一种无人机的控制方法及控制装置与流程

1.本发明实施例涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机的控制方法及控制装置。


背景技术：

2.无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，是信息时代高技术含量的产物，随着无人机技术的成熟和普及，无人机巡检已成为电网企业重要的巡检手段。
3.目前用于电网巡检的无人机仍采用“指点飞点”与避障相结合的路径规划形式，飞行路线单一且死板。因不同的天气状况，无人机与变电站设备的带电距离不同，现阶段的无人机路径规划技术无法与变电站多变的天气因素相适应；因变电站设备带电情况、变电站设备施工情况不同，现阶段的无人机路径规划仍采用高空绕行方式，无法根据设备带电情况及施工情况智能绕行或穿越，且仍需人工调整相应的飞行路线，增加了工作人员对无人机巡检路线的设计与维护时间，从而影响了无人机对设备的巡检效率。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种无人机的控制方法及控制装置，以实现结合天气状况以及变电站设备的带电情况自动确定飞行路线，提高无人机的巡检效率。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种无人机的控制方法，包括：
6.获取当前天气信息，并根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离；
7.确定待巡检设备的带电情况，并获取带电的待巡检设备的管控级别信息；
8.基于信息熵权公式，根据所述管控级别信息和带电情况计算带电的待巡检设备的威胁值；
9.根据所述威胁值控制所述无人机飞过带电的待巡检设备的飞行路径；其中，在所述飞行路径中，所述无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于所述最小安全距离。
10.可选的，所述根据所述威胁值控制所述无飞机飞过带电的待巡检设备的飞行路径，包括：
11.判断所述待巡检设备的威胁值是否大于第一预设值；
12.若大于，则控制所述无人机绕行所述待巡检设备；所述无人机绕行所述待巡检设备时，距离带电的待巡检设备的飞行距离大于第一安全距离；
13.若小于，则控制所述无人机靠行所述待巡检设备；所述无人机靠行所述待巡检设备时，距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距离，并小于第一安全距离。
14.可选的，方法还包括：
15.若所述无人机位于两个带电的待巡检设备之间，并且两个带电的待巡检设备的威胁值均小于所述第一预设值；则控制所述无人机靠近威胁值较小的待巡检设备飞行；
16.若所述无人机位于两个带电的待巡检设备之间，并且两个带电的待巡检设备的威胁值均大于所述第一预设值；则控制所述无人机绕行两个带电的待巡检设备。
17.可选的，方法还包括：
18.若所述待巡检设备处于断电状态，则控制所述无人机以第二飞行距离飞过所述待巡检设备，所述第二飞行距离大于零。
19.可选的，所述获取当前天气信息之后，还包括：
20.根据当前天气信息判断是否符合无人机飞行条件，若不符合，则控制无人机停止飞行。
21.可选的，所述当前天气因素信息包括温度、湿度、风速和天气状况；所述天气状况包括雷天、雨天、雪天、雾天；
22.所述根据当前天气因素信息判断是否符合无人机飞行条件包括：
23.若当前天气因素信息为风速大于预设风速范围、雷天、雨天、雪天和雾天中的至少一种，不符合无人机飞行条件；
24.若当前天气因素信息为风速小于预设风速范围，则符合无人机飞行条件。
25.可选的，所述确定巡检路线中的带电情况包括：
26.获取待巡检设备关联的工作票、操作票和主控终端中的模拟图；
27.根据待巡检设备关联的工作票、操作票和主控终端显示的模拟图中的设备状态中的至少两项，确定巡检路线中所述待巡检设备的带电情况。
28.可选的，所述根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离包括：
29.获取待巡检设备在带电情况下的带电量信息；
30.根据待巡检设备的带电量信息确定所述无人机与待巡检设备的初始安全距离；其中所述待巡检设备的带电量与所述初始安全距离正相关；
