一种高空序列杆塔的无人机扫描采集系统的制作方法

本发明涉及无人机，具体为一种高空序列杆塔的无人机扫描采集系统。

背景技术：

1、电力输电线路中的高空序列杆塔是电网运行的重要组成部分，然而，这些高空杆塔通常位于偏远或难以到达的地区，且存在着一定的安全隐患和维护需求，传统的高空杆塔巡检通常依赖于人工，效率低下且容易出现遗漏，因此，研究人员开始探索如何利用现代技术来提高高空杆塔的安全性和可维护性。

2、随着无人机技术的不断进步和成本的下降，无人机在各个领域的应用越来越广泛，其在航拍、监测和勘察等领域的优势逐渐显现，为高空杆塔的监测和维护提供了新的解决方案，随着传感器技术和成像技术的不断进步，现代无人机可以搭载各种高分辨率相机、红外摄像头、激光雷达等传感器，能够实现对高空杆塔及其周围环境的高精度、高分辨率的扫描和监测。

3、因此，针对以上问题，亟待需要一种高空序列杆塔的无人机扫描采集系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高空序列杆塔的无人机扫描采集系统，解决了高空序列杆塔巡检效率低，存在漏检及高空作业安全风险，自动巡检容易因为外在环境出现采集数据误差的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高空序列杆塔的无人机扫描采集系统，包括无人机状态评估子系统、高空序列杆塔巡检子系统、用户界面与可视化子系统，其中：所述无人机状态评估子系统用于基于无人机扫描采集任务获取到的无人机的实时监测信息，结合无人机基础信息进行分析，获得无人机采集保障值，评估无人机飞行的安全状态及采集数据的可靠性；所述高空序列杆塔巡检子系统用于基于无人机发送的高空序列杆塔扫描采集图像分析获取到的无人机扫描采集信息，结合无人机采集保障值分析，获得各个高空序列杆塔的杆塔监测值，对高空序列杆塔进行自动巡检；所述用户界面与可视化子系统用于基于自动巡检结果自动化生成无人机扫描采集分析报告，提供数据记录、实时监测功能。

3、进一步地，所述无人机状态评估子系统包括无人机扫描采集任务获取模块、无人机保障数据采集模块、无人机保障数据计算模块、无人机飞行评估模块，其中：所述无人机扫描采集任务获取模块即用于获取用于高空序列杆塔的无人机扫描采集任务，无人机扫描采集任务包括高空序列杆塔状态监测与故障检测任务、高空序列杆塔识别与定位任务、高空序列杆塔数据采集与记录任务、高空环境监测任务、高空序列杆塔安全巡视任务；所述无人机保障数据采集模块即用于基于无人机扫描采集任务获取到的无人机扫描采集需求分析，获得无人机保障数据，并发送至无人机保障数据计算模块；所述无人机保障数据计算模块即用于根据无人机保障数据采集模块发送的无人机保障数据分析计算，获得无人机采集保障值；所述无人机飞行评估模块即用于通过分析无人机采集保障值，评估无人机飞行的安全状态及采集数据的可靠性。

4、进一步地，所述无人机保障数据具体包括：无人机的实时监测信息、无人机基础信息；所述无人机的实时监测信息具体包括：飞行状态信息、飞行环境信息；所述飞行状态信息具体包括：数据链信号强度、相对高度、飞行速度、电池剩余电量；所述飞行环境信息具体包括：温度、湿度、气压、风速；所述无人机基础信息具体包括：传感器故障率、测量精准率、无人机使用率。

5、进一步地，所述评估无人机飞行的安全状态及采集数据的可靠性具体为：基于高空序列杆塔的无人机扫描采集记录分析，获得无人机采集保障阈值；将无人机采集保障值与无人机采集保障阈值进行对比分析，当无人机采集保障值大于等于无人机采集保障阈值时，判断当前无人机飞行符合安全需求，采集数据可靠；当无人机采集保障值小于无人机采集保障阈值时，判断当前无人机飞行不符合安全需求，采集数据不可靠，利用警报机制发送提示短信进行扫描采集优化，所述扫描采集优化具体包括：调整无人机状态、更换无人机、更换扫描采集时间。

6、进一步地，所述获得无人机采集保障值具体为：通过对数据链信号强度、相对高度、飞行速度、电池剩余电量分别赋予权重进行加权求和计算，获得飞行状态特征值，用于数值化表示当前无人机飞行的状态；通过对温度、湿度、气压、风速分别赋予权重进行加权求和计算，获得飞行环境特征值，用于数值化表示当前无人机飞行所处环境的状态；通过对传感器故障率、测量精准率、无人机使用率分别赋予权重进行加权求和计算，获得无人机基础特征值，用于表示当前无人机的基础信息状态；基于飞行状态特征值、飞行环境特征值、无人机基础特征值分析计算，得到无人机采集保障值。

