[發明專利]一種變電站無人機自主巡檢系統

在審

• 申請號: 202011217984.0
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112269398A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 陳俊杰;葉東華;陳凌睿;產焰萍;林毅斌;柳楊
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司漳州供電公司;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 郭東亮;蔡學俊

本發明提出一種變電站無人機自主巡檢系統，包括圖像分析模塊、無人機和設于變電站內的地標；所述地標設于無人機的巡檢路線的巡檢航拍點的俯視向位置處，地標繪有無人機可辯識的姿態信息；當無人機沿巡檢路線對變電站巡檢時，根據地標處的姿態信息把無人機的飛行工況調整為航拍工況，以航拍工況拍攝變電站航拍照片并回傳給圖像分析模塊；所述圖像分析模塊通過比對無人機在不同時間點拍攝的變電站航拍照片，來評估變電站是否存在異常信息；本發明可實現無人機自主巡航、著陸、自主充電，無需人力干預，且拍攝的圖像可自動進行批量圖像比對。

技術領域

本發明涉及無人機定位導航技術領域，尤其是一種變電站無人機自主巡檢系統。

背景技術

傳統的變電站人工巡檢，運維人員全面巡視一遍，4個人至少需要4個小時，甚至需要人員爬上桿塔進行線路和電氣設備的檢查，不僅耗時、耗力、存在危險、成本高。而且變電站廣泛分布于偏遠地區，面對如此大的工作量，人工巡線周期過長，代價太大，顯然不切實際。因此，利用無人機代替人力進行變電站的自主智能巡檢已經漸漸成為一個必然的發展方向。

現有技術下，無人機巡檢需要人工判別大量航拍圖像，且成本高，沒有開展自主巡檢、充電等環節，仍需大量人力干預。本提案提出變電站無人機自主巡檢方法，可實現無人機自主巡航、著陸、自主充電，無需人力干預，且拍攝的圖像可自動進行批量圖像比對，找出變電站內漂浮物或故障，無需人眼查找故障，實現無人機“一鍵式”進行無人機航電規劃、空間定位、數據采集、圖像識別等全過程自主作業。

發明內容

本發明提出一種變電站無人機自主巡檢系統，可實現無人機自主巡航、著陸、自主充電，無需人力干預，且拍攝的圖像可自動進行批量圖像比對。

本發明采用以下技術方案。

一種變電站無人機自主巡檢系統，所述巡檢系統包括圖像分析模塊、無人機（1）和設于變電站內的地標（5）；所述地標設于無人機的巡檢路線的巡檢航拍點的俯視向位置處，地標繪有無人機可辯識的姿態信息；當無人機沿巡檢路線對變電站巡檢時，根據地標處的姿態信息把無人機的飛行工況調整為航拍工況，以航拍工況拍攝變電站航拍照片并回傳給圖像分析模塊（10）；所述圖像分析模塊通過比對無人機在不同時間點拍攝的變電站航拍照片，來評估變電站是否存在異常信息。

所述無人機包括飛控模塊、攝像設備和超聲波測距設備；所述地標設于變電站的地面上；當無人機沿巡檢路線對變電站巡檢時，在地標上方懸停并通過無人機自帶的攝像設備對地標信息進行識讀。

所述無人機攝像設備的航拍方向朝向下方；所述地標包括同心圓與等腰三角形結合形成的可被無人機辯識的圖案；當無人機對地標信息進行識讀時，同心圓圓心識讀為地標中心點，等腰三角形底邊中心指向頂點的向量為該處地標指定的無人機航拍工況朝向及該處地標指定的無人機航向。

當無人機對地標信息進行識讀時，對地標的圖像進行預處理，提取圖像邊緣輪廓，進行橢圓擬合，當無人機攝像設備采集圖像中存在同心圓則可判斷識別出地標目標，并計算同心圓標識中心點；將地標的圖案內圓設置為感興趣區域，只對感興趣區域內圖像進行處理，通過Harris角點檢測提取三角形三個角點，計算地標信息中的無人機航拍工況朝向的方向角，為無人機提供用于飛行工況調整的位置和方向信息。

所述巡檢系統的巡檢方法包括以下步驟；

步驟一、當無人機收到巡檢信號時，首先通過GPS規劃無人機巡檢路線；

步驟二、當無人機的飛控模塊經攝像設備識別出變電站地面的地標后，飛控模塊控制無人機在地標上空保持水平懸停，并通過超聲波測矩設備測量出無人機相對與地面的高度，飛控模塊控制無人機飛行使之與地面的相對高度保持為閾值；