输电廊道巡检方法

摘要

本申请涉及电网巡检技术领域,旨在提供输电廊道巡检方法，其包括控制无人机对电力杆塔进行巡检，同时，无人机识别电力杆塔的类别并记录存储识别结果和对应的巡检方案；在进行下一个电力杆塔的巡检前，控制无人机识别判断电力杆塔的类别是否和已识别的电力杆塔的类别相同；若当前的电力杆塔类别和已识别的电力杆塔类别相同，无人机自动执行与电力杆塔类别对应的巡检方案；若当前的电力杆塔类别和已识别的电力杆塔类别不同，控制无人机对电力杆塔进行巡检，并识别记录当前电力杆塔的类别和对应的巡检方案。本申请具有提高输电廊道巡检效率的效果。

权利要求

1.输电廊道巡检方法，包括控制无人机对电力杆塔进行巡检，其特征在于：还包括以下步骤，

对电力杆塔进行巡检的同时，无人机识别电力杆塔的类别并记录存储识别结果和对应的巡检方案；

在进行下一个电力杆塔的巡检前，控制无人机识别判断电力杆塔的类别是否和已识别的电力杆塔的类别相同；

若当前的电力杆塔类别和已识别的电力杆塔类别相同，无人机自动执行与电力杆塔类别对应的巡检方案；

若当前的电力杆塔类别和已识别的电力杆塔类别不同，控制无人机对电力杆塔进行巡检，并识别记录当前电力杆塔的类别和对应的巡检方案；

无人机对电力杆塔进行巡检的同时，巡检电力杆塔附近的树木并提供是否要对该电力杆塔附近的树木进行砍伐的方案；

无人机巡检电力杆塔附近树木的同时，识别树木的类别并记录存储识别结果和对应的砍伐方案；

在巡检下一个电力杆塔附近的树木前，控制无人机识别判断树木的类别是否和已识别的树木类别相同；

若当前的树木类别和已识别的树木类别相同，无人机自动提供与树木类别对应的砍伐方案；

若当前的树木类别和已识别的树木类别不同，控制无人机巡检电力杆塔附近树木并提供是否要对该电力杆塔附近的树木进行砍伐的方案，同时，识别树木的类别并记录存储识别结果和对应的砍伐方案。

2.根据权利要求1所述的输电廊道巡检方法，其特征在于：所述无人机通讯连接有终端，所述无人机巡检时通过三维激光扫描仪扫描获取输电廊道数据并传输至所述终端内。

3.根据权利要求2所述的输电廊道巡检方法，其特征在于：所述无人机上设置有激光炮和喷火枪，当巡检电力杆塔时发现异物，利用激光炮或喷火枪对异物进行清除。

4.根据权利要求2所述的输电廊道巡检方法，其特征在于：当巡检电力杆塔时发现线路的绝缘部分或者导线接头反常发热，所述终端上显示线路的绝缘部分或者导线接头反常发热所在的输电线的位置。

5.根据权利要求2所述的输电廊道巡检方法，其特征在于：所述终端连接有报警装置，当巡检电力杆塔时发现磨损和移位现象，所述报警装置报警。

说明书

输电廊道巡检方法

技术领域

[0001] 本申请涉及电网巡检技术领域，尤其是涉及输电廊道巡检方法。

背景技术

[0002] 为了电网的安全运营，需要对输电线路进行定期或特殊巡检工作，以便及时发现输电设备的紧急或重大缺陷，排除线路通道的外部安全隐患，防止发生设备事故或外力破
坏事故。

