[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

技術領域

本發明涉及一種評價方法，具體涉及一種架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法。

背景技術

在電力系統中，無人機主要用于巡視輸電線路設備本體及通道走廊，檢測設備和通道缺陷。無人機種類繁多，按機型可分為固定翼無人機、無人直升機，兩種機型均在輸電線路巡檢中有不同方面的應用。其中，固定翼無人機側重于開展輸電線路通道巡檢、災情普查，可快速發現通道內固定或流動作業、山火、違章建筑等外破隱患，在災害情況下可迅速確定受災范圍，評估受災情況。無人直升機側重于開展輸電線路單塔或區段巡檢、故障巡檢，易于發現線路桿塔瓶口以上缺陷。

目前，輸電線路巡檢用無人機多為中小型無人機，即空機質量在116千克以下。由于軍事、政治等原因，無人機進口技術較少，多為國內生產。國內無人機機體生產廠家主要有三類，一是具備軍工背景的研究所，主要制造大中型無人機平臺，具備技術研發、檢測實驗、系統集成和質量管控優勢；二是以科研院所為背景的企業，主要制造中小型無人機平臺，有科研應用基礎，但在生產能力、質量管控、系統集成、檢測等方面存在不足；三是從做小型航模發展起來的小型民企，主要制造中小型無人機平臺，具有一定成本優勢，但在生產研發能力、質量管控、外購設備檢測等方面存在不足，且不具備系統集成資質和質量檢測手段。

輸電線路巡檢需要對特定部件進行數據采集，分辨率要求極高；在實際巡檢作業時，先在地面設置航線和任務設備參數，再進行飛行巡檢。無人機飛行準確性對巡檢結果影響質量較大，飛行準確性主要體現在無人機飛行的水平位置和高度位置。影響無人機飛行準確性的因素主要有飛行控制系統、導航定位模塊等。但目前國內無人機市場不成熟，飛行控制系統質量參差不齊，導航定位模塊質量較差。國內架空輸電線路無人機巡檢系統發展還處于起步階段，暫無行業標準、國家標準，暫無輸電線路無人機巡檢系統相關試驗方法。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，對無人機機體的飛行位置和姿態進行測量，對飛行準確性進行評估，篩選合格的無人機巡檢系統，保障線路設備安全。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種架空輸電線路無人機巡檢系統飛行準確性評價方法，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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；