阅读说明：本技术 一种无人机巡检方法及系统、输电线路巡检方法及系统 (Unmanned aerial vehicle inspection method and system and power transmission line inspection method and system ) 是由 饶竹一 张云翔 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及无人机巡检系统、输电线路巡检方法和系统、设备、介质,所述方法包括如下步骤：根据预设巡检策略进行巡检,获取输电线路设备的图像信息及图像信息所对应的EXIF信息；获取所述图像信息的获取时间所对应的无人机巡检系统的位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息；按信息存储时间对所述图像信息、EXIF信息、位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息进行命名后存储,得到影像数据；将所述影像数据发送至地面监控设备。所述存储介质存储有用于实现所述输电线路巡检方法的计算机程序。所述设备包括处理器和存储有所述计算机程序的存储器,能够实现所述输电线路巡检方法。实施本发明,能够基于机器视觉对输电线路设备进行巡检。(The invention relates to an unmanned aerial vehicle inspection system, an electric transmission line inspection method, a system, equipment and a medium, wherein the method comprises the following steps: carrying out inspection according to a preset inspection strategy to obtain image information of the power transmission line equipment and EXIF information corresponding to the image information; acquiring position information, flight path information and flight control information of the unmanned aerial vehicle inspection system corresponding to the acquisition time of the image information; naming and storing the image information, the EXIF information, the position information, the flight path information and the flight control information according to information storage time to obtain image data; and sending the image data to ground monitoring equipment. The storage medium stores a computer program for implementing the power transmission line inspection method. The equipment comprises a processor and a memory which stores the computer program, and can realize the power transmission line inspection method. By implementing the invention, the power transmission line equipment can be patrolled based on machine vision.)

一种无人机巡检方法及系统、输电线路巡检方法及系统

技术领域

本发明涉及输电线路技术领域，具体涉及一种无人机巡检方法及系统、输电线路巡检方法及系统。

背景技术

为了保证电网供电的稳定性，对于输电线路的巡视检修需要定期进行。前期采用的无线视频在线监控装置的位置是固定的，在监控过程中有检测不到的监控死角，因此难以做到实时职守和监察影像，加之这种无线监控装置没有自动的故障预警机制，对于输电线路的防外力破坏问题仍然得到无法有效解决。

发明内容

本发明旨在提出一种无人机巡检方法及系统、输电线路巡检方法及系统、计算机设备、计算机可读存储介质，实现基于机器视觉对输电线路设备进行巡检，提高输电线路的运行效率和质量。

第一方面，本发明实施例提出一种无人机巡检方法，包括如下步骤：

根据预设巡检策略进行巡检，获取输电线路设备的图像信息及图像信息所对应的EXIF信息；

获取所述图像信息的获取时间所对应的无人机巡检系统的位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息；

按信息存储时间对所述图像信息、EXIF信息、位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息进行命名后存储，得到影像数据；

将所述影像数据发送至地面监控设备。

第二方面，本发明实施例提出一种无人机巡检系统，用于实现根据第一方面实施例所述的无人机巡检方法，包括：

控制单元，用于根据预设巡检策略生成巡检的控制指令；

飞行执行单元，用于根据控制单元的控制指令中的飞行路径信息和飞行控制信息飞行；

图像获取单元，用于根据控制单元的控制指令，获取目标设备的图像信息及图像信息所对应的EXIF信息；

信息获取单元，用于获取所述图像信息的获取时间所对应的无人机巡检系统的位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息；

信息处理单元，用于按信息存储时间对所述图像信息、EXIF信息、位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息进行命名后存储，得到影像数据；

数据发送单元，用于将所述影像数据发送至地面监控设备。

第三方面，本发明实施例提出一种输电线路巡检系统，包括：

一个或多个根据第二方面实施例所述的无人机巡检系统，用于根据预设巡检策略进行巡检，获取目标设备的图像信息及图像信息所对应的EXIF信息，并获取所述图像信息的获取时间所对应的无人机巡检系统的位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息，按信息存储时间对所述图像信息、EXIF信息、位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息进行命名后存储，得到影像数据；

数据传输设备，用于接收所述无人机巡检系统的影像数据，并对所述影像数据按预设方式进行编码得到编码数据；

地面监控设备，用于接收所述数据传输设备的编码数据，并对所述编码数据进行解码得到影像数据，并对所述影像数据进行显示。

第四方面，本发明实施例提出一种根据第三方面实施例所述的输电线路巡检系统的巡检方法，包括如下步骤：

无人机巡检系统根据预设巡检策略进行巡检，获取目标设备的图像信息及图像信息所对应的EXIF信息，并获取所述图像信息的获取时间所对应的无人机巡检系统的位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息，按信息存储时间对所述图像信息、EXIF信息、位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息进行命名后存储，得到影像数据；

