本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)維護(hù)，尤其涉及一種基于無(wú)人機(jī)的電力巡檢系統(tǒng)、一種基于無(wú)人機(jī)的電力巡檢方法、一種電子設(shè)備及一種存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在智能電網(wǎng)維護(hù)領(lǐng)域，電力巡檢是確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的電力巡檢方式主要依靠人工進(jìn)行。這種方式存在巡檢周期長(zhǎng)、工作量大、效率低、風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題。特別是在面對(duì)復(fù)雜地形和惡劣氣候條件時(shí)，人工巡檢的難度和危險(xiǎn)性均將顯著增加。

2、隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。無(wú)人機(jī)以其靈活性高、視野廣、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為電力巡檢領(lǐng)域的重要工具。然而，現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)電力巡檢系統(tǒng)仍面臨著一些挑戰(zhàn)。如何在復(fù)雜的三維環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的自主路徑規(guī)劃，以減少冗余飛行時(shí)間并提高巡檢效率是當(dāng)前電力巡檢亟須解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種基于無(wú)人機(jī)的電力巡檢系統(tǒng)、一種基于無(wú)人機(jī)的電力巡檢方法、一種電子設(shè)備及一種存儲(chǔ)介質(zhì)，用于解決或部分解決如何在復(fù)雜的三維環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的自主路徑規(guī)劃，以減少冗余飛行時(shí)間并提高巡檢效率的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供了一種基于無(wú)人機(jī)的電力巡檢系統(tǒng)，所述電力巡檢系統(tǒng)包括依次連接的路徑規(guī)劃單元、避障定位單元以及動(dòng)態(tài)避障單元；其中，

3、所述路徑規(guī)劃單元，用于獲取待巡檢電力線路的三維地圖數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)環(huán)境信息，并基于所述三維地圖數(shù)據(jù)與所述實(shí)時(shí)環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃，動(dòng)態(tài)生成無(wú)人機(jī)的最優(yōu)飛行路徑；

4、所述避障定位單元，用于在所述無(wú)人機(jī)基于所述最優(yōu)飛行路徑進(jìn)行巡檢過(guò)程中，對(duì)所述最優(yōu)飛行路徑上的電力設(shè)備及其周?chē)h(huán)境進(jìn)行避障定位，生成障礙物的實(shí)時(shí)定位信息；

5、所述動(dòng)態(tài)避障單元，用于基于所述實(shí)時(shí)定位信息，構(gòu)建動(dòng)態(tài)障礙物地圖，并根據(jù)所述動(dòng)態(tài)障礙物地圖，自動(dòng)規(guī)劃避障策略，以使所述無(wú)人機(jī)基于所述避障策略實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)避障。

6、可選地，所述路徑規(guī)劃單元具體用于：

7、對(duì)所述三維地圖數(shù)據(jù)與所述實(shí)時(shí)環(huán)境信息進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，獲得處理后環(huán)境數(shù)據(jù)；

8、結(jié)合預(yù)訓(xùn)練的路徑規(guī)劃模型對(duì)所述處理后環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃綜合分析，在三維地圖中動(dòng)態(tài)生成多條候選飛行路徑；

9、從所述多條候選飛行路徑中篩選出綜合代價(jià)最小的飛行路徑，作為無(wú)人機(jī)的最優(yōu)飛行路徑，所述最優(yōu)飛行路徑用于制定所述無(wú)人機(jī)的詳細(xì)飛行計(jì)劃，所述詳細(xì)飛行計(jì)劃包括起飛點(diǎn)、降落點(diǎn)、飛行高度、飛行速度以及轉(zhuǎn)向點(diǎn)。

10、可選地，所述路徑規(guī)劃單元具體用于：

11、將所述處理后環(huán)境數(shù)據(jù)輸入至預(yù)訓(xùn)練的路徑規(guī)劃模型；

12、通過(guò)所述預(yù)訓(xùn)練的路徑規(guī)劃模型對(duì)所述處理后環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境路徑識(shí)別，以對(duì)所述待巡檢電力線路的當(dāng)前環(huán)境進(jìn)行綜合分析，獲得環(huán)境分析結(jié)果，所述環(huán)境分析結(jié)果包括通過(guò)模型分析后識(shí)別出的潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；

13、結(jié)合所述潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，采用路徑規(guī)劃算法，綜合考慮飛行實(shí)際成本以及飛行估計(jì)成本，在三維地圖中動(dòng)態(tài)生成多條候選飛行路徑。

