工具攀爬于塔基上，当塔基随风摆的时，工人也会跟着随风摆动，则工人在作业过程中事实上为依附于塔基的个体，而能够与塔基和吊环保持趋于相对静止的状态进行作业，从而穿线的精准度较高。而不同于人工的穿线作业，在无人机进行穿线作业中，执行穿线操作的无人机及其搭载的器具与塔基是两个相互独立的个体，塔基的随风摆动并不会带动无人机发生相应摆动变化，进而影响穿线准确度。为保障穿线的准确性，在所述步骤(D)中，保持所述无人机与所述目标框401的位置相对固定，即当吊环发生晃动时，所述目标框401依吊环的位置变化而发生区域变化，保持所述无人机与所述目标框401的位置相对固定从而实现所述无人机与吊环被保持在一趋于相对静止的状态，以保障穿线的精准度，可以理解的是，由于吊环会受风力影响而晃动，则在所述无人机与吊环之间的趋于相对静止的状态下，所述无人机与吊环事实上都处在一个动态，因此在本发明中，所述无人机于所述发射区404的悬停状态不能简单理解为传统意义上的于某一空域的静止状态，而是指所述无人机在所述发射区404中与吊环保持趋于相对静止的状态。

特别地，其中所述无人机优选采用差分GPS和差分测姿技术保障定位精准度而保障航迹准确性，并能够采用图像识别系统修正并保持与所述目标框401的位置相对固定，从而实现所述无人机与吊环被保持在一趋于相对静止的状态，以保障穿线的精准度。

进一步地，其中在所述步骤(E)中，控制所述无人机上搭载的一弹射杆对准所述目标框401并与所述目标框401的位置保持相对固定，发射所述弹射杆中的一第一弹珠，并在发射所述第一弹珠后控制所述无人机飞离所述发射区404，其中所述弹射杆采用图像识别系统瞄准并跟踪所述目标框401，以持续对准所述目标框401，并与所述目标框401的位置保持相对固定，以保障所述第一弹珠能够被准确发射入所述目标框401。

值得一提的是，在本发明的这一实施例中，其中所述弹射杆经一三轴云台被安装于所述无人机，以在所述弹射杆基于图像识别对准所述目标框401的状态，滤除所述无人机的细小颠簸对所述弹射杆稳定性的影响，从而提升所述无人机穿线方法穿线的准确度。

特别地，其中所述无人机穿法方法在发射完所述第一弹珠后，控制所述无人机飞离所述发射区404，从而远离所述目标框401，以避免所述无人机受风力影响误入所述目标框401或所述作业禁区402，防止安全风险和避免潜在的安全风险发生。

进一步地，其中在所述步骤(F)中，响应于所述步骤(A)的该吊环为任务的最后一个吊环的状态，所述无人机在飞离所述发射区404后发射通过一引导线与所述第一弹珠相连的一第二弹珠，从而实现该引导线穿设于吊环的穿线目的；响应所述步骤(A)的该吊环并非为任务的最后一个吊环的状态，则向下一个吊环执行所述步骤(A)，即采集下一个目标吊环和该下一个目标吊环所在的塔基的位置信息并执行后续的作业流程。

值得一提的是，在一个任务中存在多个吊环的穿线任务的状态，多个吊环以及各吊环所在的塔基的位置可以被集中采集，以对应设立为相应的所述目标框401和所述作业禁区402，并按照穿线顺序予以排列，则在完成一个吊环的穿线作业后，所述无人机则朝下一个所述初始航点403行进。本发明提供的技术方案并不局限于在完成一个吊环的穿线任务后再采集下一个吊环的位置的步骤顺序，本领域技术人员应当理解。

优选地，其中在所述步骤(F)中，响应所述步骤(A)的该吊环为任务的最后一个吊环的状态，所述无人机下降高度并飞离所述发射区404，从而基于所述无人机以下降高度的方式飞离所述发射区404而有利于提升所述无人机的飞行效率，并且还能够避免所述无人机持续上升高度而有利于降低所述无人机的飞行能耗。

优选地，其中所述无人机穿线方法以所述初始航点403的水平高度低于所述目标框401的状态设立所述初始航点403，则在所述无人机飞抵所述初始航点403后朝所述发射区404行进的过程中，所述无人机处在上升高度的状态，以有利于所述无人机在飞抵所述初始航点403后进行减速，减少环境因素对所述无人机操控的影响，从而能够更好地控制所述无人机的速度以确保所述无人机能够准确在所述发射区404悬停，如此以保障穿线准确性，同时还能够减少所述无人机因为速度调试不匹配而出现位移超调的状况，避免所述无人机重新飞行，从而保障穿线作业的效率。

