本发明属于电力系统维护领域，特别是涉及一种基于无人机的电力巡检系统。
背景技术：
无人机巡线在输电线路巡检中发挥着越来越重要的作用，可大大减轻电力服务人员的工作负荷，减少可能发生的人员危险的机率，降低电力设备的维护成本，提高电网的安全性和可靠性。
无人机输电线路巡检除涉及到巡检的输电线路外，还涉及到了大量巡检设备和巡检人员等。巡线无人机分布于各个不同的地区，巡检地域广，各个巡检任务流动性大，巡检的地点和内容不固定，极易发生巡检设备的来回空载问题；不同的巡检任务对应同一条巡检输电线路，或者输电线路段之间，巡检的时间约束性较强，需要根据巡检线路的重要性和巡检任务间约束关系，调度巡检任务，以实现巡检任务的有序完成；不同的巡检任务对应不同的巡检输电线路、巡检目的，配备的巡检设备和巡检机型也不相同，巡检涉及到设备繁杂，零散，极易忘带和丢失，巡检过程中缺少配件等情况频频发生，严重影响了巡检的效率。在巡检资源有限的情况下，特别是在巡检任务繁多、巡检任务间约束关系强，需要合理的调度巡检的资源和设备，避免巡检设备的来回空载，最大限度的利用现有资源，完成尽可能的多的巡检任务，提高巡检的效率，降低巡检成本。
采用无人机进行输电线路巡检具有一定危险性，尤其是在山区、高原等自然环境恶劣、气候多变的地区进行输电线路巡检。国内外的无人机输电线路巡检均处于试点和考核阶段，在该阶段需要采集和存储无人机巡检的运行参数，尤其是无人机的飞行状态信息、吊舱状态信息和无人机巡检的结果数据等，实现对无人机巡检的有效监控。为全面考核和分析现有无人机线路巡检的技术经济性和可靠性，完善无人机线路巡检的运营管理提供支持，实现无人机线路巡检的安全和可靠运行，需要通过现代化的技术手段和管理方法对无人机巡检进行集中监控。
目前，国内针对无人机巡检进行监控的系统很少，所提出的各种方法，大多处于试验阶段，并且都是针对单个无人机进行监控，而没有针对多个巡检的无人机进行集中监控。监控的对象多为无人机巡检的图像数据，对无人机巡检的状态信息、吊舱信息和气象信息的监控较少，对于巡检结果数据处理的信息化和自动化程度较低。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于无人机的电力巡检系统，通过远程监控和本地监控结合的方式，对每一个接入系统的无人机进行电量、飞行高度、拍摄角度、坐标、速度进行调控，增强了巡检平台、巡检站和无人机之间数据的同步，解决了现有的电力巡检系统监控数据较少，信息化和自动化程度低的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于无人机的电力巡检系统，包括巡检平台、地面巡检站和无人机；所述巡检平台与地面巡检站之间实现一对多通信；用于根据无人机的状态信息、工作人员信息和线路信息，对无人机巡检要素的分配和巡检任务的调度；所述地面巡检站与无人机通信连接用于获取无人机巡检的状态信息，对巡检平台的巡检指令进行响应，执行人员、设备和线路任务要素的调度，对巡检的设备、人员信息进行管理，对气象信息和飞机状态信息进行巡检，上传到调度平台；所述无人机用于进行无人机巡检，通过图传和数传与地面巡检站进行通信。
优选地，所述巡检平台包括巡检服务器、人员管理模块、设备管理模块、线路管理模块、结果管理模块、任务规划模块、gis模块存储模块和通信模块；所述巡检服务器依次与人员管理模块、设备管理模块、线路管理模块、结果管理模块、任务规划模块、gis模块存储模块和通信模块连接；所述巡检服务器用于对无人机巡检设备、人员、输电线路进行管理和调度，并依据巡检现场状态和巡检资源对任务调度方案进行调整，进行任务调度；
所述人员管理模块用于对巡检人员的基本信息、巡检记录和巡检资质进行管理和评估；所述设备管理模块用于对巡检设备的信息进行增加、删除、修改和查询的操作；所述线路管理模块用于巡检线路的信息进行增加、删除、修改和查询的操作；所述结果管理模块用于对每次巡检完成后的结果进行分析和储存；所述任务规划模块用于对无人机巡检任务进行规划管理；