14、可選地，所述避障定位單元具體用于：

15、實(shí)時(shí)采集所述最優(yōu)飛行路徑上的電力設(shè)備及其周?chē)h(huán)境的三維空間信息；

16、根據(jù)所述三維空間信息，結(jié)合避障算法，生成所述最優(yōu)飛行路徑上障礙物的實(shí)時(shí)定位信息，以使所述無(wú)人機(jī)基于所述實(shí)時(shí)定位信息自動(dòng)識(shí)別并避開(kāi)所述障礙物。

17、可選地，所述避障定位單元還用于：

18、實(shí)時(shí)采集所述最優(yōu)飛行路徑上的電力設(shè)備及其周?chē)h(huán)境的圖像數(shù)據(jù)以及溫度分布圖；

19、對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲得處理后圖像數(shù)據(jù)，并將所述處理后圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入預(yù)訓(xùn)練的圖像分類(lèi)模型，以對(duì)采集圖像進(jìn)行異常識(shí)別和分類(lèi)，生成異常檢測(cè)報(bào)告；

20、根據(jù)所述溫度分布圖，結(jié)合環(huán)境溫度以及設(shè)備負(fù)載因素對(duì)所述電力設(shè)備進(jìn)行過(guò)熱判斷，確定所述最優(yōu)飛行路徑上的潛在安全隱患；

21、基于所述異常檢測(cè)報(bào)告以及所述潛在安全隱患，生成針對(duì)所述待巡檢電力線路的綜合監(jiān)測(cè)報(bào)告。

22、可選地，所述動(dòng)態(tài)避障單元具體用于：

23、實(shí)時(shí)采集所述最優(yōu)飛行路徑上的電力設(shè)備及其周?chē)h(huán)境的圖像數(shù)據(jù)；

24、將所述實(shí)時(shí)定位信息轉(zhuǎn)化為空間坐標(biāo)信息，以確定所述障礙物的位置以及與所述無(wú)人機(jī)之間的距離；

25、基于機(jī)器視覺(jué)算法對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行特征識(shí)別，提取物體特征，并基于所述物體特征對(duì)所述障礙物進(jìn)行分類(lèi)和標(biāo)注，獲得標(biāo)注后障礙物；

26、根據(jù)所述空間坐標(biāo)信息以及所述標(biāo)注后障礙物，構(gòu)建動(dòng)態(tài)障礙物地圖；

27、實(shí)時(shí)分析所述動(dòng)態(tài)障礙物地圖上障礙物對(duì)無(wú)人機(jī)飛行的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；

28、當(dāng)檢測(cè)到距離所述無(wú)人機(jī)最近的障礙物的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)大于等于預(yù)設(shè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)避障策略規(guī)劃，重新規(guī)劃最優(yōu)避障路徑，以在所述動(dòng)態(tài)障礙物地圖中重新搜索安全飛行路徑，以使所述無(wú)人機(jī)基于所述安全飛行路徑改變當(dāng)前飛行路徑，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)避障。

29、可選地，所述電力巡檢系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)分析單元，所述數(shù)據(jù)分析單元用于：

30、實(shí)時(shí)接收所述無(wú)人機(jī)回傳的巡檢數(shù)據(jù)；

31、對(duì)所述巡檢數(shù)據(jù)先進(jìn)行校驗(yàn)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，獲得處理后巡檢數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)所述處理后巡檢數(shù)據(jù)；

32、基于異常檢測(cè)算法對(duì)所述處理后巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘分析，以自動(dòng)識(shí)別巡檢過(guò)程中的異常事件以及巡檢分析結(jié)果，生成巡檢分析報(bào)告。

33、本發(fā)明還提供了一種基于無(wú)人機(jī)的電力巡檢方法，用于如上任一項(xiàng)所述的基于無(wú)人機(jī)的電力巡檢系統(tǒng)，所述方法包括：

34、獲取待巡檢電力線路的三維地圖數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)環(huán)境信息，并基于所述三維地圖數(shù)據(jù)與所述實(shí)時(shí)環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃，動(dòng)態(tài)生成無(wú)人機(jī)的最優(yōu)飛行路徑；

35、在所述無(wú)人機(jī)基于所述最優(yōu)飛行路徑進(jìn)行巡檢過(guò)程中，對(duì)所述最優(yōu)飛行路徑上的電力設(shè)備及其周?chē)h(huán)境進(jìn)行避障定位，生成障礙物的實(shí)時(shí)定位信息；