优选地，其中所述无人机穿线方法以所述初始航点403偏离于所述目标框401的状态设立所述初始航点403，即所述初始航点403和所述目标框401在同一水平高度的平面内的投影之间具有间隔，从而形成所述初始航点403所在的垂直于水平面的立体平面和所述目标框401所在的垂直于水平面的立体平面之间具有间隙，以有利于避免所述无人机撞击吊环，同时也有利于所述无人机与所述作业禁区402保持距离，从而保障穿线作业安全，避免安全风险的发生。

值得一提的是，如前所述的，吊环在高空中受风力影响而经常发生晃动，所述无人机作为与吊环相对独立的个体，所述无人机穿线方法需要实时跟踪吊环的位置变化才能确保穿线的准确度。因此优选地，所述无人机穿线方法在所述无人机朝向所述发射区404进行的过程中，还实时监控吊环的位置，具体地，其中所述无人机穿线方法的所述步骤(D)还包括步骤：于所述发射区404和所述初始航点403之间设立一缓冲区405，并于所述无人机在所述缓冲区405靠近所述发射区404行进时，监控该吊环位置并对应修正所述目标框401的位置，以实时更新所述目标框401的位置，并依所述目标框401与所述发射区404的位置关系更新所述发射区404的位置，以保障穿线的准确性。

可以理解的是，其中所述无人机穿线方法于所述无人机在所述缓冲区405飞机的过程中，对该吊环位置的监控可以依所述无人机上搭载的图像识别系统实现，也可以依据其它监控设备实现，本发明对此不作限制。

特别地，其中所述初始航点403与所述发射区404之间的距离被设置在3m-5m的范围内，且所述初始航点403低于所述发射区404，换句话说，所述初始航点403低于所述发射区404三到五米，以保障所述无人机具有足够的减速缓冲距离且基于合理的缓冲距离范围保障飞行效率，并使得所述缓冲区405的范围恰当以保障所述无人机穿线方法能够在所述无人机于所述缓冲区405飞行的过程中，监控该吊环的位置。

值得一提的是，其中基于所述无人机穿线方法的设置，所述无人机与吊环之间能够保持相对稳定，从而在天气较差的情况下但天气条件仍在所述无人机的飞行安全允许范围内，穿线工作仍然能够进行，以克服目前人工的作业易受安装环境的风、雨等自然环境影响的局限。

进一步地，为保障作业安全，所述无人机穿线方法还进一步包括有检查故障的一步骤(S)，以在运行过程中检查故障，并在存在故障的状态，依故障类别调取相应的处理指令以处理相应的故障，其中所述步骤(S)允许在所述步骤(B)至所述步骤(F)中的任一步骤之前实施，并在不存在故障的状态，继续执行所述步骤(B)至所述步骤(F)中的任一步骤，从而保障作业安全。

具体地，参考本发明的说明书附图之图2，其中所述步骤(S)具体包括步骤：

S1、检查链路故障，当所述无人机与相应的控制台的通讯链路存在故障时，控制所述无人机在一等待时长内维持悬停并计时，其中计时达到所述等待时长后，再次检查链路故障，响应于不存在链路故障的结果，则判断为不存在链路故障，响应于存在链路故障的结果，控制所述无人机降低高度并朝远离所述作业禁区402的方向移动；

