[發(fā)明專利]一種輸電線路巡檢無人機(jī)的控制方法及無人機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510272778.2
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN104865971B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林靖宇;李棟;盧子廣;龍軍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司44214
• 代理人: 李珊

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及無人機(jī)導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種輸電線路巡檢無人機(jī)的控制方法及無人機(jī)。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會對電力的需求激增，電力線路正大幅擴(kuò)建，而中國國土遼闊，線路將穿越各種復(fù)雜的地形環(huán)境，從而促進(jìn)了無人機(jī)輸電線路巡檢方式的出現(xiàn)，它很好的解決了復(fù)雜地形輸電線路巡檢的難題。然而遠(yuǎn)距離的野外高壓輸電線路巡檢對無人機(jī)巡檢的安全性要求非常高，且基于圖像的故障檢測也依賴于對圖像數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠獲取。如何保證無人機(jī)巡檢過程中對高壓線路的安全性以及拍攝圖像的穩(wěn)定性成為無人機(jī)輸電線路巡檢的重點和難點。

現(xiàn)有的無人機(jī)輸電線路巡檢系統(tǒng)中，通常采用GPS導(dǎo)航使無人機(jī)沿輸電線路飛行，或采用激光測距來控制無人機(jī)與輸電線路的距離。但由于GPS本身存在精度誤差，而且在復(fù)雜山區(qū)存在GPS信號弱、容易被干擾等問題，而激光測距成本較大，且增加了無人機(jī)的負(fù)載，降低了無人機(jī)的飛行效率。因而，上述兩種方法中輸電線路巡檢無人機(jī)的安全性低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N輸電線路巡檢無人機(jī)的控制方法及無人機(jī)，解決現(xiàn)有技術(shù)中輸電線路巡檢無人機(jī)在執(zhí)行飛行任務(wù)時安全性低的問題。

根據(jù)本申請的第一方面，本申請?zhí)峁┮环N輸電線路巡檢無人機(jī)的控制方法，包括以下步驟：

獲取包含有輸電塔的輸電線路巡視圖像；識別輸電線路巡視圖像中的輸電塔；基于識別出的輸電塔，計算無人機(jī)到輸電線路平面的安全距離；根據(jù)安全距離，調(diào)整無人機(jī)的飛行位置。

根據(jù)本申請的第二方面，本申請?zhí)峁┮环N無人機(jī)，用于巡檢輸電線路，其包括攝像模塊、處理模塊和驅(qū)動模塊，其特征在于：

攝像模塊，用于拍攝包含有輸電塔的輸電線路巡視圖像并將拍攝到的輸電線路巡視圖像發(fā)送至處理模塊；處理模塊，用于識別輸電線路巡視圖像中的輸電塔，計算無人機(jī)到輸電線路平面的安全距離，基于所述安全距離向驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號；驅(qū)動模塊，用于根據(jù)控制信號調(diào)整無人機(jī)的飛行位置。

本申請的有益效果是，由于本申請通過獲取包含有輸電塔的輸電線路巡視圖像；識別輸電線路巡視圖像中的輸電塔；基于識別出的輸電塔，計算無人機(jī)到輸電線路平面的安全距離；根據(jù)所述安全距離，調(diào)整無人機(jī)的飛行位置。即本申請通過獲取的圖像調(diào)整無人機(jī)的飛行位置，信號不受干擾，識別精度更高，因而可以提升輸電線路巡檢無人機(jī)在執(zhí)行飛行任務(wù)時的安全性。

附圖說明

圖1為某些實施例的流程圖；

圖2為某些實施例的成像原理示意圖；

圖3為某些實施例的在俯視視角下的成像原理圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種輸電線路巡檢無人機(jī)的控制方法，在某些實施例中，如圖1所示，包括以下步驟：

S101：獲取包含有輸電塔的輸電線路巡視圖像；

S102：識別輸電線路巡視圖像中的輸電塔；

S103：基于識別出的輸電塔，計算無人機(jī)到輸電線路平面的安全距離；

S104：根據(jù)安全距離，調(diào)整無人機(jī)的飛行位置。

輸電線路巡檢無人機(jī)上一般配備有攝像機(jī)，如單目攝像機(jī)。可通過攝像頭拍攝包含有輸電塔的輸電線路巡視圖像。輸電線路巡視圖像是指輸電線路巡檢無人機(jī)為巡檢線路而拍攝的用于反應(yīng)輸電線路狀況的圖像，由于本實施例無人機(jī)到輸電線路平面的安全距離是基于輸電塔計算得到的，因此，輸電線路巡視圖像中應(yīng)該具有輸電塔的影像。

對輸電線路巡視圖像中的輸電塔的識別，可采用AP(Affinity Propagation)聚類法對目標(biāo)圖像進(jìn)行分類識別。具體的圖像處理步驟如下：1)對輸電線路巡視圖像進(jìn)行灰度化處理；2)采用中值濾波、膨脹和腐蝕等方法對灰度圖像進(jìn)行預(yù)處理；3)提取預(yù)處理后圖像的小波特征值；4)采用AP聚類方法對目標(biāo)圖像進(jìn)行分類與識別。輸電塔識別部分對預(yù)處理后的圖像進(jìn)行一層小波分解，得到垂直子圖、水平子圖、平滑子圖和斜向子圖，對每個子圖的小波分解系數(shù)求均值和方差，作為特征值進(jìn)行分類。然后由AP聚類算法根據(jù)數(shù)據(jù)集的N個樣本點之間的相似度進(jìn)行聚類，從而可識別出圖像中的輸電塔。

識別出輸電線路巡視圖像中的輸電塔后，可基于識別出的輸電塔，計算無人機(jī)到輸電線路平面的安全距離。根據(jù)安全距離，調(diào)整無人機(jī)的飛行位置。

如圖2所示，h為目標(biāo)物體在圖像中的高度，H為目標(biāo)物體的實際高度，u為目標(biāo)物體距離成像中心的物距，v為目標(biāo)物體的相距。由成像原理可以得到物距與像距分別為：