CN116631087A - 一种基于无人机的电力巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力巡检技术领域，具体涉及一种基于无人机的电力巡检系统，包括巡检端和管理平台；所述巡检端和管理平台之间通过网络连接，用以进行数据传输；所述管理平台能够对巡检端的巡检数据与标准数据进行分析导出结果；所述巡检端以无人机为载体；所述巡检端包括采集模块和第一传输单元；所述采集模块包括图像采集单元和第一定位单元；所述图像采集单元用于采集电力设施的图像数据；本发明通过管理模块中的对比单元将无人机的巡检数据与标准数据做对比，从而实现对无人机巡检数据做出快速判断，相比较原先依靠人工审核和判断而言，本系统的无人机电力巡检效率更高。

Description

一种基于无人机的电力巡检系统

技术领域

本发明涉及电力巡检技术领域，具体涉及一种基于无人机的电力巡检系统。

背景技术

电力巡检是指对电力设备和电力系统进行定期检查和监测的过程。它旨在确保电力设备正常运行，排除潜在故障和安全隐患，提高供电可靠性和安全性。基于无人机的电力巡检系统是利用无人机技术进行电力设施巡视与检测的一种技术应用。这种系统通常由无人机、地面控制站和相关软件组成。

无人机的电力巡检系统可以对电力线路、输变电设备、杆塔结构等进行检查和监测，及时发现异常情况或潜在故障，无人机在电力巡检过程中发现的潜在故障需要通过相关工作人员对图像进行审核和判断，由于人为审核和判断潜在故障的方式效率较低，严重影响无人机自身的巡检速度，使得无人机电力巡检效率低下。

鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明据此提出了一种基于无人机的电力巡检系统，解决了上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种基于无人机的电力巡检系统，通过管理模块中的对比单元将无人机的巡检数据与标准数据做对比，从而实现对无人机巡检数据做出快速判断，相比较原先依靠人工审核和判断而言，本系统的无人机电力巡检效率更高。

本发明所述的一种基于无人机的电力巡检系统，包括巡检端和管理平台；所述巡检端和管理平台之间通过网络连接，用以进行数据传输；所述管理平台能够对巡检端的巡检数据与标准数据进行分析导出结果；标准数据在无人机电力巡检前预先导入至存储单元内备用，标准数据指的是电力设施的安全、形状、周围环境等因素符合国家或地区的标准，避免低于标准而造成的安全隐患；

所述巡检端以无人机为载体；所述巡检端包括采集模块和第一传输单元；所述采集模块包括图像采集单元和第一定位单元；所述图像采集单元用于采集电力设施的图像数据；所述第一定位单元用于定位无人机的位置；所述采集模块会将采集的数据通过第一传输单元传输至管理平台；

所述管理平台以电子设备为载体，例如计算机；所述管理平台包括第二传输单元和管理模块；所述管理模块包括存储单元和对比单元；所述第二传输单元接收到巡检端巡检的数据后传输至管理模块中的存储单元；所述对比单元能够对存储单元内的巡检数据与标准数据进行对比分析，并导出结果。

优选的，所述存储单元内储存的数据包括标准数据、巡检数据以及原始数据；所述对比单元会在原始数据落入标准数据范围内后录入存储单元；所述对比单元会对同一位置场景下的巡检数据与原始数据作对比，并导出结果。

优选的，所述管理模块还包括控制单元；所述控制单元能够根据对比单元的对比结果发出拍摄指令；所述拍摄指令经过第二传输单元、第一传输单元传回至采集模块中的图像采集单元。

优选的，所述图像采集单元在接收到拍摄指令后会进行多角度拍摄；所述管理模块还包括分析单元；所述分析单元会整合同位置下的多角度画面生成三维立体模型，并进行进一步分析验证。

优选的，所述图像采集单元采集的图像数据包括图片、视频和声音；所述对比单元会将巡检数据中的声音与原始数据中的声音进行对比；所述采集模块还包括温度采集单元；所述温度采集单元用于采集同角度下的电力设施温度数据，并经过管理平台中的对比单元进行对比。

优选的，所述采集模块还包括天气采集单元；在图像采集单元采集过程中，天气采集单元会同步采集周围的天气数据；所述图像采集单元会依据同位置下相同的天气数据实现图像采集单元的采集。

优选的，所述电力巡检系统还包括检修端；所述检修端以电子设备为载体，例如移动通讯设备，手机；所述检修端包括第三传输单元和交互模块；所述第三传输单元用于接收管理平台中的对比单元对比结果数据；所述第三传输单元会将对比结果数据传输至交互模块实现读取；所述交互模块能够实现信息上传至管理平台。

