(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211192428.1 (22)申请日 2022.09.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115275870 A (43)申请公布日 2022.11.01 (73)专利权人 合肥优晟电力科技有限公司 地址 230042 安徽省合肥市高新区黄山路 605号民创中心 228室 专利权人 国网安徽省电力有限公司宣城供 电公司 (72)发明人 张劲松　王志坤　吕炜　丁家淮　 (74)专利代理 机构 深圳天融专利代理事务所 (普通合伙) 44628 专利代理师 张莉 (51)Int.Cl. H02G 1/02(2006.01) G06V 20/17(2022.01) G06V 10/50(2022.01)G06V 10/75(2022.01) G06V 10/764(2022.01) (56)对比文件 WO 201810 3242 A1,2018.0 6.14 WO 2021237545 A1,2021.12.02 WO 2017219780 A1,2017.12.28 CN 110011223 A,2019.07.12 WO 201819595 5 A1,2018.1 1.01 US 2006089760 A1,2006.04.27 CN 106371456 A,2017.02.01 CN 113963276 A,202 2.01.21 CN 107239078 A,2017.10.10 US 11262746 B1,202 2.03.01 US 2022191460 A1,202 2.06.16 JP 2018074757 A,2018.0 5.10 王振华等.基于四旋翼无 人机的输电线路巡 检系统研究. 《中国电力》 .2012,(第10期), 审查员 胡丽平 (54)发明名称 一种基于高空线路维护的巡 检系统 (57)摘要 本发明属于高空供电设备技术领域， 具体涉 及一种基于高空线路维护的巡检系统， 该巡检系 统包括： 飞行器， 所述飞行器至少包括有图像采 集模组， 飞行模组和数据链传输系统； 终端服务 器， 所述终端服务器至少包括有处理单元、 推进 系统和通信模组； 通过 飞行器对高空线路设备进 行图像采集， 并将该图像传输至终端服务器， 通 过终端服务器对采集的 图像进行计算和识别。 本 发明通过巡检系统生成巡检方案， 再通过飞行器 执行巡检方案， 提高了巡检效率， 同时， 通过建立 三维模型， 能够根据影像数据的坐标生成模拟图 像， 将模拟图像和影像数据进行对比后， 可快速 识别高空线路和设备上存在的安全隐患， 降低了 数据处理难度。 权利要求书3页 说明书12页 附图4页 CN 115275870 B 2022.12.06 CN 115275870 B 1.一种基于高空线路维护的巡检系统， 其特 征在于： 包括： 飞行器， 所述飞行器至少包括有图像采集模组， 飞行模组和数据链传输系统； 终端服务器， 所述终端服 务器至少包括有处 理单元、 推进系统和通信模组； 通过飞行器对高空线路设备进行图像采集， 并将该图像传输至终端服务器， 通过终端 服务器对采集的图像进行计算和识别， 以排 查高空线路设备的安全隐患， 其具体步骤如下： 获取高空线路及相关设备的三维模型， 所述三维模型至少包括有电力塔主体或/和电 力杆主体、 供电导线、 连接元件以及绝缘元件， 根据所述三维模型创建巡检目标， 对所述巡 检目标进行分类， 建立设备 数据库； 获取巡检区间和巡检目标， 根据所述巡检目标定制巡检点， 根据所述巡检区间及巡检 点定制巡检路线， 生成巡检方案， 并将所述巡检方案传输给飞行器； 其中， 选择巡检区间和 巡检目标， 根据所述巡检目标定制 巡检点， 根据所述巡检区间及巡检点定制 巡检路线的具 体步骤包括： 设置巡检起点和巡检终点， 生成巡检区间， 根据设备数据库调取巡检区间内的所有的 图形目标、 影 像目标及避让目标； 设定飞行器的飞行速度， 通过巡检终点和巡检起点生成返航路线， 其中， 在生成返航路 线的过程中， 巡检终点作为返航路线的起点， 巡检起点作为返航路线的终点， 巡检区间的所 有巡检目标和避让目标均 作为障碍物， 并根据返航路线的长度计算返航 耗时； 根据所述巡检区间内的图形目标， 在所述图形目标附近 选取多个巡检点； 根据所述巡检区间内的影像目标， 以所述影像目标为基准， 创建所述影像目标的巡检 轨迹， 并以巡检轨 迹的起点和终点创建两个巡检点； 