31.判断当前环境的湿度是否大于第二预设范围；若没有，则以所述无人机与待巡检设备的初始安全距离作为最小安全距离；若大于，则在所述初始安全距离的基础上增加所述初始安全距离的预设百分比作为所述最小安全距离。
32.可选的，所述信息熵权公式基于以下确定：
33.h＝x1*a x2*b；
34.其中，x1为所述待巡检设备带电状态的熵，x1为所述待巡检设备管控级别的熵；a为x1的熵权参数，b为x2的熵权参数。
35.第二方面，本发明实施例提供了一种无人机控制装置，用于执行第一方面任一所述的无人机的控制方法，控制装置包括：
36.信息获取单元，用于获取当前天气信息，并根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离；
37.还用于确定待巡检设备的带电情况，并获取带电的待巡检设备的管控级别信息；
38.计算单元，用于基于信息熵权公式，根据所述管控级别信息和带电情况计算带电的待巡检设备的威胁值；
39.控制单元，用于根据所述威胁值控制所述无人机飞过带电的待巡检设备的飞行路径；其中，在所述飞行路径中，所述无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于所述最小
安全距离。
40.本发明实施例提供了一种无人机的控制方法及控制装置，其中控制方法包括：获取当前天气信息，并根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离；确定待巡检设备的带电情况，并获取带电的待巡检设备的管控级别信息；基于信息熵权公式，根据管控级别信息和带电情况计算带电的待巡检设备的威胁值；根据威胁值控制无人机飞过带电的待巡检设备的飞行路径；其中，在飞行路径中，无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距离。本发明实施例提供的技术方案通过在无人机飞行前，获取当前天气信息，并根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离，并且确定待巡检设备的带电情况和管控级别信息，采用信息熵权法对巡视路线中的威胁目标进行威胁度计算，正确识别飞行路线中待巡检设备的威胁程度，从而确定无人机的飞行路径，规避了不同天气状况下无人机飞行高度对设备安全风险的威胁，代替了现有技术中工作人员对无人机巡检路线的设计，实现了结合天气状况以及变电站设备的带电情况自动确定飞行路线，提高了无人机的巡检效率。
附图说明
41.图1是本发明实施例提供的一种无人机的控制方法的流程图；
42.图2是本发明实施例提供的另一种无人机的控制方法的流程图；
43.图3是本发明实施例提供的一种无人机的控制装置的结构框图。
具体实施方式
44.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
45.本发明实施例提供了一种无人机的控制方法，图1是本发明实施例提供的一种无人机的控制方法的流程图，参考图1，包括：
46.s110、获取当前天气信息，并根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离。
47.具体的，无人机中集成有无人机的控制装置，在无人机巡检前，控制装置获取当前天气信息，其中获取当前天气信息可以通过与终端的数据线连接或网络连接，获取终端后台查询到的目前天气信息。终端可以是手机或者电脑等电子设备。当前天气因素信息包括温度、湿度、风速和天气状况，天气状况包括雷天、雨天、雪天、雾天、晴天等。根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离。
48.可选的，根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离包括：获取待巡检设备在带电情况下的带电量信息；根据待巡检设备的带电量信息确定无人机与待巡检设备的初始安全距离；其中待巡检设备的带电量与初始安全距离正相关。确定初始安全距离后，再根据天气因素信息判断是否需要在确定的初始安全距离的基础上增加预设百分比的距离。若不需要，则以确定的初始安全距离作为对应带电量情况下的最小安全距离，若需要，则在初始安全距离的基础上增加预设百分比的距离作为最小安全距离。
49.示例性的，设备在不停电时的带电量为小于或等于10kv时，设备的初始安全距离
