[發明專利]一種架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法

有效

• 申請號: 201410706814.7
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104597907A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 付晶;邵瑰瑋;蔡煥青;胡霽;陳怡;曾云飛
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：對量測設備進行檢校；

步驟2：在無人機機體上布置標識；

步驟3：無人機起飛后，量測設備對無人機機體進行測量；

步驟4：對無人機位置進行實時分析；

步驟5：對無人機巡檢系統飛行準確性進行評價。

2.根據權利要求1所述的架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，其特征在于：所述步驟1中，首先布置三維檢校場，使用量測設備對三維檢校場進行拍攝，使三維檢校場占滿整幅影像；然后根據三維檢校場的已知位置約束條件，使用直接變換方法解算量測設備的內方位元素，包括量測設備的像主點位置、主距和鏡頭畸變參數，并確定拍攝中心與像平面的關系；最后根據量測設備的拍攝基線確定量測設備中兩臺拍攝設備的相對位置。

3.根據權利要求1所述的架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，其特征在于：所述步驟2中，標識的形狀為黑白相間的圓形，其直徑5cm，具有對稱性。

4.根據權利要求1所述的架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，其特征在于：所述步驟2中，在無人機機體上選擇三個位置布置標識，三個位置的運動方向及位移與機體保持一致，標識的正面朝下，且平整。

5.根據權利要求1或4所述的架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，其特征在于：對于不同的無人機，采用以下方式布置標識：

(1)對多旋翼無人機，在機腹下方布置一個標識，在兩個機臂上分別布置一個標識或在機體框架對角位置上布置兩個標識；

(2)對無人直升機，在機腹下方布置兩個標識，尾端布置一個標識；

(3)對固定翼無人機，在機腹布置一個標識，在兩個機翼各布置一個標識。

6.根據權利要求1所述的架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，其特征在于：所述步驟3包括以下步驟：

步驟3-1：選擇直線區段作為測量區，給定測試區中兩端中點的地理坐標，按兩個地理坐標設置無人機飛行航線，滿足無人機在航線飛行時，飛行高度在10～20m之間，飛行速度為0～5m/s；

步驟3-2：量測設備中兩個拍攝設備的俯仰角向上，水平視角與預設航線成垂直角布置，并根據天氣情況設定感光度和光圈；

步驟3-3：無人機起飛后，其采取自主飛行模式，并按預設航線飛行；

步驟3-4：啟動量測設備，以連拍模式進行拍攝，并將影像傳輸至后臺處理系統。

7.根據權利要求1所述的架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，其特征在于：所述步驟4包括以下步驟：

步驟4-1：對拍攝的影像進行預處理，提取標識點；

步驟4-2：對兩臺拍攝設備在同一時刻拍攝的影像，進行標識點匹配；

步驟4-3：采用相對控制的方式，以飛機質心為原點O，以機身方向為X軸，以同一水平面上垂直于機身方向為Y軸，并以垂直于XOY平面的方向為Z軸，建立空間直角坐標系，測定標識點在該空間直角坐標系中的像素坐標；

步驟4-4：以像素坐標為測量值，結合布置在無人機上的三個標識相對位置關系，建立共線方程，根據共線方程確定無人機位置；

步驟4-5：根據確定的無人機在不同時刻的位置，繪制無人機飛行航跡。

8.根據權利要求1所述的架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，其特征在于：所述步驟5中，將無人機飛行航跡與預設航線進行對比分析，分別通過水平準確度評價指標和垂直準確度評價指標對無人機的水平準確度和垂直準確度進行評價。

9.根據權利要求8所述的架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，其特征在于：所述水平準確度評價指標包括最大水平偏差和平均水平偏差；所述最大水平偏差為無人機飛行航跡上在水平方向上最大的偏差，所述平均水平偏差為無人機在不同時刻位置的水平偏差值的均方根；

所述垂直準確度評價指標包括最大高度偏差和平均高度偏差；所述最大高度偏差為無人機飛行航跡上在垂直方向上的最大偏差，所述平均高度偏差為無人機在不同時刻位置的高度偏差值的均方根。