S2、检查定位故障，当存在定位故障时，将所述无人机的飞行模式由自动模式切换为手动模式，并控制所述无人机停靠回相应的降落点；

S3、检查电量，当所述无人机的电量低于一警戒值时，控制所述无人机停靠回相应的降落点；

S4、当所述无人机发生复位故障时，调取复位前的飞行数据，以确保复位后的所述无人机朝设定目标进行或悬停。

另外，本发明还进一步提供一无人机穿线系统，其中所述无人机穿线系统能够执行所述无人机穿线方法，具体参考本发明的说明书附图之图3，并结合图4，其中所述无人机穿线系统包括一中控模块10，一数据采集模块20以及一任务执行模块30，其中所述数据采集模块20被通讯连接于所述中控模块10，并用于采集相应的塔基和吊环的位置，其中所述中控模块10依塔基的位置设立所述作业禁区402，和依吊环的位置设立所述目标框401，其中所述任务执行模块30包括一无人机31和由所述无人机31搭载的一穿线平台32，其中所述任务执行模块30被通讯连接于所述中控模块10，其中所述无人机31被设置禁止进入所述作业禁区302，其中所述中控模块10被设置以所述目标框401为基准设立所述初始航点403和以所述目标框401为基准设立所述发射区404，其中所述初始航点403的水平高度与所述目标框401的水平高度具有差异，所述发射区404的水平高度范围与所述目标框401的水平高度范围具有重叠且所述发射区404偏离于所述目标框401，其中所述无人机31受所述中控模块控制地朝所述初始航点403行进，并在飞抵所述初始航点403后减速靠近所述发射区404行进，和在进入所述发射区404后保持与所述目标框401的位置相对固定而悬停于所述发射区404，其中在所述无人机31悬停于所述发射区的状态，所述穿线平台32受所述中控模块10控制地对准所述目标框401并与所述目标框401的位置保持相对固定，和受所述中控模块10控制地进行相应的穿线操作。

可以理解的是，其中所述数据采集模块20和所述中控模块10的通讯连接，即可以是有线的数据传输连接，也可以是无线的数据传输连接，还可以是通过相应的数据存储介质实现的数据转换的连接关系，本发明对此不作限制。

可以理解的是，其中所述中控模块10可以被设置为地面的指挥台，也可以被设置为所述无人机31上的计算机处理器等，所述任务执行模块30与所述中控模块10的通讯连接可以是有线的数据传输连接，也可以是无线的数据传输连接，本发明对此不作限制。

详细地，其中所述穿线平台32包括一弹射杆321、一三轴云台322、至少一第一弹珠323以及至少一第二弹珠324，其中所述第一弹珠323和所述第二弹珠324通过一引导线325相连并被容置于所述弹射杆321，其中所述弹射杆321被安装于所述三轴云台322，其中所述三轴云台322被安装于所述无人机31的上方，从而使得所述弹射杆321能够于所述无人机31上保持稳定的姿态，其中在所述无人机31悬停于所述发射区404的状态，所述弹射杆321受所述中控模块10控制地对准所述目标框401并受所述中控模块10控制地发射所述第一弹珠323，其中在所述第一弹珠323被发射后，所述中控模块10控制所述无人机31飞离所述发射区404并控制所述弹射杆321发射所述第二弹珠324；或控制所述无人机31朝对应下一个吊环的所述初始航点403行进，则对应在前一任务的所述第二弹珠324更新为后一任务的所述第一弹珠323。如此以实现相应的穿线作业。

进一步地，其中所述中控模块10还绕所述作业禁区402的边界设立所述电子篱笆墙406，并被设置当所述无人机31触发所述电子篱笆墙406时控制所述无人机31执行应急飞行，其中所述无人机31的应急飞行形式例如但不限于，控制所述无人机31朝远离所述作业禁区402的方向行进，控制所述无人机31悬停，控制所述无人机31停止作业等，从而保障穿线作业安全，防止安全风险和避免潜在的安全风险发生。

优选地，基于保障所述无人机31的飞行安全的目的，其中所述弹射杆321具有弹性，以应对在突发状况下，所述弹射杆321碰到吊环或塔基等障碍物时，基于所述弹射杆321的弹性形变防止所述弹射杆321对所述无人机31的飞行姿态产生过大影响。

优选地，其中所述弹射杆321以可伸缩的产品形态被设置，从而能够实现在所述无人机31行进的过程中，收缩所述弹射杆321以减少所述弹射杆321碰触到障碍物的概率，从而提升所述无人机31的飞行安全。

特别地，其中基于飞行安全和作业需要考虑，所述弹射杆321的长度优选设置为2米，以满足在所述无人机31与吊环和塔基保持具有安全距离的情况下，实施穿线作业。

值得一提的是，其中所述无人机31优选被以六旋翼飞行器的形态被设计，并被设置具有大于3kg的载重能力，以确保所述无人机31能够承载所述穿线平台32，优选地，所述无人机31的续航被设置能够达到30分钟以上，以确保穿线工作的顺利进行，其中所述无人机31优选被设置具有机载差分定位设备，以能够采用差分GPS和差分测姿技术保障定位精准度而保障航迹准确性。

特别地，其中所述三轴云台322的负载能力优选被设置大于1kg，以保障所述弹射杆321能够被稳定安装于所述三轴云台322，其中所述弹射杆321的重量优选被优化小于200g，以减轻所述无人机31的负载重量，有利于提升所述无人机31的续航能力。

值得一提的是，其中所述无人机穿线系统还包括设置于所述弹射杆321上的摄像头，以基于所述摄像头拍摄的图像数据确定并跟踪吊环的位置，从而能够控制所述弹射杆321对准所述目标框。

