一种无人机巡检方法、装置和系统

本发明涉及无人机巡检，尤其涉及一种无人机巡检方法、装置和系统。

背景技术：

1、近年来，无人机以机动灵活、视野全面、作业安全、成本可控等优势广泛应用于巡检任务的执行。然而，现有的无人机巡检方法中，往往直接将大量采集的图像数据和传感数据直接全量上传至云服务进行分析处理，在偏远山区、郊区等网络信号弱、带宽不足的场景下极易出现上传缓慢、中断延迟等问题，无法实现关键异常信息的实时回传与快速上报，与此同时，同一设备缺陷会在多次检测中会被重复识别并触发多条独立告警信息，导致告警信息大量冗余，高风险故障易被淹没，严重降低运维处置效率与告警可信度。因此，亟待提升无人机巡检的可靠性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种无人机巡检方法、装置和系统，用于提升无人机巡检的可靠性。

2、本发明第一方面提供的一种无人机巡检方法，包括：

3、根据巡检任务规划所属的三维巡检航线，并通过无人机巡检平台沿所述三维巡检航线执行巡检任务；

4、当所述无人机巡检平台到达所述三维巡检航线的任一巡检航点时，按照巡检设备关联的数据采集策略多角度同步采集多模态的原始巡检数据；

5、在任一所述角度，对所述原始巡检数据进行时空对齐和数据清洗构建对应的目标巡检数据后，通过检测模型进行目标检测与实例分割确定单角度缺陷检测结果；

6、按照各所述单角度缺陷检测结果对所述目标巡检数据的图像数据进行缺陷类别聚类，形成缺陷事件簇；

7、根据所述目标巡检数据与所述单角度缺陷检测结果判定所述巡检设备的异常风险等级，并结合所述单角度缺陷检测结果、所述缺陷事件簇的簇标签与图像摘要构建所述巡检设备的巡检摘要报告；

8、基于所述异常风险等级和网络传输性能确定的上传模式，上传目标巡检数据与巡检摘要报告至云端管理平台；

9、若所述三维巡检航线未巡检完成，则通过无人机巡检平台沿所述三维巡检航线到达下一巡检航点执行巡检任务，直至巡检完成。

10、可选地，所述根据所述目标巡检数据与所述单角度缺陷检测结果判定所述巡检设备的异常风险等级，包括：

11、对任一所述角度，根据所述目标巡检数据中的设备红外热成像图确定设备红外温差异常值，并根据所述目标巡检数据中的环境温湿度数据以及环境振动数据确定环境温湿度异常值和环境振动异常幅值；

12、采用各所述角度关联的设备红外温差异常值、环境温湿度异常值与环境振动异常幅值以及单角度缺陷检测结果中的单角度缺陷检测置信度与单角度设备轮廓区域的面积，确定对应的单角度设备异常评分；

13、综合各所述单角度设备异常评分计算设备综合异常评分，并结合所述巡检设备的设备重要等级和历史缺陷变化趋势确定所述巡检设备的异常风险等级。

14、可选地，所述缺陷事件簇的图像摘要的确定过程，包括：

15、对任一所述缺陷事件簇中关联的设备rgb图像与设备红外热成像图计算图像综合评分；其中，图像综合评分包括图像清晰度、单角度设备轮廓区域面积图像占比、最大设备红外温差和视角完整性的加权求和；

16、将最大图像综合评分的设备rgb图像与设备红外热成像图作为所属缺陷事件簇的设备rgb图像摘要与设备红外热成像图摘要。

17、可选地，所述上传模式的确定过程，包括：

18、当所述异常风险等级为高危时，若网络传输性能大于或等于性能阈值则确定上传模式为全量巡检摘要报告与目标巡检数据并行上传，若网络传输性能小于性能阈值则确定上传模式为全量巡检摘要报告优先上传、目标巡检数据本地缓存至网络传输性能大于或等于性能阈值时上传；

19、当所述异常风险等级为中危时，若网络传输性能大于或等于性能阈值则确定上传模式为全量巡检摘要报告与目标巡检数据排队上传，若网络传输性能小于性能阈值则确定上传模式为轻量巡检摘要报告优先上传、目标巡检数据本地缓存至网络传输性能大于或等于性能阈值时上传；

20、当所述异常风险等级为低危时，若网络传输性能大于或等于性能阈值则确定上传模式为本地缓存压缩巡检摘要报告与目标巡检数据至巡检任务结束后并行上传，若网络传输性能小于性能阈值则确定上传模式为本地缓存压缩巡检摘要报告与目标巡检数据至巡检任务结束后、压缩巡检摘要报告优先上传、网络传输性能大于或等于性能阈值时目标巡检数据上传。