为0.7m；设备在不停电时的带电量为小于或等于35kv，并且大于10kv时，设备的初始安全距离为1.0m；设备在不停电时的带电量为小于或等于110kv，并且大于35kv时，设备的初始安全距离为1.5m；设备在不停电时的带电量为小于或等于220kv，并且大于110kv时，设备的初始安全距离为3.0m；设备在不停电时的带电量为小于或等于500kv，并且大于220kv时，设备的初始安全距离为5.0m。确定初始安全距离之后，以当前天气因素中的湿度为判断依据为例，判断当前环境的湿度是否大于第二预设范围；若没有，则以无人机与待巡检设备的初始安全距离作为最小安全距离；若大于，则在初始安全距离的基础上增加初始安全距离的预设百分比作为最小安全距离。第二预设范围可以是湿度80％。考虑到环境湿度大于80％对设备绝缘性能的影响，无人机飞行距离则采用在带电设备初始安全距离上增加5％的形式；环境湿度小于80％，则飞行距离采用初始安全距离。
50.s120、确定待巡检设备的带电情况，并获取带电的待巡检设备的管控级别信息。
51.具体的，获取当前天气信息，并根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离之后，确定待巡检设备的带电情况，带电情况包括待巡检设备带电或不带电。若待巡检设备处于断电状态，则控制无人机以第二飞行距离飞过待巡检设备，第二飞行距离大于零即可。即若待巡检设备不带电，则在巡视路线中直接穿越该设备。若待巡检设备在带电的情况下，则继续获取带电的待巡检设备的管控级别信息。待巡检设备的管控级别信息可以提前存入主控室后台电脑的台账系统中。获取主控室后台电脑中台账系统的设备差异化运维管理模块中，站内各设备的管控级别，确定待巡检设备的管控级别(重要程度)，例如管控级别由高至低分别为第一等级、第二等级、第三等级和第四等级。
52.s130、基于信息熵权公式，根据管控级别信息和带电情况计算带电的待巡检设备的威胁值。
53.具体的，若待巡检设备不带电，则在巡视路线中直接穿越该设备；若待巡检设备带电，则利用信息熵权法计算巡检路线中待巡检设备对飞行路线的威胁程度，确定最优飞行路径。可以设定信息熵权法中的指标为巡检路线中待巡检设备的管控级别信息和带电情况，依据信息熵表达式h(x)＝
‑
∑p(x
i
)logp(x
i
)确定待巡检设备的管控级别信息和带电情况的熵。巡检路线中待巡检设备状态熵为x1，设备管控级别熵为x2，根据历史数据计算出各个参数的熵权为a、b，即可计算该待巡检设备的熵值h＝x1*a x2*b。从而实现基于信息熵权公式，根据管控级别信息和带电情况计算带电的待巡检设备的威胁值。
54.s140、根据威胁值控制无人机飞过带电的待巡检设备的飞行路径；其中，在飞行路径中，无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距离。
55.具体的，根据威胁值控制无人机飞过带电的待巡检设备的飞行路径；威胁值越大，越远离带电的待巡检设备。其中，在飞行路径中，无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距离。也就是说，只要设备带电，则无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距离为飞行的前提条件。
56.本发明实施例提供的一种无人机的控制方法包括：获取当前天气信息，并根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离；确定待巡检设备的带电情况，并获取带电的待巡检设备的管控级别信息；基于信息熵权公式，根据管控级别信息和带电情况计算带电的待巡检设备的威胁值；根据威胁值控制无人机飞过带电的待巡检设备的飞行路径；其中，在飞行路径中，所述无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距
离。本发明实施例提供的技术方案通过在无人机飞行前，获取当前天气信息，并根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离，并且确定待巡检设备的带电情况和管控级别信息，采用信息熵权法对巡视路线中的威胁目标进行威胁度计算，正确识别飞行路线中待巡检设备的威胁程度，从而确定无人机的飞行路径，规避了不同天气状况下无人机飞行高度对设备安全风险的威胁，代替了现有技术中工作人员对无人机巡检路线的设计，实现了结合天气状况以及变电站设备的带电情况自动确定飞行路线，提高了无人机的巡检效率。
