一种基于无人机的电力线路运维检修系统及方法与流程

本发明涉及电力线路运维，尤其涉及一种基于无人机的电力线路运维检修系统及方法。

背景技术：

1、在我国电力事业迅速发展的环境中，电力保障工作越来越重要，输电线路的巡检工作则是其中的重要一环，同时，由于线路的巡检任务的增加，改变传统的人工巡检方式十分必要。由于我国的输电网络十分复杂，在过去的电力供应情况下，依靠人工巡检尚能完成巡检任务，但在电力建设快速发展的形势下，尤其是跨区域输电建设的扩大，输电线路巡检工作不仅繁重，而且增加了很多的困难，这就必然导致了电力运行检修人员的增长率低于电力线路与电力杆塔增长率的情况，同时，传统的人工巡检方式在现代化电力设施中也出现了很多的问题，比如，巡检工作任务重导致检修效率低下，检修环境复杂多变而给工作带来极大的不便，并且还需要进行攀爬作业而具有一定的危险性，在遇到紧急故障以及严厉的灾害天气时，人工巡检往往出现巡检不及时的问题，多种弊端都表明，传统电力巡检方式并不能满足现代化电力事业的发展。

2、目前，人工巡检、机器人巡检、直升机巡检和无人机巡检是输电线路最常用的巡检方式。其中，人工巡检相对传统，面对输电线路线路长及环境复杂的特点，巡检难度往往较大。机器人巡检在高压输电线路中更具适用性，但当前的机器人检测速度和工作范围仍有待提升和拓展。直升机巡检需要投入大量的资源，成本较高，无法广泛应用。无人驾驶航空器(unmannedaerial vehicles,uavs)，是指使用无线电遥控或由自身的控制程序进行控制飞行的无人机系统，简称无人机。随着无人机技术和相关软硬件的不断升级和改进，无人机在电力输电线路巡检中将发挥越来越重要的作用。由于输电线路运行环境较为复杂，且输电线路需长时间运行，因此易出现设备老化、线路破损及连接部件发热等问题，从而对线路安全运行造成较大的影响。无人机自动巡线技术在电力输电线路巡检中，不仅能够提高巡检效率和准确性，还能够实现数据的高效采集、传输、分析和处理，从而更好地支持电力线路的运维检修。

3、因此，提出一种基于无人机的电力线路运维检修系统及方法，来解决现有技术存在的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于无人机的电力线路运维检修系统及方法，有利于及时发现排除线路缺陷及重大隐患，杆塔巡查效率得以大大提高，节省大量人力、物力。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于无人机的电力线路运维检修系统，包括：无人机模块、判断处理模块、可视化模块、控制中心、工作终端；其中，

4、无人机模块，与可视化模块和判断处理模块的输入端连接，用于将杆塔位置和杆塔上的各设备图像传输入可视化模块，将杆塔上的各设备图像传输入判断处理模块；

5、判断处理模块，与控制中心的第一输入端连接，用于接收杆塔上的各设备图像，判断各设备是否出现故障，若是，则生成故障处理方案；

6、可视化模块，与控制中心的第二输入端连接，用于对杆塔位置、杆塔上的各设备图像和无人机整个飞行过程进行三维可视化展示；

7、控制中心，与工作终端的输入端连接，用于接收故障处理方案形成检修工单，派发至相应运维人员工作终端中；还对杆塔位置、杆塔上的各设备图像和无人机整个飞行过程的三维可视化展示进行监控管理；

8、工作终端，与控制中心的输出端连接，用于接收检修工单，对电力线路故障处运维检修。

9、可选的，无人机模块包括无人机本体，无人机本体搭载激光雷达、扫描设备、通信设备和可见光相机；

10、激光雷达，用于在飞行过程中规避障碍物；

11、扫描设备，用于扫描杆塔信息，判断杆塔位置；

12、可见光相机，用于在飞行过程中对杆塔及杆塔上的各设备进行全方位拍摄；

13、通信设备，用于与外部设备的通信。

14、可选的，采用的无人机本体为四旋翼无人机。

15、可选的，可见光相机全方位拍摄各设备包括但不限于杆塔本体塔身、横担、绝缘子、挂点、金具铁附件、导地线、引流线、变压器、熔断器。

16、可选的，判断处理模块判断各设备是否出现故障和生成故障处理方案的具体内容为：

17、对各设备图像进行边缘检测处理和灰度化处理，得到预处理后的图像；利用opencv对预处理后的图像进行特征提取；使用bow算法判断各设备图像是否出现故障；

18、调取oracle数据库，生成故障处理方案。

19、可选的，判断处理模块还包括专家系统故障诊断，判断各设备是否出现故障。

20、一种基于无人机的电力线路运维检修方法，应用于上述任一项的一种基于无人机的电力线路运维检修系统，包括以下步骤：

21、s1.利用无人机模块采集杆塔位置和杆塔上的各设备图像数据；

22、s2.将杆塔上的各设备图像数据输入判断处理模块，判断各设备是否出现故障，若是，则生成故障处理方案；

23、s3.基于可视化模块对杆塔位置、杆塔上的各设备图像和无人机整个飞行过程进行三维可视化展示；

24、s4.控制中心接收故障处理方案形成检修工单，派发至相应运维人员工作终端中；还对杆塔位置、杆塔上的各设备图像和无人机整个飞行过程的三维可视化展示进行监控管理；

25、s5.运维人员接收检修工单，对电力线路故障处运维检修。

26、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种基于无人机的电力线路运维检修系统及方法，具有以下有益效果：

27、(1)通过搭载激光雷达、扫描设备、通信设备和可见光相机，无人机可以获取电力输电线路的多维度数据实现电力输电线路巡检数据的全面和高效采集，无须人工干预和操作，为后续的数据故障分析和处理提供了丰富的信息基础。

28、(2)通过对数据的判断处理，判断各设备是否出现故障，从而生成检修工单，使得运维人员对电力线路故障处运维检修。

29、(3)将无人机应用于电力输电线路巡检，不受地形地貌限制，可视化模块可对输电线路进行实时在线监控，控制中心可根据地面站回传实况及时发现排除线路缺陷及重大隐患，杆塔巡查效率得以大大提高，节省了大量人力、物力。

技术特征：

1.一种基于无人机的电力线路运维检修系统，其特征在于，包括：无人机模块、判断处理模块、可视化模块、控制中心、工作终端；其中，

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的电力线路运维检修系统，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的电力线路运维检修系统，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的一种基于无人机的电力线路运维检修系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的电力线路运维检修系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的电力线路运维检修系统，其特征在于，

7.一种基于无人机的电力线路运维检修方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的一种基于无人机的电力线路运维检修系统，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于无人机的电力线路运维检修系统及方法，涉及电力线路运维技术领域。包括：无人机模块、判断处理模块、可视化模块、控制中心、工作终端。本发明通过搭载激光雷达、扫描设备、通信设备和可见光相机，无人机可以获取电力输电线路的多维度数据实现电力输电线路巡检数据的全面和高效采集，无须人工干预和操作，为后续的数据故障分析和处理提供了丰富的信息基础；通过对数据的判断处理，判断各设备是否出现故障，从而生成检修工单，使得运维人员对电力线路故障处运维检修。

技术研发人员：宓宇,张乾浩,赵舒怀,李保志,徐磊,徐云龙,房祥敏,梁玲玲,陈长征,卢立涛,闫区伟,杨琳,徐旭东,林祥星,王信文,王欢,张顺亮,钱玉鑫
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司莒县供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11