数据传输设备接收所述无人机巡检系统的影像数据，并对所述影像数据按预设方式进行编码得到编码数据；

地面监控设备接收所述数据传输设备的编码数据，并对所述编码数据进行解码得到影像数据，并对所述影像数据进行显示。

第五方面，本发明实施例提出一种计算机设备，包括：根据第二方面实施例所述无人机巡检系统；或者，存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行根据第一方面实施例所述无人机巡检方法的步骤。

第六方面，本发明实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面实施例所述无人机巡检方法的步骤。

本发明实施例提出一种无人机巡检方法及系统、输电线路巡检方法及系统、计算机设备、计算机可读存储介质。其中，无人机巡检系统在巡检过程中，利用预先设置好的巡检策略进行巡检，巡检策略包括巡检路径以及在路径中设定位置点所执行的信息获取任务；在巡检过程中得到大量的巡检数据，这些巡检数据被按照信息生成时间来命名和保存，最后将保存的所有数据发送给地面监控中心进行显示，巡检人员在地面监控中心通过观察无人机巡检系统回传的图像数据，即可判断各输电线路设备的状态。从而实现了基于机器视觉的输电线路巡检，提高输电线路的运行效率和质量。需说明的是，本实施例中巡检数据被按照信息生成时间来命名和保存，能够便于整理和显示数据，提高巡检人员根据图像数据进行故障分析时的工作效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而得以体现。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。当然，实施本发明的任一产品或方法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或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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为实施例一中一种无人机巡检方法流程图。

图2为实施例一中EXIF信息示意图。

图3为实施例一中影像数据存储结构示意图。

图4为实施例二中一种无人机巡检系统框架图。

图5为实施例三中一种输电线路巡检系统框架图。

图6为实施例四中一种输电线路巡检方法流程图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

实施例一

本发明实施例一提出一种无人机巡检方法，图1为实施例一所述无人机巡检方法的流程图，参阅图1，实施例一方法包括如下步骤S101-S104：

步骤S101、根据预设巡检策略进行巡检，获取输电线路设备的图像信息及图像信息所对应的EXIF信息；

具体而言，本实施例方法基于一无人机巡检系统实现，所述预设巡检策略包括无人机巡检系统的飞行路径以及在巡检飞行过程中需要执行的任务，例如拍摄目标输电线路的图像。其中，EXIF信息，是可交换图像文件的缩写，是专门为数码相机的照片设定的，可以记录数码照片的属性信息和拍摄数据。EXIF可以附加于JPEG、TIFF、RIFF等文件之中，为其增加有关数码相机拍摄信息的内容和索引图或图像处理软件的版本信息，例如图2所示。本实施例中获取的图像优选为JPEG格式。

举例而言，输电线路巡检设备不仅在故障检测中的应用很多，在对线路进行巡检时，对于自主飞行的路径也能够事先有所规划。输电线路巡检工作开始之前时，需要将计算出的最优巡检路径导入到输电线路巡检设备的机体导航系统中。线路巡检路径的规划方法，主要是依靠巡检设备中带有的GPS智能算法来进行其路径的规划。操作人员逐点进行计算，采用极坐标编码方式来构造遗传算子，规划出检测路线与时间都适合的飞行路径，然后将全程路径的数据代码录入到输电线路巡检的导航系统中。在路径数据的计算过程中，需要反复进行核对，因为数据的偏差会导致输电线路巡查出现安全隐患。其中，输电线路巡检路径的主要数据计算包括：巡检作业起飞以及降落点位置坐标，飞行速度、线路巡检作业各目标点位置信息以及转弯角度。在路径计算过程中，输电线路巡检设备性能参数、巡检任务的具体内容都会参与到路径的规划中来。输电线路巡检设备的最大续航航程、最大航行垂直角、图片拍摄距离、最小转弯半径以及路径的外界环境条件等都会约束路径的规划，输电线路巡检路径的计算是根据约束条件的范围内找到成本最低、效果最好的飞行路线。

步骤S102、获取所述图像信息的获取时间所对应的无人机巡检系统的位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息；