36、基于所述實(shí)時(shí)定位信息，構(gòu)建動(dòng)態(tài)障礙物地圖，并根據(jù)所述動(dòng)態(tài)障礙物地圖，自動(dòng)規(guī)劃避障策略，以使所述無(wú)人機(jī)基于所述避障策略實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)避障。

37、可選地，所述基于所述三維地圖數(shù)據(jù)與所述實(shí)時(shí)環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃，動(dòng)態(tài)生成無(wú)人機(jī)的最優(yōu)飛行路徑，包括：

38、對(duì)所述三維地圖數(shù)據(jù)與所述實(shí)時(shí)環(huán)境信息進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，獲得處理后環(huán)境數(shù)據(jù)；

39、結(jié)合預(yù)訓(xùn)練的路徑規(guī)劃模型對(duì)所述處理后環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃綜合分析，在三維地圖中動(dòng)態(tài)生成多條候選飛行路徑；

40、從所述多條候選飛行路徑中篩選出綜合代價(jià)最小的飛行路徑，作為無(wú)人機(jī)的最優(yōu)飛行路徑，所述最優(yōu)飛行路徑用于制定所述無(wú)人機(jī)的詳細(xì)飛行計(jì)劃，所述詳細(xì)飛行計(jì)劃包括起飛點(diǎn)、降落點(diǎn)、飛行高度、飛行速度以及轉(zhuǎn)向點(diǎn)。

41、可選地，所述結(jié)合預(yù)訓(xùn)練的路徑規(guī)劃模型對(duì)所述處理后環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃綜合分析，在三維地圖中動(dòng)態(tài)生成多條候選飛行路徑，包括：

42、將所述處理后環(huán)境數(shù)據(jù)輸入至預(yù)訓(xùn)練的路徑規(guī)劃模型；

43、通過(guò)所述預(yù)訓(xùn)練的路徑規(guī)劃模型對(duì)所述處理后環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境路徑識(shí)別，以對(duì)所述待巡檢電力線路的當(dāng)前環(huán)境進(jìn)行綜合分析，獲得環(huán)境分析結(jié)果，所述環(huán)境分析結(jié)果包括通過(guò)模型分析后識(shí)別出的潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；

44、結(jié)合所述潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，采用路徑規(guī)劃算法，綜合考慮飛行實(shí)際成本以及飛行估計(jì)成本，在三維地圖中動(dòng)態(tài)生成多條候選飛行路徑。

45、可選地，所述對(duì)所述最優(yōu)飛行路徑上的電力設(shè)備及其周?chē)h(huán)境進(jìn)行避障定位，生成障礙物的實(shí)時(shí)定位信息，包括：

46、實(shí)時(shí)采集所述最優(yōu)飛行路徑上的電力設(shè)備及其周?chē)h(huán)境的三維空間信息；

47、根據(jù)所述三維空間信息，結(jié)合避障算法，生成所述最優(yōu)飛行路徑上障礙物的實(shí)時(shí)定位信息，以使所述無(wú)人機(jī)基于所述實(shí)時(shí)定位信息自動(dòng)識(shí)別并避開(kāi)所述障礙物。

48、可選地，所述方法還包括：

49、實(shí)時(shí)采集所述最優(yōu)飛行路徑上的電力設(shè)備及其周?chē)h(huán)境的圖像數(shù)據(jù)以及溫度分布圖；

50、對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲得處理后圖像數(shù)據(jù)，并將所述處理后圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入預(yù)訓(xùn)練的圖像分類(lèi)模型，以對(duì)采集圖像進(jìn)行異常識(shí)別和分類(lèi)，生成異常檢測(cè)報(bào)告；

51、根據(jù)所述溫度分布圖，結(jié)合環(huán)境溫度以及設(shè)備負(fù)載因素對(duì)所述電力設(shè)備進(jìn)行過(guò)熱判斷，確定所述最優(yōu)飛行路徑上的潛在安全隱患；

52、基于所述異常檢測(cè)報(bào)告以及所述潛在安全隱患，生成針對(duì)所述待巡檢電力線路的綜合監(jiān)測(cè)報(bào)告。

53、可選地，所述基于所述實(shí)時(shí)定位信息，構(gòu)建動(dòng)態(tài)障礙物地圖，并根據(jù)所述動(dòng)態(tài)障礙物地圖，自動(dòng)規(guī)劃避障策略，包括：