优选的，所述交互模块包括交互单元和第二定位单元；所述交互单元用于实现信息交互；所述第二定位单元用于获取检修端的位置数据；所述分析单元会根据检修端的位置规划电力设施异常点的检修路线。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过管理模块中的对比单元将无人机的巡检数据与标准数据做对比，从而实现对无人机巡检数据做出快速判断，相比较原先依靠人工审核和判断而言，本系统的无人机电力巡检效率更高。

2.本发明中无人机对电力巡检的进行，无人机会将巡检的位置数据以及图像数据形成巡检数据后传输至管理模块中的存储单元，随后对比单元会将巡检数据与原始数据作对比，通过巡检数据与原始数据做出对比，相比较巡检数据与标准数据作对比而言，对比效率以及准确度更高，误差更小。

3.本发明中温度采集单元将电力设施的温度数据经过标准数据验证后，录入至存储单元中的原始数据中进行储存，随着温度采集单元完成与原始数据同角度，同位置，同距离的电力设施温度数据采集后，对比单元会将巡检数据中的温度数据与原始数据中的温度数据进行对比，找出异常点，如此实现快速准确的巡检过程。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明中系统的流程框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示,本发明所述的一种基于无人机的电力巡检系统，包括巡检端和管理平台；所述巡检端和管理平台之间通过网络连接，用以进行数据传输；所述管理平台能够对巡检端的巡检数据与标准数据进行分析导出结果；标准数据在无人机电力巡检前预先导入至存储单元内备用，标准数据指的是电力设施的安全、形状、周围环境等因素符合国家或地区的标准，避免低于标准而造成的安全隐患；

所述巡检端以无人机为载体；所述巡检端包括采集模块和第一传输单元；所述采集模块包括图像采集单元和第一定位单元；所述图像采集单元用于采集电力设施的图像数据；所述第一定位单元用于定位无人机的位置；所述采集模块会将采集的数据通过第一传输单元传输至管理平台；

所述管理平台以电子设备为载体，例如计算机；所述管理平台包括第二传输单元和管理模块；所述管理模块包括存储单元和对比单元；所述第二传输单元接收到巡检端巡检的数据后传输至管理模块中的存储单元；所述对比单元能够对存储单元内的巡检数据与标准数据进行对比分析，并导出结果；

使用时，无人机的电力巡检系统可以对电力线路、输变电设备、杆塔结构等进行检查和监测，及时发现异常情况或潜在故障，无人机在电力巡检过程中发现的潜在故障需要通过相关工作人员对图像进行审核和判断，由于人为审核和判断潜在故障的方式效率较低，严重影响无人机自身的巡检速度，使得无人机电力巡检效率低下；

因此本发明工作人员在无人机进行电力巡检前，先将个电力设施的状态标准以及周围环境标准录入至管理模块中的存储单元内实现标准数据的储存，随后工作人员会设定巡检路线，从而使得无人机按照巡检路线实现电力设施，例如电缆的巡检工作，图像采集单元会将采集的电力设施图像数据与采集图像时的位置数据捆绑后一同发送第一传输单元，并由第一传输单元将采集模块采集的数据传输至管理平台中的第二传输单元，再由第二传输单元将巡检数据传输至管理模块中的存储单元储存，随后对比单元根据存储单元拍摄的图像找到图像中对应的电力设施标准数据，并将标准数据与存储单元内储存的标准数据进行对比，例如巡检数据中的绝缘子数量在损坏掉落一个后低于标准数据中要求的绝缘子数量，再例如周围树枝与电缆的距离低于标准值，再例如巡检数据中电缆的晃动幅度大于标准数据，如此通过多项因素的对比，使得存储单元内的巡检数据快速得到分析和判断，对比单元会将对比的结果传输至相关工作人员，使得相关工作人员进行处理；

本发明通过管理模块中的对比单元将无人机的巡检数据与标准数据做对比，从而实现对无人机巡检数据做出快速判断，相比较原先依靠人工审核和判断而言，本系统的无人机电力巡检效率更高。

作为本发明的一种实施方式，所述存储单元内储存的数据包括标准数据、巡检数据以及原始数据；所述对比单元会在原始数据落入标准数据范围内后录入存储单元；所述对比单元会对同一位置场景下的巡检数据与原始数据作对比，并导出结果；

使用时，原始数据指的是电力设施初始安装状态的图像数据，工人按照标准化安装好电力设施后，工人会利用采集模块将安装完成后的电力设施的图像数据以及定位数据通过第一传输单元、第二传输单元传输至管理模块，对比单元会对进入管理模块中的图像数据与标准数据做出对比，当图像数据落入标准数据范围内后，才会录入至存储单元内进行存储，随着无人机对电力巡检的进行，无人机会将巡检的位置数据以及图像数据形成巡检数据后传输至管理模块中的存储单元，随后对比单元会将巡检数据与原始数据作对比，注意的是原始数据与巡检数据下的定位以及位置是相同的，无人机拍摄的角度也是相同的，如此在对比单元对比出巡检数据与原始数据变化大于阈值后，则表示有问题，需要安排人员去解决，例如某个电力设施的弯曲度或者角度变化明显高于原先原始数据的状态，表示出现问题，再例如某个电力设施的形状发生了改变，表示出现问题，本实施例通过巡检数据与原始数据做出对比，相比较巡检数据与标准数据作对比而言，对比效率以及准确度更高，误差更小。