[0003] 传统的电网输电线路依赖于人工巡检方式，劳动强度大、巡检效率低。特别地，某些巡检地方的地理环境恶劣，对工作人员的人身安全产生威胁。

[0004] 目前，为了适应现代电网发展和安全运行的需要，逐渐开始采用无人机巡检代替人工巡检。无人机巡检是通过人工手动控制来实现对输电线路的巡检。

[0005] 针对上述中的相关技术，发明人认为存在有现有的无人机巡检时的人工手动控制操作次数繁多，影响输电廊道的巡检效率的缺陷。

发明内容

[0006] 为了提高输电廊道的巡检效率，本申请提供输电廊道巡检方法。

[0007] 本申请提供的输电廊道巡检方法采用如下的技术方案：

[0008] 输电廊道巡检方法，包括控制无人机对电力杆塔进行巡检，还包括以下步骤，

[0009] 对电力杆塔进行巡检的同时，无人机识别电力杆塔的类别并记录存储识别结果和对应的巡检方案；

[0010] 在进行下一个电力杆塔的巡检前，控制无人机识别判断电力杆塔的类别是否和已识别的电力杆塔的类别相同；

[0011] 若当前的电力杆塔类别和已识别的电力杆塔类别相同，无人机自动执行与电力杆塔类别对应的巡检方案；

[0012] 若当前的电力杆塔类别和已识别的电力杆塔类别不同，控制无人机对电力杆塔进行巡检，并识别记录当前电力杆塔的类别和对应的巡检方案。

[0013] 通过采用上述技术方案，无人机对电力杆塔进行巡检的同时，识别电力杆塔的类别并记录存储识别结果和对应的巡检方案，以利于对无人机的历史航拍巡检方案进行管
理，便于分析利用巡检方案，进行大数据研究；在进行下一个电力杆塔的巡检前，控制无人
机识别判断电力杆塔的类别是否和已识别的电力杆塔的类别相同，根据识别结果控制无人
机动作；类别相同时，无人机自动执行与电力杆塔类别对应的巡检方案；类别不同时，控制
无人机对电力杆塔进行巡检，并识别记录当前电力杆塔的类别和对应的巡检方案；以利用
无人机航拍历史巡检方案指导相同类别的电力杆塔，控制人员对同一类别电力杆塔的巡检
无需再次人工手动控制无人机工作，减少了控制人员对无人机的操作次数，提高了输电廊
道的巡检效率。

[0014] 优选的，无人机对电力杆塔进行巡检的同时，巡检电力杆塔附近的树木并提供是否要对该电力杆塔附近的树木进行砍伐的方案。

[0015] 通过采用上述技术方案，由于电力杆塔所在区域附近的树木要清空，以避免影响电力杆塔的正常工作，使无人机在巡检电力杆塔的同时，巡检附近的树木并提供是否要对
该树木进行砍伐的方案，一举两得，增强了无人机巡检的指导意义。

[0016] 优选的，无人机巡检电力杆塔附近树木的同时，识别树木的类别并记录存储识别结果和对应的砍伐方案。

[0017] 通过采用上述技术方案，无人机巡检电力杆塔附近树木和提供对应的砍伐方案、识别树木的类别并记录存储识别结果和对应的砍伐方案，以利于对无人机巡检树木的砍伐
方案进行管理，便于分析利用树木砍伐方案，进行大数据研究。

[0018] 优选的，在巡检下一个电力杆塔附近的树木前，控制无人机识别判断树木的类别是否和已识别的树木类别相同；

[0019] 若当前的树木类别和已识别的树木类别相同，无人机自动提供与树木类别对应的砍伐方案；

[0020] 若当前的树木类别和已识别的树木类别不同，控制无人机巡检电力杆塔附近树木并提供是否要对该电力杆塔附近的树木进行砍伐的方案，同时，识别树木的类别并记录存
储识别结果和对应的砍伐方案。

[0021] 通过采用上述技术方案，在进行下一个电力杆塔附近树木的巡检前，控制无人机识别判断树木的类别是否和已识别的树木类别相同，根据识别结果控制无人机动作；类别
相同时，无人机自动提供与树木类别对应的砍伐方案；类别不同时，控制无人机对树木进行
巡检和提供砍伐方案，并识别记录当树木的类别和对应的砍伐方案；以利用历史砍伐方案
指导相同类别的树木，无人机的工作方式更加智能化且响应更加迅速。

[0022] 优选的，所述无人机通讯连接有终端，所述无人机巡检时通过三维激光扫描仪扫描获取输电廊道数据并传输至所述终端内。

[0023] 通过采用上述技术方案，无人机巡检时通过三维激光扫描仪扫描获取输电廊道数据，三维激光扫描仪工作在可见光波段时，能巡检电力杆塔本身及是否存在异物的情况；三
维激光扫描仪工作在红外波段时，能巡检输电线路的实际温度情况；三维激光扫描仪工作
在紫外波段时，能巡检输电廊道的电网运行情况；将获取的数据传输至终端内，对输电廊道
的数据信息进行汇总管理，利于大数据研究。