54、實(shí)時(shí)采集所述最優(yōu)飛行路徑上的電力設(shè)備及其周?chē)h(huán)境的圖像數(shù)據(jù)；

55、將所述實(shí)時(shí)定位信息轉(zhuǎn)化為空間坐標(biāo)信息，以確定所述障礙物的位置以及與所述無(wú)人機(jī)之間的距離；

56、基于機(jī)器視覺(jué)算法對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行特征識(shí)別，提取物體特征，并基于所述物體特征對(duì)所述障礙物進(jìn)行分類(lèi)和標(biāo)注，獲得標(biāo)注后障礙物；

57、根據(jù)所述空間坐標(biāo)信息以及所述標(biāo)注后障礙物，構(gòu)建動(dòng)態(tài)障礙物地圖；

58、實(shí)時(shí)分析所述動(dòng)態(tài)障礙物地圖上障礙物對(duì)無(wú)人機(jī)飛行的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；

59、當(dāng)檢測(cè)到距離所述無(wú)人機(jī)最近的障礙物的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)大于等于預(yù)設(shè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)避障策略規(guī)劃，重新規(guī)劃最優(yōu)避障路徑，以在所述動(dòng)態(tài)障礙物地圖中重新搜索安全飛行路徑，以使所述無(wú)人機(jī)基于所述安全飛行路徑改變當(dāng)前飛行路徑，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)避障。

60、可選地，所述方法還包括：

61、實(shí)時(shí)接收所述無(wú)人機(jī)回傳的巡檢數(shù)據(jù)；

62、對(duì)所述巡檢數(shù)據(jù)先進(jìn)行校驗(yàn)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，獲得處理后巡檢數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)所述處理后巡檢數(shù)據(jù)；

63、基于異常檢測(cè)算法對(duì)所述處理后巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘分析，以自動(dòng)識(shí)別巡檢過(guò)程中的異常事件以及巡檢分析結(jié)果，生成巡檢分析報(bào)告。

64、本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，所述設(shè)備包括處理器以及存儲(chǔ)器：

65、所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序代碼，并將所述程序代碼傳輸給所述處理器；

66、所述處理器用于根據(jù)所述程序代碼中的指令執(zhí)行如上任一項(xiàng)所述的基于無(wú)人機(jī)的電力巡檢方法。

67、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)程序代碼，所述程序代碼用于執(zhí)行如上任一項(xiàng)所述的基于無(wú)人機(jī)的電力巡檢方法。

68、從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

69、提供了一種基于無(wú)人機(jī)的電力巡檢系統(tǒng)及其電力巡檢方法。所述電力巡檢系統(tǒng)包括依次連接的路徑規(guī)劃單元、避障定位單元以及動(dòng)態(tài)避障單元；通過(guò)路徑規(guī)劃單元獲取待巡檢電力線路的三維地圖數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)環(huán)境信息，并基于三維地圖數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃，動(dòng)態(tài)生成無(wú)人機(jī)的最優(yōu)飛行路徑；通過(guò)避障定位單元對(duì)最優(yōu)飛行路徑上的電力設(shè)備及其周?chē)h(huán)境進(jìn)行避障定位，生成障礙物的實(shí)時(shí)定位信息；通過(guò)動(dòng)態(tài)避障單元基于實(shí)時(shí)定位信息，構(gòu)建動(dòng)態(tài)障礙物地圖，并根據(jù)動(dòng)態(tài)障礙物地圖，自動(dòng)規(guī)劃避障策略，以使無(wú)人機(jī)基于避障策略實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)避障。從而通過(guò)智能自主路徑規(guī)劃、避障定位、動(dòng)態(tài)避障以及數(shù)據(jù)分析，能夠動(dòng)態(tài)生成最優(yōu)飛行路徑，并實(shí)時(shí)調(diào)整飛行計(jì)劃以應(yīng)對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。從而在巡檢過(guò)程中，可以顯著減少無(wú)人機(jī)的冗余飛行時(shí)間，大幅提高巡檢效率。相較于傳統(tǒng)的人工巡檢方式，不僅可以縮短無(wú)人機(jī)巡檢周期，還可以減少運(yùn)維人員的工作負(fù)擔(dān)，有效提升電力巡檢的自動(dòng)化和智能化水平。