一种输电线路无人机自主巡检方法及系统与流程

技术特征：
1.一种输电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，包括：采集电力线走廊的激光点云数据，并对所述激光点云数据进行预处理，得到预处理后的激光点云数据；利用所述预处理后的激光点云数据，建立电力线走廊的三维模型；通过hough变换、kmeans聚类算法对所述预处理后的激光点云数据进行分类，得到杆塔点云和导线点云数据；基于所述三维模型和经分类的激光点云数据，得到点云杆塔数据模型；通过对所述导线点云数据进行曲线拟合，得到曲线拟合方程并计算，得到导线点坐标；通过卷积神经网络法对所述杆塔点云数据进行位置识别，得到杆塔坐标；根据所述杆塔点云数据，确定所述点云杆塔数据模型中每一基杆塔的拍照点；根据所述导线点坐标、杆塔坐标，设置相机焦距和安全飞行距离，形成连接所述每一基杆塔的拍照点的无人机自主巡检轨迹；无人机基于北斗精准定位服务，依据所述无人机自主巡检轨迹自主飞行，实现输电线路的精细化巡检。2.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，所述得到电力线走廊的三维模型，包括：通过无人机搭载激光雷达系统获取所述电力线走廊的激光点云数据，所述预处理后的激光点云数据经结算处理分析，得到用于建立电力线走廊三维模型的特征数据；通过对所述特征数据进行处理，得到电力线走量的三维模型，其中，所述激光点云数据包括：激光数据、影像数据、摄像数据。3.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，所述得到杆塔点云和导线点云数据的方法，包括：通过对所述预处理后的激光点云数据进行斜率计算，得到输电线路的线路走向斜率；通过canny算法对所述预处理后的激光点云数据进行边缘检测，得到边缘点；对所述边缘点进行hough变换、kmeans聚类算法，得到用于表示直线斜率的两簇类别；通过比较所述两簇类别和所述线路走向斜率，得到导线点云数据；针对除导线点云数据以外的预处理后的激光点云数据进行kmeans聚类，得到杆塔点云数据。4.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，得到所述导线点坐标的方法,包括：选取所述导线点云数据对应坐标值中沿x、y、z方向的最小值，组成空间点[x
min
,y
min
,z
min
]作为空间坐标原点，通过所述空间坐标原点对所述导线点云数据进行坐标转换，得到经相对坐标处理的导线点云数据；选取所述导线点云数据对应坐标值中沿x方向的最小值、及对应的y值，组成平面点[x
min
,y(x
min
)]作为平面坐标原点，通过所述平面坐标原点在x-y平面上对所述导线点云数据进行旋转变换，得到经旋转变换的导线点云数据；通过最小二乘法对所述经相对坐标处理的导线点云数据进行拟合，得到x-y平面直线拟合；通过对所述经旋转变换的导线点云数据进行拟合，得到x-z平面直线拟合；
通过对所述x-y平面直线拟合和所述x-z平面直线拟合进行三维空间的拟合，得到导线在三维空间的拟合分布；根据所述导线在三维空间的拟合分布，得到导线点坐标。5.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，所述每一基杆塔的拍照点的确定方法，包括：根据待巡检目标，确定相应初定的拍照点；根据所述杆塔点云数据，对所述初定的拍照点进行过滤，得到所述每一基杆塔的拍照点。6.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，所述预处理包括:通过将所述激光点云数据中的重复点进行剔除，得到预处理后的激光点云数据。7.根据权利要求1所述的一种输电线路无人机自主巡检方法，其特征在于，所述北斗精准定位服务是通过北斗智能位置服务系统进行实时高精度的定位。8.一种输电线路无人机自主巡检系统，其特征在于，包括：数据处理模块，用于采集电力线走廊的激光点云数据，并对所述激光点云数据进行预处理，得到预处理后的激光点云数据；识别模块，用于通过hough变换、kmeans聚类算法对所述预处理后的激光点云数据进行分类，得到杆塔点云和导线点云数据；第一建模型模块，用于利用所述预处理后的激光点云数据，建立电力线走廊的三维模型；第二建模型模块，用于基于所述三维模型和经分类的激光点云数据，得到点云杆塔数据模型；第一坐标确定模块，用于通过对所述导线点云数据进行曲线拟合，得到曲线拟合方程并计算，得到导线点坐标；第二坐标确定模块，用于通过卷积神经网络法对所述杆塔点云数据进行位置识别，得到杆塔坐标；路线规划模块，用于根据所述杆塔点云数据，确定所述点云杆塔数据模型中每一基杆塔的拍照点；根据所述导线点坐标、杆塔坐标，设置相机焦距和安全飞行距离，形成连接所述每一基杆塔的拍照点的无人机自主巡检轨迹；应用模块，用于无人机基于北斗精准定位服务，依据所述无人机自主巡检轨迹自主飞行，实现输电线路的精细化巡检。

技术总结
本申请涉及电力无人机巡检技术领域，特别地，涉及一种输电线路无人机自主巡检方法及系统。所述方法包括：采集激光点云数据并进行预处理，得到预处理后的激光点云数据；利用预处理后的激光点云数据，建立电力线走廊的三维模型；通过Hough变换、Kmeans聚类算法对预处理后的激光点云数据进行分类，得到杆塔点云和导线点云数据；通过对导线点云数据进行曲线拟合，得到曲线拟合方程并计算，得到导线点坐标；根据杆塔点云数据，确定每一基杆塔的拍照点，形成连接每一基杆塔的拍照点的无人机自主巡检轨迹；无人机基于北斗精准定位服务完成自主飞行，实现输电线路的精细化巡检，以解决现有技术中定位系统的可靠性低，巡检准确性低，操作能力要求高的问题。能力要求高的问题。能力要求高的问题。


技术研发人员：张辉 马御棠 周仿荣 罗艺 黄双得 李国彬 孙董军
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：2021.10.22
技术公布日：2022/1/21