所述gis模块用于对巡检现场和无人机gps定位信息的展示和管理，以及线路信息的展示和管理；所述通信模块用于对巡检平台与地面巡检站之间的数据通信，实现巡检指令和任务信息的下发和同步。
优选地，所述地面巡检站包括数据存储模块、人机交互模块、任务同步模块、线路诊断模块、气象监测模块、gps模块、通信模块、任务监控模块、图像处理模块和gis模块；所述数据存储模块依次与人机交互模块、任务同步模块、线路诊断模块、气象监测模块、gps模块、通信模块、任务监控模块、图像处理模块和gis模块连接；所述数据存储模块用于储存巡检任务、无人机上传图片、气象信息和线路诊断结果；所述人机交互模块用于获取并解析操作人员命令并发送至巡检服务器；所述任务同步模块用于同步巡检平台和地面巡检站任务信息；所述线路诊断模块用于对无人机上传的图片进行线路诊断；所述气象监测模块用于对无人机巡检范围内的天气进行监测的模块；所述gps模块用于监测无人机工作过程的gps位置信息；所述通信模块用于地面巡检站与无人机之间的数据通信，实现巡检指令和无人机同步；所述任务监控模块用于对工作状态中的无人机飞行状态进行监控；所述图像处理模块用于对无人机拍摄的线路图像进行处理判断线路是否存在隐患；所述gis模块用于展示输电线路和杆塔信息，并对相应的输电线路信息提供相应的属性、编辑、标色、导入、导出和展示操作。
优选地，所述无人机包括飞行控制模块、gps模块、摄像模块、人机交互模块和通信模块；所述飞行控制模块与gps模块、摄像模块、人机交互模块和通信模块连接；所述飞行控制模块用于控制无人机的基础操作和监测无人机工作状态；所述摄像模块用于拍摄输电线路上传至地面巡检站；所述人机交互模块用于获取并解析操作人员命令并发送至无人机；所述gps模块用于向地面巡检站发送位置信息；所述通信模块用于无人机与地面巡检站之间的数据通信，实现拍摄图片和地面巡检图像处理模块同步。
优选地，所述任务规划模块根据人员管理模块、设备管理模块、线路管理模块中信息，对一次巡检任务的人员、设备和输电线路进行调配。
优选地，所述线路诊断模块根据无人机上传的图片进行处理，对图片特征提取并根据数据存储模块中问题线路图片进行比对分析，若比对成功则将图片上问题线路的位置进行标注加以文字说明，上传至数据存储模块。
优选地，所述飞行控制模块监测无人机的工作属性包括：无人机电量、gps坐标、速度、高度、转速、总距、电池电量；所述飞行控制模块还可以根据监测的数据进行无人机的飞行高度、拍摄角度以及飞行线路进行调整。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过远程监控和本地监控结合的方式，对每一个接入系统的无人机进行电量、飞行高度、拍摄角度、坐标、速度进行调控，增强了系统的可操作性，提升了拍摄图片的质量，使巡检的效果达到最大化。
(2)本发明通过巡检平台、巡检站和无人机之间数据的快速同步，提升了电网巡检的信息化和自动化程度，极大的降低了工作人员的工作力度，避免了环境、天气等不良因素带来的危险。
(3)本发明通过地面巡检站对巡检的设备、人员、时间和线路进行调度，在有限的资源条件下，尽可能完成更多的巡检任务，提高无人机巡检效率，改善无人机巡检的可靠性和安全性，降低无人机巡检成本。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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为本发明的一种基于无人机的电力巡检系统的系统框图；
图2为巡检平台功能结构示意图；
图3为地面巡检站功能结构示意图；