[0024] 优选的，所述无人机上设置有激光炮和喷火枪，当巡检电力杆塔后发现异物时，利用激光炮或喷火枪对异物进行清除。

[0025] 通过采用上述技术方案，当巡检电力杆塔发现异物时，利用激光炮或喷火枪对异物进行清除，实现定点清除的效果，无需人工清除，操作方便，也保证了工作人员的人身安
全。

[0026] 优选的，当巡检电力杆塔时发现线路的绝缘部分或者导线接头反常发热时，所述终端上显示线路的绝缘部分或者导线接头反常发热所在的输电线的位置。

[0027] 通过采用上述技术方案，当巡检电力杆塔时发现线路的绝缘部分或者导线接头反常发热，即线路可能存在故障，此时，终端上显示线路的绝缘部分或者导线接头反常发热所
在的输电线的位置，以方便检修人员迅速找到异常位置，展开排查和检修工作，减小故障损
失。

[0028] 优选的，所述终端连接有报警装置，当巡检电力杆塔时发现磨损和移位现象，所述报警装置报警。

[0029] 通过采用上述技术方案，当巡检电力杆塔时发现磨损和移位现象，控制报警装置报警，以提醒工作人员及时采取措施进行排查和检修工作，减小故障损失。

[0030] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

[0031] 1.管理无人机航拍历史巡检方案，分析、利用无人机航拍历史巡检方案指导相同类别的电力杆塔，使得控制人员对同一类别电力杆塔的巡检无需再次人工手动控制无人机
工作，减少了控制人员对无人机的操作次数，提高了输电廊道的巡检效率；

[0032] 2.无人机在巡检电力杆塔的同时巡检附近的树木并提供是否要对该树木进行砍伐的方案，避免树木太近影响电力杆塔的正常工作，一举两得，增强了无人机巡检的指导意
义；

[0033] 3.识别巡检时的树木类别并存储对应类别的砍伐方案，以利于对无人机巡检树木的砍伐方案进行管理，便于分析利用树木砍伐方案，进行大数据研究；

[0034] 4.利用历史砍伐方案指导相同类别的树木，无人机的工作方式更加智能化且响应更加迅速；

[0035] 5.通过三维激光扫描仪扫描获取输电廊道数据并传输至终端内，以对输电廊道的数据信息进行汇总管理，利于大数据研究；

[0036] 6.利用激光炮或喷火枪对异物进行清除，无需人工清除，操作方便，也保证了工作人员的人身安全；

[0037] 7.线路可能存在故障时，在终端上显示线路的绝缘部分或者导线接头反常发热所在的输电线的位置，以方便检修人员迅速找到异常位置，展开排查和检修工作，减小故障损
失；

[0038] 8.当巡检电力杆塔时发现磨损和移位现象，控制报警装置报警，以提醒工作人员及时采取措施进行排查和检修工作，减小故障损失。

附图说明

[0039] 图1是本申请实施例的输电廊道巡检方法的流程图。

[0040] 图2是终端获取输电廊道数据后的工作流程图。

具体实施方式

[0041] 以下结合附图1‑2对本申请作进一步详细说明。

[0042] 本申请实施例公开输电廊道巡检方法。参照图1，巡检方法包括控制无人机对电力杆塔进行巡检，在巡检的同时，识别电力杆塔的类别并记录存储识别结果和对应的巡检方
案。

[0043] 同时，无人机巡检电力杆塔附近的树木并提供是否要对该电力杆塔附近的树木进行砍伐的方案，同时，无人机识别树木的类别并记录存储识别结果和对应的砍伐方案。

[0044] 由于电力杆塔所在区域附近的预设范围内禁止栽树，以避免影响电力杆塔的正常工作，因此需要对电力杆塔附近的树木进行巡检并提供是否要对该树木进行砍伐的方案。
本实施例中，以电力杆塔所在位置为中心的150米范围内是否有树木确定提供的砍伐方案
是否要对树木进行砍伐清空。当以电力杆塔所在位置为中心的150米范围内有树木时，提供
需要对树木进行砍伐清空的方案；当以电力杆塔所在位置为中心的150米范围内无树木时，
提供无需对树木进行砍伐清空的方案。

[0045] 无人机识别电力杆塔和附近树木的类别并记录存储识别结果和对应的巡检方案或砍伐方案，以利于对无人机的历史航拍巡检和砍伐方案进行管理，便于分析利用历史巡
检方案和历史砍伐方案，进行大数据研究。