举例而言，一输电线路设备的图像的获取时间为10:00AM，则步骤中同时获取10:00AM所对应的无人机巡检系统的位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息，所述飞行路径信息为无人机巡检系统预先设定的，所述飞行控制信息为无人机巡检系统的飞行状态。

步骤S103、按信息存储时间对所述图像信息、EXIF信息、位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息进行命名后存储，得到影像数据；

具体而言，为了方便信息查阅和检索，会将信息的命名方式设置为储存的时间，例如图3所示方式，对图像信息、EXIF信息、位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息进行命名和存储，参阅图3，图3示出了三幅图像的情况，图3所示存储结构包括三部分，第一部分为图像及其EXIF信息，第二部分为GPS位置信息和IMU飞行路径信息，第三部分为飞行控制信息和影像质量及其他信息。

步骤S104、将所述影像数据发送至地面监控设备。

具体而言，地面监控设备在接收到影像数据后，对影像数据进行显示，巡检工作人员通过观察显示的图像，判断输电线路设备是否存在相应的故障情况，从而实现了基于机器视觉的输电线路巡检，能够在条件恶劣的情况下代替人工视觉，可以大大提高输电线路的运行效率和质量。

实施例二

本发明实施例二提出一种无人机巡检系统，用于实现根据本发明实施例一所述的无人机巡检方法，图4为实施例二所述无人机巡检系统的框架图，参阅图4，实施例二所述无人机巡检系统包括：

控制单元1，用于根据预设巡检策略生成巡检的控制指令；

飞行执行单元2，用于根据控制单元的控制指令中的飞行路径信息和飞行控制信息飞行；

图像获取单元3，用于根据控制单元的控制指令，获取目标设备的图像信息及图像信息所对应的EXIF信息；

信息获取单元4，用于获取所述图像信息的获取时间所对应的无人机巡检系统的位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息；

信息处理单元5，用于按信息存储时间对所述图像信息、EXIF信息、位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息进行命名后存储，得到影像数据；

数据发送单元6，用于将所述影像数据发送至地面监控设备。

以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中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，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模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的系统实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

需说明的是，实施例二所述系统与实施例一所述方法对应，因此，实施例二所述系统未详述部分可以参阅实施例一所述方法的内容得到，此处不再赘述。

并且，实施例二所述无人机巡检系统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。

实施例三

本发明实施例三提出一种输电线路巡检系统，图5为实施例三所述系统的框架图，参阅图5，实施例三所述系统包括：

一个或多个根据实施例二所述的无人机巡检系统100，用于根据预设巡检策略进行巡检，获取目标设备的图像信息及图像信息所对应的EXIF信息，并获取所述图像信息的获取时间所对应的无人机巡检系统的位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息，按信息存储时间对所述图像信息、EXIF信息、位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息进行命名后存储，得到影像数据；

数据传输设备200，用于接收所述无人机巡检系统的影像数据，并对所述影像数据按预设方式进行编码得到编码数据；

地面监控设备300，用于接收所述数据传输设备的编码数据，并对所述编码数据进行解码得到影像数据，并对所述影像数据进行显示。

具体而言，影像数据的传输是通过连接两个通信节点的物理线路而实现的。影像数据经过数据传输设备200的编码处理为编码信号，通过天线进行发射，地面监控设备300同样通过天线接收所述编码信号，并通过解码后，得到影像数据并将其图像化，在终端设备上的显示更加直观。

实施例四

本发明实施例四提出一种根据实施例三所述的输电线路巡检系统的巡检方法，图6为实施例四所述巡检方法的流程图，参阅图6，实施例四所述方法包括如下步骤：

步骤S201、一个或多个无人机巡检系统100根据预设巡检策略进行巡检，获取目标设备的图像信息及图像信息所对应的EXIF信息，并获取所述图像信息的获取时间所对应的无人机巡检系统的位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息，按信息存储时间对所述图像信息、EXIF信息、位置信息、飞行路径信息及飞行控制信息进行命名后存储，得到影像数据；

步骤S202、数据传输设备200接收所述无人机巡检系统的影像数据，并对所述影像数据按预设方式进行编码得到编码数据；

步骤S203、地面监控设备300接收所述数据传输设备的编码数据，并对所述编码数据进行解码得到影像数据，并对所述影像数据进行显示。

其中，所述步骤S201具体包括：

根据预设巡检策略进行输电线路故障巡检、进行输电线路下方通道环境的异物巡检以及进行电网周边附属设施的故障巡检。

具体而言，不同的巡检任务可以由不同的无人机巡检系统执行，以提高输电线路巡检的效率，也避免单一无人机巡检系统因执行任务太多，而对硬件要求太高，相应的控制算法也会更为复杂。