图4为无人机功能结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种基于无人机的电力巡检系统，包括巡检平台、地面巡检站和无人机；巡检平台与地面巡检站之间实现一对多通信；用于根据无人机的状态信息、工作人员信息和线路信息，对无人机巡检要素的分配和巡检任务的调度；地面巡检站与无人机通信连接用于获取无人机巡检的状态信息，对巡检平台的巡检指令进行响应，执行人员、设备和线路任务要素的调度，对巡检的设备、人员信息进行管理，对气象信息和飞机状态信息进行巡检，上传到调度平台；无人机用于进行无人机巡检，通过图传和数传与地面巡检站进行通信。
请参阅图2所示，巡检平台包括巡检服务器、人员管理模块、设备管理模块、线路管理模块、结果管理模块、任务规划模块、gis模块存储模块和通信模块；巡检服务器依次与人员管理模块、设备管理模块、线路管理模块、结果管理模块、任务规划模块、gis模块存储模块和通信模块连接；巡检服务器用于对无人机巡检设备、人员、输电线路进行管理和调度，并依据巡检现场状态和巡检资源对任务调度方案进行调整，进行任务调度；人员管理模块用于对巡检人员的基本信息、巡检记录和巡检资质进行管理和评估；设备管理模块用于对巡检设备的信息进行增加、删除、修改和查询的操作；线路管理模块用于巡检线路的信息进行增加、删除、修改和查询的操作；结果管理模块用于对每次巡检完成后的结果进行分析和储存；任务规划模块用于对无人机巡检任务进行规划管理；gis模块用于对巡检现场和无人机gps定位信息的展示和管理，以及线路信息的展示和管理；通信模块用于对巡检平台与地面巡检站之间的数据通信，实现巡检指令和任务信息的下发和同步。
其中，任务规划模块根据人员管理模块、设备管理模块、线路管理模块中信息，对一次巡检任务的人员、设备和输电线路进行调配；系统记录每一个巡检人员工作时间、工作性质、工作特长进行统计；对每一个无人机设备进行备案编号，系统可以直接编号查询当前人机状态，系统根据需要巡检的电网，快速匹配合适的无人机和巡检人员。
请参阅图3所示，地面巡检站包括数据存储模块、人机交互模块、任务同步模块、线路诊断模块、气象监测模块、gps模块、通信模块、任务监控模块、图像处理模块和gis模块；数据存储模块依次与人机交互模块、任务同步模块、线路诊断模块、气象监测模块、gps模块、通信模块、任务监控模块、图像处理模块和gis模块连接；数据存储模块用于储存巡检任务、无人机上传图片、气象信息和线路诊断结果；人机交互模块用于获取并解析操作人员命令并发送至巡检服务器；任务同步模块用于同步巡检平台和地面巡检站任务信息；线路诊断模块用于对无人机上传的图片进行线路诊断；气象监测模块用于对无人机巡检范围内的天气进行监测的模块；gps模块用于监测无人机工作过程的gps位置信息；通信模块用于地面巡检站与无人机之间的数据通信，实现巡检指令和无人机同步；任务监控模块用于对工作状态中的无人机飞行状态进行监控；图像处理模块用于对无人机拍摄的线路图像进行处理判断线路是否存在隐患；gis模块用于展示输电线路和杆塔信息，并对相应的输电线路信息提供相应的属性、编辑、标色、导入、导出和展示操作。
其中，线路诊断模块根据无人机上传的图片进行处理，选择清晰度较高的进行鉴别，删除清晰度不够或选景不准确的图片，对选中的图片的特征提取并根据数据存储模块中问题线路图片进行比对分析，若比对成功则将图片上问题线路的位置进行标注加以文字说明，上传至数据存储模块。
请参阅图4所示，无人机包括飞行控制模块、gps模块、摄像模块、人机交互模块和通信模块；飞行控制模块与gps模块、摄像模块、人机交互模块和通信模块连接；飞行控制模块用于控制无人机的基础操作和监测无人机工作状态；摄像模块用于拍摄输电线路上传至地面巡检站；人机交互模块用于获取并解析操作人员命令并发送至无人机；gps模块用于向地面巡检站发送位置信息；通信模块用于无人机与地面巡检站之间的数据通信，实现拍摄图片和地面巡检图像处理模块同步。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如rom/ram、磁盘或光盘等。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。