7、进一步地，所述无人机采集保障值计算公式为：

8、ξ＝χz*q1+χh*q2+χj*q3；式中ξ表示为无人机采集保障值，χz表示为飞行状态特征值，χh表示为飞行环境特征值,χj表示为无人机基础特征值，q1表示为飞行状态特征值的权重因子，q2表示为飞行环境特征值的权重因子，q3表示为飞行状态特征值的权重因子。

9、进一步地，所述高空序列杆塔巡检子系统包括扫描采集图像获取模块、扫描采集信息获取模块、扫描采集信息处理模块，其中：所述扫描采集图像获取模块即用于获取无人机发送的高空序列杆塔扫描采集图像，并对高空序列杆塔扫描采集图像进行预处理，包括图像去噪、图像增强、几何矫正、图像分割、去除阴影和光照不均匀；所述扫描采集信息获取模块即用于通过预处理后的高空序列杆塔扫描采集图像分析，提取出无人机扫描采集信息，并发送至扫描采集信息处理模块；所述扫描采集信息处理模块即用于通过扫描采集信息获取模块发送的无人机扫描采集信息分析，结合无人机采集保障值计算，得到各个高空序列杆塔的杆塔监测值，用于对高空序列杆塔进行自动巡检。

10、进一步地，所述对高空序列杆塔进行自动巡检具体为：基于历史高空序列杆塔巡检记录分析，获得高空杆塔监测阈值；将各个高空序列杆塔的杆塔监测值与高空杆塔监测阈值进行对比分析，当杆塔监测值小于等于高空杆塔监测阈值时，判断当前高空杆塔巡检结果不存在杆塔安全风险；当杆塔监测值大于高空杆塔监测阈值时，判断当前高空杆塔巡检结果存在杆塔安全风险，利用警报机制发送人工排查提示短信至高空序列杆塔管理人员进行故障维修。

11、进一步地，所述各个高空序列杆塔的杆塔监测值具体获取方法为：对高空序列杆塔进行编号：j＝1,2,3,...,m；获得各个高空序列杆塔的无人机扫描采集信息，所述无人机扫描采集信息具体包括：高空杆塔表面磨损率、高空杆塔结构完整率、红外热成像异常率；通过对高空杆塔表面磨损率、高空杆塔结构完整率、红外热成像异常率分别赋予权重进行加权求和计算，获得杆塔图像异常评测值；利用各个高空序列杆塔的杆塔图像异常评测值与无人机采集保障值分析计算，获得各个高空序列杆塔的杆塔监测值，所述杆塔监测值计算公式为：式中ψj表示为第j个高空杆塔的杆塔监测值，θj表示为第j个高空杆塔的杆塔图像异常评测值，ξ表示为无人机采集保障值，a1表示为杆塔图像异常评测值的权重因子，a2表示为无人机采集保障值的权重因子，表示为杆塔监测值的计算折损因子。

12、进一步地，所述用户界面与可视化子系统包括报告生成模块、实时远程监测模块、数据存储模块、用户权限管理模块，其中：

13、所述报告生成模块即用于利用可视化功能自动化生成无人机扫描采集分析报告，无人机扫描采集分析报告包括无人机采集保障值、各个高空序列杆塔的杆塔监测值、高空序列杆塔进行自动巡检结果；所述实时远程监测模块即用于提供实时监测功能，实时监测高空序列杆塔的无人机扫描采集过程，同时提供警报机制及时发送自动巡检结果；所述数据存储模块即用于存储历次高空序列杆塔的巡检记录、无人机扫描采集分析报告、无人机的实时监测信息、无人机基础信息；所述用户权限管理模块即用于提供用户身份验证和权限管理机制，确保只有授权人员能够访问用户界面，同时提供授权用户远程标记警报功能。

14、本发明具有以下有益效果：

15、(1)、该一种高空序列杆塔的无人机扫描采集系统，通过自动化的高空序列杆塔巡检子系统，能够在短时间内对多个杆塔进行扫描采集，提高了巡检效率，并减少了人为巡检可能存在的主观误差；无人机状态评估子系统能够实时监测无人机的状态信息，通过采集保障值对无人机飞行的安全状态进行评估，有助于即时发现潜在的问题并采取措施，确保无人机操作的安全性和可靠性；基于自动巡检结果自动生成无人机扫描采集分析报告，简化了数据分析的流程，使用户能够更轻松地理解和使用采集到的信息；实时监测功能，使用户能够在系统运行过程中随时查看无人机扫描采集的状态和结果，增加了用户对系统运行情况的实时了解，有助于及时调整和处理问题。

16、(2)、该一种高空序列杆塔的无人机扫描采集系统，采取数据处理技术手段，对于无人机的自动扫描采集考虑到了由于无人机运行状态及外部环境对于无人机运行安全与采集数据精准度的影响，结合飞行状态特征值、飞行环境特征值、无人机基础特征值综合计算获取的无人机采集保障值能够有效避免因无人机本身状态影响及环境影响造成的采集数据误差；对于高空序列杆塔的自动巡检结合了无人机采集保障值及无人机的实时监测值分析，减少了对人力资源的需求，同时降低了人员因高空巡检而可能面临的风险，使得高空巡检更加安全、快速。

17、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。