其中，所述进行输电线路故障巡检包括地面与基面、杆塔、接地装置、拉线、绝缘子的巡检；

其中，地面与基面的巡检包括：无人机巡检系统在巡检过程中获取地面与基面的图像信息，无人机的影像数据包括该地面与基面的图像信息；地面监控设备对影像数据进行显示，巡检人员通过观察影像数据中的地面与基面的图像判断经过挖掘后的地面是否出现回填松动的情况而导致地面下沉，以及基面是否有被积水淹泡或冰冻导致膨胀的情况；

其中，杆塔的巡检包括：无人机巡检系统在巡检过程中降落在杆塔上并获取杆塔或杆塔周围的图像信息，无人机的影像数据包括所述杆塔或杆塔周围的图像信息；地面监控设备对影像数据进行显示，巡检人员通过观察影像数据中杆塔或杆塔周围的图像的抖动情况排查杆塔的基础的牢固程度；

其中，接地装置的巡检包括：无人机巡检系统在巡检过程中获取接地装置的图像信息，无人机的影像数据包括该接地装置的图像信息；地面监控设备对影像数据进行显示，巡检人员通过观察影像数据中接地装置的图像，判断接地装置是否有断裂和腐蚀，以及是否存在接地带导线外露或丢失的情况。

其中，所述进行输电线路下方通道环境的异物巡检包括：输电线路防雷装置、防鸟装置、检测装置的巡检；

其中，防雷装置的巡检包括：无人机巡检系统在巡检过程中利用其自带的验电笔测试金属杆导电情况，并获取验电笔和金属杆的图像信息，无人机的影像数据包括验电笔和金属杆的图像信息；地面监控设备对影像数据进行显示，巡检人员通过观察影像数据中的验电笔和金属杆的图像，判断防雷装置导电是否有出现异常，以及金属杆是否有腐蚀、松动、破损或串联的情况；

其中，防鸟装置的巡检包括：无人机巡检系统在巡检过程中获取防鸟装置的图像信息，无人机的影像数据包括防鸟装置的图像信息；地面监控设备对影像数据进行显示，巡检人员通过观察影像数据判断防鸟装置中的鸟刺是否出现锈钝、松脱或变形的情况；

其中，检测装置的巡检包括：无人机巡检系统在巡检过程中利用其自带的红外定位装置检测电网周边附属设施的检测装置的位置信息，无人机巡检系统的影像数据包括检测装置的位置信息，地面监控设备对影像数据进行显示，巡检人员通过观察影像数据中检测装置的位置信息判断是否存在位移故障。

其中，所述进行电网周边附属设施的故障巡检包括包括安全距离、作业合规情况、其他危险情况的巡检；

其中，安全距离的巡检包括：无人机巡检系统在巡检过程中获取建筑物与输电线路的位置信息，无人机巡检系统的影像数据包括建筑物与输电线路的位置信息，地面监控设备对影像数据进行显示，巡检人员通过观察影像数据中建筑物与输电线路的位置信息判断输电线路是否在安全距离的规定区间内；

其中，作业合规情况的巡检包括：无人机巡检系统在巡检过程中飞行到一定高度，从高视角获取施工作业的图像信息；无人机巡检系统的影像数据包括从高视角获取施工作业的图像信息，地面监控设备对影像数据进行显示，巡检人员通过观察影像数据中施工作业的图像判断是否有不合规定的施工作业的情况存在。

其中，其他危险情况的巡检包括：地面监控设备对影像数据进行显示，巡检人员通过观察影像数据，判断输电线路附近是否存在威胁安全的物品，附近地面是否出现塌陷等其他威胁输电线路安全的情况。

实施例五

本发明实施例五提出一种计算机设备，包括：根据本发明实施二例所述无人机巡检系统；或者，存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行根据本发明实施例一所述无人机巡检方法的步骤。

当然，所述计算机设备还可以具有有线或无线网络接口、键盘以及输入输出接口等部件，以便进行输入输出，该计算机设备还可以包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。

示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述计算机设备中的执行过程。

所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述计算机设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述计算机设备的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或单元，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或单元，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述计算机设备的各种功能。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

实施例六

本发明实施例六提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例一所述无人机巡检方法的步骤。

具体而言，所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。