57.图2是本发明实施例提供的另一种无人机的控制方法的流程图，参考图2，控制方法包括：
58.s210、获取当前天气信息。
59.s220、根据当前天气因素信息判断是否符合无人机飞行条；若不符合则执行步骤s230，若符合则执行步骤s240。
60.s230、控制无人机停止飞行。
61.s240、根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离。
62.具体的，当前天气因素信息包括温度、湿度、风速和天气状况；天气状况包括雷天、雨天、雪天、雾天；根据当前天气因素信息判断是否符合无人机飞行条件包括：若当前天气因素信息为风速大于预设风速范围、雷天、雨天、雪天和雾天中的至少一种，不符合无人机飞行条件；若当前天气因素信息为风速小于预设风速范围，则符合无人机飞行条件。示例性的，获取后台电脑中天气数据中温度(℃)、湿度(％)、风速(m/s)、天气状况(雷、雨、雪、雾)。考虑安全规程要求以及大风天气中无人机飞行对设备威胁程度，在风力大于5级或风速大于10m/s大风天气中，或确定目前天气状况为雷、雨、雪或雾，禁止带电作业，不允许进行无人机巡检活动。此时控制无人机停止飞行，若当前天气因素信息为风速小于预设风速范围并且为晴天，则符合无人机飞行条件。继续执行根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离的步骤。
63.s250、判断待巡检设备的带电情况，若待巡检设备的不带电，则执行步骤s260；若待巡检设备的带电，则执行步骤s270。
64.具体的，确定巡检路线中的带电情况可以包括：获取待巡检设备关联的工作票、操作票和主控终端中的模拟图的至少两项；根据待巡检设备关联的工作票、操作票和主控终端显示的模拟图中的设备状态中的至少两项，确定巡检路线中所述待巡检设备的带电情况。工作票、操作票均可以为终端中输入的电子信息票。工作票中包括与待巡检设备关联的信息，读取已执行和未终结工作票中工作要求的安全措施，确定已拉开断路器(开关)，已合接地刀闸、装设接地线的设备，即为处于断电的设备。操作票中同样可以包括与待巡检设备关联的信息，读取已执行操作票中操作任务，确定设备的状态，如运行、热备用、冷备用、检修。读取主控室模拟图中设备状态，如运行、热备用、冷备用、检修。综合以上三个中的至少两项的设备状态结果，只要其中一个是运行、热备用状态，则判定该设备为运行、热备用状态，设备带电；全都为冷备用、检修状态，则判定该设备为冷备用、检修状态，设备不带电，基于以上原则，最终确定巡检线路中各设备的带电情况和施工情况。双重确定巡检路线中各设备的带电情况，进一步的提高了确认设备带电情况的准确性。
65.s260、控制无人机以第二飞行距离飞过待巡检设备，第二飞行距离大于零。
66.s270、获取带电的待巡检设备的管控级别信息。
67.s280、基于信息熵权公式，根据管控级别信息和带电情况计算带电的待巡检设备的威胁值。
68.s290、判断待巡检设备的威胁值是否大于第一预设值；若大于，则执行步骤s2100；若小于，则执行步骤s2110。
69.s2100、控制无人机绕行所述待巡检设备；无人机绕行待巡检设备时，距离带电的待巡检设备的飞行距离大于第一安全距离。
70.s2110、控制无人机靠行待巡检设备；无人机靠行待巡检设备时，距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距离，并小于第一安全距离。
71.具体的，判断待巡检设备的威胁值是否大于第一预设值，若大于，则控制无人机绕行待巡检设备；无人机绕行待巡检设备时，距离带电的待巡检设备的飞行距离大于第一安全距离。若小于，则控制无人机靠行待巡检设备；无人机靠行待巡检设备时，距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距离，并小于第一安全距离。也就是说，只要设备带电，则无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距离为前提条件，并且计算得到的威胁值越大，控制无人机越远离带电的待巡检设备。若设备不带电，则可以以第二飞行距离直接穿过待巡检设备，第二飞行距离大于零即可。
72.可选的，方法还包括：
73.若无人机位于两个带电的待巡检设备之间，并且两个带电的待巡检设备的威胁值均小于第一预设值；则控制无人机靠近威胁值较小的待巡检设备飞行；