作为本发明的一种实施方式，所述管理模块还包括控制单元；所述控制单元能够根据对比单元的对比结果发出拍摄指令；所述拍摄指令经过第二传输单元、第一传输单元传回至采集模块中的图像采集单元；

使用时，在对比单元对比巡检数据与原始数据相同即没有异常的情况下，控制单元不会发出拍摄指令，在对比单元对比巡检数据与原始数据不同即有异常的情况下，控制单元会发出拍摄指令，控制单元会将拍摄指令通过第二传输单元、第一传输单元传回至采集模块中的图像采集单元，图像采集单元在得到拍摄指令后会进行二次拍摄，二次拍摄的内容包括进一步放大异常区域，延长无人机镜头转换速度，延长拍摄时间，焦距对准等，如此通过二次拍摄的图像数据相比较原先拍摄的图像数据而言，清晰度更佳，进而减小后续对比单元对比的误差。

作为本发明的一种实施方式，所述图像采集单元在接收到拍摄指令后会进行多角度拍摄；所述管理模块还包括分析单元；所述分析单元会整合同位置下的多角度画面生成三维立体模型，并进行进一步分析验证；

使用时，不同角度下电力设施与周围的环境，例如树木的间距不同，为了进一步减小拍摄后形成的电力设施与周围环境之间的误差，在图像采集单元接收到拍摄指令后会进行多角度的拍摄，图像采集单元在进行多角度的拍摄情况相当于对电力设施以及周围环境的扫描过程，图像采集单元在拍摄指令的作用下完成多角度拍摄后，会将图像数据通过第一传输单元、第二传输单元传输至管理模块中的分析单元，分析单元会根据多角度下的图像数据生成三维模型，如此在三维模型中的三维坐标下，能够获取空间内的电力设施与周围环境距离，例如某树枝在其中一个拍摄角度下是与电力设施重合的，但在另一个角度下是与电力设施远离的，通过分析单元对二次拍摄下的图像画面进行空间状态下的分析，使得分析的结果更加准确，注意的是分析单元分析的结果是需要以标准数据为参照。

作为本发明的一种实施方式，所述图像采集单元采集的图像数据包括图片、视频和声音；所述对比单元会将巡检数据中的声音与原始数据中的声音进行对比；所述采集模块还包括温度采集单元；所述温度采集单元用于采集同角度下的电力设施温度数据，并经过管理平台中的对比单元进行对比；

使用时，图像采集单元采集的图像数据包括声音，如此完成电力设施的安装后，图像采集单元将声音录入至存储单元中的原始数据中进行储存，随着巡检数据被图像采集单元采集，对比单元会调取巡检数据中的声音与原始数据中的声音进行对比，找出异常点，即需要维修和检查的地方，注意的是巡检数据所拍摄的图像数据与原始数据是同一个位置，同一个角度，并与电力设施的距离也是相同的，避免产生误差，使得对比单元对比结果更加准确；采集模块还包括温度采集单元，温度采集单元采集的原理是通过温度传感器或红外热成像仪等技术，记录电力设施的温度情况；异常的高温或低温可以暗示潜在问题，如过载、接触不良或设备故障；如此在完成电力设施的安装后，温度采集单元将电力设施的温度数据经过标准数据验证后，录入至存储单元中的原始数据中进行储存，随着温度采集单元完成与原始数据同角度，同位置，同距离的电力设施温度数据采集后，对比单元会将巡检数据中的温度数据与原始数据中的温度数据进行对比，找出异常点，如此实现快速准确的巡检过程。

作为本发明的一种实施方式，所述采集模块还包括天气采集单元；在图像采集单元采集过程中，天气采集单元会同步采集周围的天气数据；所述图像采集单元会依据同位置下相同的天气数据实现图像采集单元的采集；

使用时，天气采集单元采集的天气数据包括光照、风速、湿度、温度、降水等，天气采集单元会采集原始数据下天气数据，并经过第一传输单元、第二传输单元连同相对应的图像数据储存在存储单元内，在无人机进行电力巡检过程中，在同一个位置下，无人机在相近的天气数据下利用图像采集单元对电力设施进行图像数据的采集，进而减小天气数据不同而带来的图像数据差异，进而减小对比单元对比的误差，提高巡检的精确度。

