基于GNSS定位的架空配电线路无人机自主巡检方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，包括：1)获取无人机的gnss定位误差；2)根据gnss定位误差对被巡视架空配电线路上每一基杆塔的坐标进行反向修正；3)以反向修正后的杆塔坐标为基准点，规划无人机的巡视、拍照参数并形成航线；4)无人机按航线自动执行巡视、拍照作业。2.根据权利要求1所述的基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，所述无人机为具备gnss定位功能的多旋翼无人机，步骤1)包括：操控无人机悬停于指定的杆塔o的正上方，记录此时无人机的卫星接收器观测到的经纬度l
0o
,b
0o
；操控无人机飞行至与杆塔o最高点保持平齐，记录此时观测到的高度h
0o
，得到无人机观测到的wgs
‑
84坐标系下的大地坐标(l
0o
,b
0o
,h
0o
)；将大地坐标(l
0o
,b
0o
,h
0o
)转换为wgs
‑
84空间直角坐标(x
0o
,y
0o
,z
0o
)、杆塔o在wgs
‑
84坐标系下的精确大地坐标(l
o
,b
o
,h
o
)转换为wgs
‑
84空间直角坐标(x
o
,y
o
,z
o
)，再将wgs
‑
84空间直角坐标(x
0o
,y
0o
,z
0o
)、(x
o
,y
o
,z
o
)二者相减得到无人机的gnss定位误差(δx,δy,δz)。3.根据权利要求2所述的基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，步骤2)包括：针对被巡视架空配电线路上每一基杆塔i在wgs
‑
84坐标系下的大地坐标(l
i
,b
i
,h
i
)
i＝1,2,
…
,n
，首先分别转换为wgs
‑
84空间直角坐标(x
i
,y
i
,z
i
)
i＝1,2,
…
,n
；再分别加上无人机的gnss定位误差(δx,δy,δz)，得到反向修正后的杆塔坐标(x
′
i
,y
′
i
,z
′
i
)
i＝1,2,
…
,n
。4.根据权利要求3所述的基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，步骤3)中规划无人机的巡视、拍照参数包括：分别为被巡视架空配电线路上每一基杆塔i规划五个拍照点，五个拍照点分别位于杆塔i(x
′
i
,y
′
i
,z
′
i
)
i＝1,2,
…
,n
的小号侧斜上方、大号侧斜上方、左侧斜上方、右侧斜上方以及正上方；拍照点的坐标以地心o(0,0,0)、杆塔i(x
′
i
,y
′
i
,z
′
i
)
i＝1,2,
…
,n
、相邻下游杆塔i 1(x
′
i 1
,y
′
i 1
,z
′
i 1
)
i＝1,2,
…
,n
所确定的平面为基准进行计算，拍照点的偏航角以杆塔i(x
′
i
,y
′
i
,z
′
i
)
i＝1,2,
…
,n
、相邻下游杆塔i 1(x
′
i 1
,y
′
i 1
,z
′
i 1
)
i＝1,2,
…
,n
所确定的方向为基准进行计算，拍照点的云台俯仰角以拍照点与杆塔i(x
′
o
,y
′
o
,z
′
o
)
i＝1,2,
…
,n
的相对位置确定，偏航角和云台俯仰角确保相机正对杆塔的塔头。5.根据权利要求4所述的基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，步骤4)中无人机按航线自动执行巡视、拍照作业为在步骤1)获取无人机在当前区域内的gnss定位误差后的指定时间内完成，且执行巡视、拍照作业的半径不超过以杆塔o为中心的指定距离的范围。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，步骤1)之前还包括测量被巡视架空配电线路上每一基杆塔的精确坐标的步骤：s1)采用无人机采集被巡视架空配电线路每一基杆塔的杆塔坐标数据和观测时间数据；s2)将每一基杆塔的杆塔坐标数据和观测时间数据进行解算，得到被巡视架空配电线路上每一基杆塔的精确坐标。7.根据权利要求6所述的基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，步骤s1)包括：针对被巡视架空配电线路每一基杆塔i，手动操控无人机悬停于杆塔i正上方，记录此时无人机的卫星接收器的卫星观测数据、星历数据、经纬度坐标(l
i
，b
i
)以及观测时间t
lb,i
；手动操控飞行器的相机与杆塔i最高点保持平齐，记录此时无人机的卫星接收器的卫星观测数据、星历数据、高度坐标h
i
以及观测时间t
h,i
，最终得到杆塔i的杆塔坐标
数据(l
i
,b
i
,h
i
)
i＝2,
…
,n
和时间数据(t
lb,i
,t
h,i
)
i＝2,
…
,n
。8.根据权利要求7所述的基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，步骤s2)包括：针对被巡视架空配电线路每一基杆塔i，按rinex标准格式准备杆塔i的杆塔坐标数据(l
i
,b
i
,h
i
)
i＝2,
…
,n
，按ascii码格式准备杆塔i的时间数据(t
lb,i
,t
h,i
)
i＝2,
…
,n
，获取基站静态数据文件，将获得的三类文件导入解算软件进行解算并导出计算结果，然后从计算结果的奇数行记录中取得经纬度坐标、从偶数行记录中取得高度坐标，组合成杆塔i的在wgs
‑
84坐标系下的精确大地坐标(l
i
,b
i
,h
i
)
i＝1,2,
…
,n
。9.一种基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，该微处理器被编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述基于gnss定位的架空配电线路无人机自主巡检方法的计算机程序。

技术总结
本发明公开了一种基于GNSS定位的架空配电线路无人机自主巡检方法及系统，本发明方法包括：1)获取无人机的GNSS定位误差；2)根据GNSS定位误差对被巡视架空配电线路上每一基杆塔的坐标进行反向修正；3)以反向修正后的杆塔坐标为基准点，规划无人机的巡视、拍照参数并形成航线；4)无人机按航线自动执行巡视、拍照作业。本发明成本低、见效快，可实现架空配电线路的无人机自主巡检，有助于降低对高端无人机设备和飞行操控人员的依赖，并降低作业人员劳动强度、提升配电线路巡检效率和自动化、智能化水平。能化水平。能化水平。


技术研发人员：吴晟 肖剑 黄志鸿 龚汉阳 张可人 徐先勇 陈骏星溆
受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司电力科学研究院 国家电网有限公司
技术研发日：2021.08.18
技术公布日：2021/10/23