进一步地，吊环在高空中受风力影响而经常发生晃动，所述无人机31作为与吊环相对独立的个体，所述无人机穿线系统需要实时跟踪吊环的位置变化才能确保穿线的准确度。因此优选地，所述无人机穿线系统在所述无人机31朝向所述发射区404进行的过程中，还根据被设置于所述弹射杆321上的所述摄像头拍摄到的图像数据实时监控吊环的位置，具体地，其中所述中控模块10被设置于所述发射区404和所述初始航点403之间设立一缓冲区405，并于所述无人机31在所述缓冲区405靠近所述发射区404行进时，依据所述摄像头拍摄的画面监控该吊环位置并对应修正所述目标框401的位置，以实时更新所述目标框401的位置，并依所述目标框401与所述发射区404的位置关系更新所述发射区404的位置，以保障穿线的准确性。

进一步地，为保障作业安全，所述无人机穿线系统还进一步包括有一故障检查模块，其中所述故障检查模块用以在所述任务执行模块30运行过程中检查故障，并在存在故障的状态，依故障类别调取相应的处理指令以处理相应的故障。

具体地，其中所述故障检查模块的功能包括检查链路故障，当所述故障检查模块检查到所述无人机31与相应的控制台的通讯链路存在故障时，控制所述无人机31在一等待时长内维持悬停并计时，其中计时达到所述等待时长后，再次检查链路故障，响应于不存在链路故障的结果，则判断为不存在链路故障，响应于存在链路故障的结果，控制所述无人机31降低高度并朝远离所述作业禁区402的方向移动，从而保障所述无人机31的安全。

特别地，其中所述故障检查模块的功能还包括检查定位故障，当存在定位故障时，将所述无人机31的飞行模式由自动模式切换为手动模式，以交由相应的控制台控制所述无人机31停靠回相应的降落点，从而确保所述无人机31的飞行安全。

值得一提的是，为了保障穿线工作顺利完成，所述无人机31需要有足够的续航时间满足相应的工作，因此所述无人机穿线系统还对所述无人机31的电量设置一警戒值，当所述无人机31的电量低于所述警戒值时，则认为所述无人机31的续航无法满足工作需要。因此所述故障检查模块还包括检查电量的功能，当所述无人机31的电量低于所述警戒值时，控制所述无人机31停靠回相应的降落点，从而避免因所述无人机31的电量不足而导致穿线作业失败，所述无人机31坠毁等风险，保障作业安全。

进一步地，在运行过程中，所述无人机31的系统基于某些因素可能会出现重启复位等状况，其中所述故障检查模块被设置能够存储所述无人机31的飞行数据，以当所述无人机31发生复位故障时，能够及时调取所述无人机31复位前的飞行数据，以确保复位后的所述无人机31朝设定目标进行或悬停，保障穿线任务顺利完成。

可以理解的是，在一些实施例中，其中所述故障检查模块也可以被设置为所述中控模块10中的一套执行指令，以基于相应的执行指令触发相应的功能，本发明对此不作限制。

本领域的技术人员应当理解的是，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.无人机穿线方法，其特征在于，包括：

A、采集相应的塔基和吊环的位置，并依该塔基的位置设立一作业禁区，和依该吊环的位置设立一目标框，其中所述作业禁区为禁止无人机进入的区域；

B、以所述目标框为基准设立一初始航点，其中所述初始航点的水平高度与所述目标框的水平高度具有差异；

C、以所述目标框为基准设立一发射区，其中所述发射区的水平高度范围与所述目标框的水平高度范围具有重叠，且所述发射区偏离于所述目标框；

D、控制所述无人机朝所述初始航点行进，并在所述无人机飞抵所述初始航点后减速靠近所述发射区行进，当所述无人机进行进入所述发射区后，保持所述无人机与所述目标框的位置相对固定，以使所述无人机于所述发射区悬停；

E、控制所述无人机上搭载的一弹射杆对准所述目标框并与所述目标框的位置保持相对固定，发射所述弹射杆中的一第一弹珠，并在发射所述第一弹珠后控制所述无人机飞离所述发射区；

F、响应所述步骤(A)的该吊环为任务的最后一个吊环的状态，所述无人机在飞离所述发射区后发射通过一引导线与所述第一弹珠相连的一第二弹珠；响应所述步骤(A)的该吊环并非为任务的最后一个吊环的状态，则向下一个吊环执行所述步骤(A)。