根据所有巡检点生成多个点集， 其中， 电力塔和点集一一对应， 同一个电力塔上的所有 巡检点都放置于同一个点集内， 对点集内任意两个巡检点之间的飞行成本进行计算， 并根 据计算结果对同一个点集内的所有巡检点进 行排序， 生成局部最优飞行路线， 其中， 飞行成 本的计算公式为： ， 其中， 表示两个巡检点之间的飞行长度， 该项代 表飞行路径成本， 表示两个巡检点 之间高度差， 该项代表飞行高度成本， 表示两个巡检 点之间的可行性指数， 该项代表路径安全性成本， 、 和 分别是路径成本、 高度成本和 安全性成本的权 重值； 根据相邻的两个电力塔之间的供电导线生成巡检轨迹， 对巡检轨迹和各个电力 塔的局 部最优飞行路线 进行整合， 生成巡检初步路线； 根据飞行器设定的飞行速度以及巡检初步路线的长度计算巡检耗 时， 所述巡检耗 时的 计算公式为： ， 根据飞行器的最大续航时间对巡检初步路线进行校验， 若巡检 耗时与返 航耗时之和小于或等于飞行器的最大续航时间， 则对巡检初步路线和返航路线进行整合， 生成巡检路线， 若巡检耗时与返航耗时之和大于飞行器的最大续航时间， 则重新设置巡检 终点以缩小巡检区间， 重新生成返航路线和巡检初步路线， 其中， S代表巡检初步路线的长 度， V代表飞行器设定的飞行速度； 获取巡检目标的图像， 通过所述飞行器按照巡检路线移动， 并在巡检点对巡检目标进 行图像采集， 该巡检目标图像采集完毕后， 将采集的巡检图像及图像信息传输给终端服务权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115275870 B 2器； 获取巡检目标的巡检结果， 通过所述终端服务器对巡检图像进行处理， 同时， 根据三维 模型和图像信息生成对比图像， 将所述巡检图像和对比图像进行比对， 并对比对结果进行 存储； 巡检结束后， 根据所有巡检目标的比对结果 生成巡检报告。 2.根据权利要求1所述的一种基于 高空线路维护的巡检系统， 其特征在于： 对所述巡检 目标进行分类的具体步骤如下： 将电力塔主体或/和电力杆主体及其他支撑类部件划分为避让目标， 并对避让目标分 别进行编号； 将连接元件、 绝缘元件及其他最大长度小于或等于L的部件划分为图形目标， 并根据其 安装的电力塔主体或电力杆主体编号 为前缀， 对所述图形目标分别进行编号； 将供电导线及其他最大长度大于L的部件划分为影像目标， 并根据其安装的 电力塔主 体或电力杆主体编号 为前缀， 对影 像目标分别进行编号； 以大地坐标系为基准， 创建影像目标的起点坐标、 终点坐标以及图形目标的中心坐标 信息； 其中， 所述L代表所述飞行器与巡检目标保持安全距离的前提下， 所述飞行器上的图像 采集模块能够拍摄的最大长度范围。 3.根据权利要求1所述的一种基于 高空线路维护的巡检系统， 其特征在于： 根据 所述巡 检区间定制巡检路线的步骤之前， 还 包括： 获取飞行器的供电元件的基础信息， 所述基础信息包括： 供电元件的电能余量、 额定电 流、 额定最大电流； 通过所述基础信 息计算飞行器的最大续航 时间和续航里程， 所述飞行器的续航时间计 算公式为： ， 其中， C为所述飞行器供电元件的电池容量， k为百分比电能余量， I为供电元件的额定电流， w 为温度系数， f为 风力系数， q为 安全系数。 4.根据权利要求1所述的一种基于 高空线路维护的巡检系统， 其特征在于： 所述飞行器 按照巡检路线移动， 并在巡检点对巡检目标进行图像采集的具体步骤如下： 所述飞行器在飞行的过程中， 实时 回传所在的空间坐标； 当飞行器位于巡检点时， 通过所述图像采集元件采集图形目标的外观图形， 并记录该 外观图形的采集时间、 采集 坐标； 当飞行器处于巡检轨迹上时， 通过所述图像采集元件录制影像目标的视频， 并记录该 视频的起始时间、 结束时间、 视频时长及视频录制过程中的坐标； 将采集的外观图形和视频通过飞行器上的数据链传输系统传输给终端服 务器。 5.根据权利要求1所述的一种基于 高空线路维护的巡检系统， 其特征在于： 所述终端服 务器对巡检图像进 行处理， 同时， 根据三 维模型和图像信息生成对比图像， 将所述巡检图像 和对比图像进行比对的具体步骤 包括： 提取视频中的视频信 息及关键帧， 获取影像目标的多个外观图形及该外观图形的坐标 信息； 对影像目标以及图形目标的外观图形进行处 理， 获取图形目标的HO G特征；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115275870 B 3