21、可选地，所述根据巡检任务规划所属的三维巡检航线，包括：

22、根据巡检任务关联的设备巡检信息和无人机飞行性能信息，构建航线约束条件与航线代价函数；

23、在所述航线约束条件的约束下优化求解航线代价函数，确定巡检任务规划关联的巡检所属的三维巡检航线；

24、其中，航线约束条件包括航线总长度约束、航线预计能耗约束和航线飞行高度约束，航线代价函数包括航线总长度代价、航线飞行高度代价、航线预计能耗代价和航线飞行风险代价。

25、可选地，还包括：

26、通过所述云端管理平台根据接收到的目标巡检数据与巡检摘要报告进行复核、实时警告和汇总巡检摘要报告并更新数据采集策略和检测模型。

27、本发明第二方面提供的一种无人机巡检装置，包括：

28、航线生成模块，用于根据巡检任务规划所属的三维巡检航线，并通过无人机巡检平台沿所述三维巡检航线执行巡检任务；

29、数据采集模块，用于当所述无人机巡检平台到达所述三维巡检航线的任一巡检航点时，按照巡检设备关联的数据采集策略多角度同步采集多模态的原始巡检数据；

30、异常识别模块，用于在任一所述角度，对所述原始巡检数据进行时空对齐和数据清洗构建对应的目标巡检数据后，通过检测模型进行目标检测与实例分割确定单角度缺陷检测结果；

31、事件聚合模块，用于按照各所述单角度缺陷检测结果对所述目标巡检数据的图像数据进行缺陷类别聚类，形成缺陷事件簇；

32、报告生成模块，用于根据所述目标巡检数据与所述单角度缺陷检测结果判定所述巡检设备的异常风险等级，并结合所述单角度缺陷检测结果、所述缺陷事件簇的簇标签与图像摘要构建所述巡检设备的巡检摘要报告；

33、数据上报模块，用于基于所述异常风险等级和网络传输性能确定的上传模式，上传目标巡检数据与巡检摘要报告至云端管理平台；

34、巡检控制模块，用于若所述三维巡检航线未巡检完成，则通过无人机巡检平台沿所述三维巡检航线到达下一巡检航点执行巡检任务，直至巡检完成。

35、可选地，还包括决策管理模块，用于：

36、通过所述云端管理平台根据接收到的目标巡检数据与巡检摘要报告进行复核、实时警告和汇总巡检摘要报告并更新数据采集策略和检测模型。

37、本发明第三方面提供的一种无人机巡检系统，包括通信连接的云端管理平台与无人机巡检平台；

38、云端管理平台，用于：根据巡检任务规划所属的三维巡检航线；

39、无人机巡检平台，用于：沿所述三维巡检航线执行巡检任务；当到达所述三维巡检航线的任一巡检航点时，按照巡检设备关联的数据采集策略多角度同步采集多模态的原始巡检数据；在任一所述角度，对所述原始巡检数据进行时空对齐和数据清洗构建对应的目标巡检数据后，通过检测模型进行目标检测与实例分割确定单角度缺陷检测结果；按照各所述单角度缺陷检测结果对所述目标巡检数据的图像数据进行缺陷类别聚类，形成缺陷事件簇；根据所述目标巡检数据与所述单角度缺陷检测结果判定所述巡检设备的异常风险等级，并结合所述单角度缺陷检测结果、所述缺陷事件簇的簇标签与图像摘要构建所述巡检设备的巡检摘要报告；基于所述异常风险等级和网络传输性能确定的上传模式，上传目标巡检数据与巡检摘要报告至云端管理平台；若所述三维巡检航线未巡检完成，则沿所述三维巡检航线到达下一巡检航点执行巡检任务，直至巡检完成。

40、可选地，还包括与云端管理平台通信连接的运维终端；

41、云端管理平台，还用于根据接收到的目标巡检数据与巡检摘要报告进行复核、实时警告和汇总巡检摘要报告并更新数据采集策略和检测模型；

42、运维终端，用于可视化展示巡检摘要报告和接收实时告警。

43、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

44、本发明的上述方案提供了一种无人机巡检方法，通过设定的数据采集策略实现巡检设备的高质量数据采集，按照缺陷类别对巡检设备进行异常事件级多图聚合和摘要生成以减少冗余告警，根据异常风险等级和网络传输性能实现异常分级告警与优先级上报，整体上助力实现巡检更安全、更高效、更轻量化和更可追溯，提升了无人机巡检可靠性。