作为本发明的一种实施方式，所述电力巡检系统还包括检修端；所述检修端以电子设备为载体，例如移动通讯设备，手机；所述检修端包括第三传输单元和交互模块；所述第三传输单元用于接收管理平台中的对比单元对比结果数据；所述第三传输单元会将对比结果数据传输至交互模块实现读取；所述交互模块能够实现信息上传至管理平台；

使用时，在对比单元完成巡检数据与原始数据，巡检数据与标准数据的对比后，对比单元会将对比的结果导出，并将对比结果连同相关定位通过第二传输单元、第三传输单元传输至交互模块，交互模块的后台工作人员在得到对比单元的对比数据中异常的情况下，会根据定位赶到相对应位置的电力设施现场，并进行电力设施的检修，检修人员会将检测的结果通过交互模块、第三传输单元、第二传输单元传回至管理模块，对比单元在得到检修端中的交互模块反馈的数据信息后会对对比结果进行更正，并形成更正记录，如此在更正记录的累计下，使得对比单元的对比结果更加准确，减小对比结果的误差。

作为本发明的一种实施方式，所述交互模块包括交互单元和第二定位单元；所述交互单元用于实现信息交互；所述第二定位单元用于获取检修端的位置数据；所述分析单元会根据检修端的位置规划电力设施异常点的检修路线；

使用时，工作人员利用交互单元实现信息的查看和信息的反馈，第二定位单元会获取检修端的位置，交互模块会将反馈信息以及位置信息通过第三传输单元、第二传输单元传输至管理模块，分析单元会对电力设施异常点的位置以及检修端的位置进行分析，并自动生成最优的检修路线，如此在检修人员最短时间内实现电力设施异常点的排查，同时也节约了检修人员的检修时间，提高电力设施异常点的排查效率；分析单元也会根据范围内的电力设施异常点的密度匹配相同数量的检修人员或无人机，以实现资源合理配置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于无人机的电力巡检系统，其特征在于：包括巡检端和管理平台；所述巡检端和管理平台之间通过网络连接，用以进行数据传输；所述管理平台能够对巡检端的巡检数据与标准数据进行分析导出结果；

所述巡检端以无人机为载体；所述巡检端包括采集模块和第一传输单元；所述采集模块包括图像采集单元和第一定位单元；所述图像采集单元用于采集电力设施的图像数据；所述第一定位单元用于定位无人机的位置；所述采集模块会将采集的数据通过第一传输单元传输至管理平台；

所述管理平台以电子设备为载体；所述管理平台包括第二传输单元和管理模块；所述管理模块包括存储单元和对比单元；所述第二传输单元接收到巡检端巡检的数据后传输至管理模块中的存储单元；所述对比单元能够对存储单元内的巡检数据与标准数据进行对比分析，并导出结果；

所述存储单元内储存的数据包括标准数据、巡检数据以及原始数据；所述对比单元会在原始数据落入标准数据范围内后录入存储单元；所述对比单元会对同一位置场景下的巡检数据与原始数据作对比，并导出结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的电力巡检系统，其特征在于：所述管理模块还包括控制单元；所述控制单元能够根据对比单元的对比结果发出拍摄指令；所述拍摄指令经过第二传输单元、第一传输单元传回至采集模块中的图像采集单元。

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的电力巡检系统，其特征在于：所述图像采集单元在接收到拍摄指令后会进行多角度拍摄；所述管理模块还包括分析单元；所述分析单元会整合同位置下的多角度画面生成三维立体模型，并进行进一步分析验证。

4.根据权利要求2所述的一种基于无人机的电力巡检系统，其特征在于：所述图像采集单元采集的图像数据包括图片、视频和声音；所述对比单元会将巡检数据中的声音与原始数据中的声音进行对比；所述采集模块还包括温度采集单元；所述温度采集单元用于采集同角度下的电力设施温度数据，并经过管理平台中的对比单元进行对比。

5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的电力巡检系统，其特征在于：所述采集模块还包括天气采集单元；在图像采集单元采集过程中，天气采集单元会同步采集周围的天气数据；所述图像采集单元会依据同位置下相同的天气数据实现图像采集单元的采集。

6.根据权利要求4所述的一种基于无人机的电力巡检系统，其特征在于：所述电力巡检系统还包括检修端；所述检修端以电子设备为载体；所述检修端包括第三传输单元和交互模块；所述第三传输单元用于接收管理平台中的对比单元对比结果数据；所述第三传输单元会将对比结果数据传输至交互模块实现读取；所述交互模块能够实现信息上传至管理平台。

7.根据权利要求6所述的一种基于无人机的电力巡检系统，其特征在于：所述交互模块包括交互单元和第二定位单元；所述交互单元用于实现信息交互；所述第二定位单元用于获取检修端的位置数据；所述分析单元会根据检修端的位置规划电力设施异常点的检修路线。