[0046] 在进行下一个电力杆塔的巡检前，控制无人机识别判断电力杆塔的类别是否和已识别的电力杆塔的类别相同。

[0047] 由于同一种电力杆塔可使用相同的无人机航拍方式进行巡检。若当前的电力杆塔类别和已识别的电力杆塔类别相同，无人机自动执行与电力杆塔类别对应的巡检方案，无
需再次人工手动控制无人机对同类别的电力杆塔进行巡检工作，减少了控制人员对无人机
的操作次数；若当前的电力杆塔类别和已识别的电力杆塔类别不同，再次控制无人机对电
力杆塔进行巡检，并识别记录当前电力杆塔的类别和对应的巡检方案。

[0048] 同样地，在巡检下一个电力杆塔附近的树木前，控制无人机识别判断树木的类别是否和已识别的树木类别相同。

[0049] 由于电力杆塔附近的树木是同期栽种的且相同类别的树木在同一时间季节内的生长速度相同。若当前的树木类别和已识别的树木类别相同，无人机自动提供与树木类别
对应的砍伐方案，无需无人机再次对同类别的树木进行判断和提供砍伐方案，无人机提供
树木砍伐方案的方式更加智能化且响应速度更快；若当前的树木类别和已识别的树木类别
不同，再次控制无人机巡检电力杆塔附近树木并提供是否要对该电力杆塔附近的树木进行
砍伐的方案，同时，识别树木的类别并记录存储识别结果和对应的砍伐方案。

[0050] 无人机对电力杆塔及附近树木进行巡检的方式包括快速巡视方式和精细巡视方式。

[0051] 其中，快速巡视方式具体为，控制无人机上升至架空地线以上，使无人机拍摄电力杆塔的全塔图，全塔图包括电力杆塔的塔头相片，至少拍摄一张全塔图；再原位调整无人机
的拍摄角度，俯视拍摄电力杆塔的基础情况，至少拍摄一张相片；最后按照电力杆塔检查线
行的高度，分别在输电线路外两侧向杆塔的大、小号侧拍摄线路相片，杆塔的大、小号侧至
少拍摄一张相片。

[0052] 其中，精细巡视方式包括针对基础和地面、针对电力杆塔横担和输电线路金具、针对交叉跨越三种情况。

[0053] 在针对基础和地面时，控制无人机飞行至离电力杆塔和输电线路以外区域，且距附近树木、障碍物最高点2m以上的位置，至少选择2个不同方向进行对输电廊道进行拍摄，
每个方向拍摄的相片不少于三张。

[0054] 在针对电力杆塔横担和输电线路金具时，无人机每个角度的拍摄相片不少于三张。

[0055] 在针对交叉跨越时，无人机拍摄的相片不少于一张。

[0056] 无人机拍摄一个电力杆塔包含至少35个拍摄点。本实施例中，一个电力杆塔取35个拍摄点。

[0057] 参照图2，无人机通讯连接有终端，无人机巡检时通过三维激光扫描仪扫描电力杆塔和输电线路，获取输电廊道的数据并传输至终端内。

[0058] 具体地，三维激光扫描仪向输电廊道发射大量激光束，本实施例中，三维激光扫描仪的工作范围为红外波段、可见光波段和紫外波段。其中，红外波段可以获得红外印象数
据，用于检测温度情况，本实施例中，三维激光扫描仪工作在可见光波段时，能巡检电力杆
塔本身及是否存在异物的情况；三维激光扫描仪工作在红外波段时，能巡检输电线路的实
际温度情况，进而检测出绝缘部分或者导线接头反常发热的情况；三维激光扫描仪工作在
紫外波段时，能巡检输电廊道的电网运行情况。

[0059] 三维激光扫描仪发射激光束后再接受反射回来的信号，根据发射信号计算被电力杆塔和输电线路的表面点的三维坐标，记录反射率以及纹理等信息，从而以非接触方式获
取输电廊道的点云数据信息，有利于对输电廊道的数据信息进行汇总管理，利于大数据的
研究。

[0060] 对输电廊道进行激光扫描后获取的点云数据以三维图形式呈现在终端上，便于工作人员及时了解输电廊道的情况，直观形象。

[0061] 终端根据获取的输电廊道的点云数据和三维图对输电廊道进行建模，以真实还原输电廊道的原始面貌。

[0062] 无人机上还固定安装有激光炮和喷火枪。当巡检电力杆塔时发现异物，利用激光炮或喷火枪对异物进行定点清除，无需工作人员再攀爬清除，操作方便。

[0063] 具体地，终端对获取的三维图的异物进行图像识别，终端内部基于yolo检测模型，通过采集预设数量的已拍摄视频图像中包含异物的现场样本相片并进行样本标注，再利用
标注的样本对yolo检测模型进行训练，最终得到异物检测算子。终端依据异物检测算子，识
别采集的输电廊道三维图中是否有异物。