2.根据权利要求1所述的无人机穿线方法，其中所述初始航点的水平高度低于所述目标框。

3.根据权利要求2所述的无人机穿线方法，其中所述初始航点偏离于所述目标框。

4.根据权利要求1所述的无人机穿线方法，其中所述步骤(D)还包括步骤：于所述发射区和所述初始航点之间设立一缓冲区，并于所述无人机在所述缓冲区靠近所述发射区行进时，监控该吊环位置并对应修正所述目标框的位置。

5.根据权利要求1所述的无人机穿线方法，其中在所述步骤(F)中，响应所述步骤(A)的该吊环为任务的最后一个吊环的状态，所述无人机下降高度并飞离所述发射区。

6.根据权利要求1所述的无人机穿线方法，其中在所述步骤(B)至所述步骤(F)中的任一步骤之前，所述无人机穿线方法进一步包括步骤：S、检查故障，并在存在故障的状态，依故障类别调取相应的处理指令以处理相应的故障，其中在不存在故障的状态，继续执行所述步骤(B)至所述步骤(F)中的任一步骤，其中所述步骤(S)具体包括步骤：

S1、检查链路故障，当所述无人机与相应的控制台的通讯链路存在故障时，控制所述无人机在一等待时长内维持悬停并计时，其中计时达到所述等待时长后，再次检查链路故障，响应于不存在链路故障的结果，则判断为不存在链路故障，响应于存在链路故障的结果，控制所述无人机降低高度并朝远离所述作业禁区的方向移动；

S2、检查定位故障，当存在定位故障时，将所述无人机的飞行模式由自动模式切换为手动模式，并控制所述无人机停靠回相应的降落点；

S3、检查电量，当所述无人机的电量低于一警戒值时，控制所述无人机停靠回相应的降落点；

S4、当所述无人机发生复位故障时，调取复位前的飞行数据，以确保复位后的所述无人机朝设定目标进行或悬停。

7.根据权利要求1所述的无人机穿线方法，其中所述无人机穿线方法进一步包括步骤：绕所述作业禁区的边界设立一电子篱笆墙，并当所述无人机触发所述电子篱笆墙时控制所述无人机执行应急飞行。

8.无人机穿线系统，其特征在于，包括：

一中控模块；

一数据采集模块，其中所述数据采集模块被通讯连接于所述中控模块，并用于采集相应的塔基和吊环的位置，其中所述中控模块依塔基的位置设立一作业禁区，和依吊环的位置设立一目标框；以及

一任务执行模块，其中所述任务执行模块包括一无人机和由所述无人机搭载的一穿线平台，其中所述任务执行模块被通讯连接于所述中控模块，其中所述无人机被设置禁止进入所述作业禁区，其中所述中控模块被设置以所述目标框为基准设立一初始航点和以所述目标框为基准设立一发射区，其中所述初始航点的水平高度与所述目标框的水平高度具有差异，所述发射区的水平高度范围与所述目标框的水平高度范围具有重叠且所述发射区偏离于所述目标框，其中所述无人机受所述中控模块控制地朝所述初始航点行进，并在飞抵所述初始航点后减速靠近所述发射区行进，和在进入所述发射区后保持与所述目标框的位置相对固定而悬停于所述发射区，其中在所述无人机悬停于所述发射区的状态，所述穿线平台受所述中控模块控制地对准所述目标框并与所述目标框的位置保持相对固定，和受所述中控模块控制地进行相应的穿线操作。

9.根据权利要求8所述的无人机穿线系统，其中所述穿线平台包括一弹射杆、一三轴云台、至少一第一弹珠以及至少一第二弹珠，其中所述第一弹珠和所述第二弹珠通过一引导线相连并被容置于所述弹射杆，其中所述弹射杆被安装于所述三轴云台，其中所述三轴云台被安装于所述无人机的上方，从而使得所述弹射杆能够于所述无人机上保持稳定的姿态，其中在所述无人机悬停于所述发射区的状态，所述弹射杆受所述中控模块控制地对准所述目标框并受所述中控模块控制地发射所述第一弹珠，其中在所述第一弹珠被发射后，所述中控模块控制所述无人机飞离所述发射区并控制所述弹射杆发射所述第二弹珠，或控制所述无人机朝对应下一个吊环的所述初始航点行进，其中所述弹射杆具有弹性。

10.根据权利要求8所述的无人机穿线系统，其中所述中控模块还绕所述作业禁区的边界设立一电子篱笆墙，并被设置当所述无人机触发所述电子篱笆墙时控制所述无人机执行应急飞行。