74.若无人机位于两个带电的待巡检设备之间，并且两个带电的待巡检设备的威胁值均大于第一预设值；则控制无人机绕行两个带电的待巡检设备。
75.示例性的，在巡检路线中某个点位，该点位两侧为第一待巡检设备和第二待巡检设备，通过信息熵权法计算出第一待巡检设备的熵大于第二待巡检设备的熵，则表明第一待巡检设备的威胁程度大于第二待巡检设备的威胁程度，且第一待巡检设备的熵和第二待巡检设备的熵均小于可接受威胁度，以靠近第二待巡检设备方式设计飞行路线；若第一待巡检设备的威胁程度大于第二待巡检设备，且均大于可接受威胁程度，以绕行第一待巡检设备、第二待巡检设备的方式设计飞行路线。基于以上的计算，确定无人机的巡视路线中各个点位的最优，继而形成无人机巡检路线中最优路线。
76.本发明实施例还提供了一种无人机控制装置，用于执行上述任意实施例所述的无人机的控制方法，无人机控制装置集成于无人机中，图3是本发明实施例提供的一种无人机的控制装置的结构框图，参考图3，无人机控制装置包括：
77.信息获取单元10，用于获取当前天气信息，并根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离；还用于确定待巡检设备的带电情况，并获取带电的待巡检设备的管控级别信息；
78.计算单元20，用于基于信息熵权公式，根据管控级别信息和带电情况计算带电的待巡检设备的威胁值；
79.控制单元30，用于根据威胁值控制所述无人机飞过带电的待巡检设备的飞行路径；其中，在飞行路径中，无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于所述最小安全距离。
80.具体的，无人机中集成有无人机的控制装置，在无人机巡检前，信息获取单元10获取当前天气信息，其中获取当前天气信息可以通过与终端的数据线连接或网络连接，获取终端查询到的目前天气信息。终端可以是手机或者电脑等电子设备。当前天气因素信息包括温度、湿度、风速和天气状况，天气状况包括雷天、雨天、雪天、雾天、晴天等。根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离。
81.信息获取单元10根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离包括：获取待巡检设备在带电情况下的带电量信息；根据待巡检设备的带电量信息确定无人机与待巡检设备的初始安全距离；其中待巡检设备的带电量与初始安全距离正相关。确定初始安全距离后，再根据天气因素信息判断是否需要在确定的初始安全距离的基础上增加预设百分比的距离。若不需要，则以确定的初始安全距离作为对应带电量情况下的最小安全距离，若需要，则初始安全距离的基础上增加预设百分比的距离最为对应带电量情况下的最小安全距离。
82.信息获取单元10根据当前天气信息确定巡检路线中待巡检设备的最小安全距离之后，还用于确定待巡检设备的带电情况，并获取带电的待巡检设备的管控级别信息。带电情况包括待巡检设备带电或不带电。若待巡检设备处于断电状态，则控制无人机以第二飞行距离飞过所述待巡检设备，第二飞行距离大于零即可。即若待巡检设备不带电，则在巡视路线中直接穿越该设备。若待巡检设备在带电的情况下，则继续获取带电的待巡检设备的管控级别信息。待巡检设备的管控级别信息可以提前存入主控室后台电脑的台账系统中。获取主控室后台电脑中台账系统的设备差异化运维管理模块中，站内各设备的管控级别，确定待巡检设备的管控级别(重要程度)，例如管控级别由高至低分别为第一等级、第二等级、第三等级和第四等级。
83.计算单元20用于基于信息熵权公式，根据管控级别信息和带电情况计算带电的待巡检设备的威胁值。巡检路线中待巡检设备状态熵为x1，设备管控级别熵为x2，根据历史数据计算出各个参数的熵权为a、b，即可计算该待巡检设备的熵值h＝x1*a x2*b。从而实现基于信息熵权公式，根据管控级别信息和带电情况计算带电的待巡检设备的威胁值。
84.控制单元30用于根据威胁值控制无人机飞过带电的待巡检设备的飞行路径；威胁值越大，越远离带电的待巡检设备。其中，在飞行路径中，无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距离。也就是说，只要设备带电，则无人机距离带电的待巡检设备的飞行距离大于最小安全距离为前提条件。
85.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。