[0064] 因三维激光扫描仪工作时能巡检输电线路的实际温度情况，进而检测出绝缘部分或者导线接头反常发热的情况。当巡检电力杆塔时发现线路的绝缘部分或者导线接头反常
发热，终端上显示线路的绝缘部分或者导线接头反常发热所在的输电线的位置。

[0065] 为了便于获取输电线的位置，从终端从三维激光扫描仪获取大量的激光点，将激光点分为地面点和非地面点，本实施例中使用的是顾及地形起伏特征的机载激光点云自动
滤波方法来区分地面点和非地面点。该滤波方法基于线性预测滤波算法，根据地形自动进
行滤波参数设置。其中，参数设置即设置滤波中栅格的大小。栅格的大小由面高程变异系数
η来决定的，η表示单位面积区域内地表点的高程变化指标，是以目标区域内点高程的标准
差σ与目标区域的水平投影面积S的比值来表示的。比值越大，说明地形起伏也变大，而相对
于栅格大小就越小，栅格的大小小于预设值时即判断为非地面点，从而完成滤波后对地面
点和非地面点的筛选。

[0066] 再利用维数特征和方向特征等空间几何特征，从非地面点中分离出输电线点和电力杆塔点，根据输电线点在水平面上的投影相对于电力杆塔的投影较为稀疏的特征和电力
杆塔的水平投影聚集点远远大于输电线的分布特征，即可以获取电力杆塔和输电线的具体
位置。

[0067] 终端连接有报警装置，当巡检电力杆塔时发现磨损和移位现象，报警装置报警。本实施例中，报警装置可以报警器，报警器与终端的输出端电性连接。

[0068] 其中，电力杆塔磨损和移位的现象具体包括，杆塔基础出现明显破损、酥松、裂纹、露筋、基础移位、边坡保护不够；杆塔出现倾斜、塔材严重变形、严重锈蚀、塔材螺栓和脚钉
缺失、土埋塔脚、混凝土杆未封杆顶、杆塔破损、杆塔有裂纹、爬梯严重变形；电力杆塔号、警
告标志、防护标志、指示标志、相位标志缺失、损坏、字迹不清或颜色不清、严重锈蚀。

[0069] 具体地，终端基于训练的yolo检测模型对获取的三维图进行图像识别，判断电力杆塔是否存在磨损和移位的现象。

[0070] 本申请实施例输电廊道巡检方法的有益效果如下：

[0071] 1、管理无人机航拍历史巡检方案，分析、利用无人机航拍历史巡检方案指导相同类别的电力杆塔，使得控制人员对同一类别电力杆塔的巡检无需再次人工手动控制无人机
工作，减少了控制人员对无人机的操作次数，提高了输电廊道的巡检效率；

[0072] 2、无人机在巡检电力杆塔的同时巡检附近的树木并提供是否要对该树木进行砍伐的方案，避免树木太近影响电力杆塔的正常工作，一举两得，增强了无人机巡检的指导意
义；

[0073] 3、识别巡检时的树木类别并存储对应类别的砍伐方案，以利于对无人机巡检树木的砍伐方案进行管理，便于分析利用树木砍伐方案，进行大数据研究；

[0074] 4、利用历史砍伐方案指导相同类别的树木，无人机的工作方式更加智能化且响应更加迅速；

[0075] 5、通过三维激光扫描仪扫描获取输电廊道数据并传输至终端内，以对输电廊道的数据信息进行汇总管理，利于大数据研究；

[0076] 6、利用激光炮或喷火枪对异物进行清除，无需人工清除，操作方便，也保证了工作人员的人身安全；

[0077] 7、线路可能存在故障时，在终端上显示线路的绝缘部分或者导线接头反常发热所在的输电线的位置，以方便检修人员迅速找到异常位置，展开排查和检修工作，减小故障损
失；

[0078] 8、当巡检电力杆塔时发现磨损和移位现象，控制报警装置报警，以提醒工作人员及时采取措施进行排查和检修工作，减小故障损失。

[0079] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。