【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机技术与电力线路自动巡检领域，特别是指一种基于无人机的电力线路巡检方法及系统。
技术介绍
1、传统的电力线路巡检方法主要依赖人工进行，巡检人员需要亲自前往现场，对各种电力设备进行逐一检查。然而，这种方式存在着诸多弊端。
2、首先，人工巡检的效率低下，尤其是在面对广袤的电力线路网络时，巡检人员往往需要花费大量的时间和精力才能完成任务。其次，复杂地形和恶劣天气条件给人工巡检带来了极大的挑战。在一些山区、沼泽地等难以通行的区域，巡检人员可能面临着极大的安全风险，甚至无法到达某些关键的检查点。而在雨雪、雷电等恶劣天气下，巡检工作更是难以为继，不仅影响了巡检的及时性，还可能对巡检人员的生命安全构成威胁。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于无人机的电力线路巡检方法及系统，基于无人机的电力线路巡检方法通过精确的路径规划、优化和评估，实现了高效、安全、低成本且高质量的电力线路巡检。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、第一方面，一种基于无人机的电力线路巡检方法，所述方法包括：
4、获取无人机电力巡检路的基础数据，以构建二维环境图，所述基础数据包括电力线路的具体布局、地形地貌信息以及障碍物位置；
5、根据二维环境图，进行路径规划，并根据路径当中每个节点的代价与实际距离，以得到二维电力线路路径规划；
6、根据二维电力线路路径规划，建立三维地形图；
7、根据三
8、根据成本函数，评估不同巡检路径的成本，以得到评估后的巡检路径；
9、根据评估后的巡检路径，确定规划的三维路径；
10、对规划的三维路径进行优化，以得到优化后的三维路径。
11、进一步的，根据二维环境图，进行路径规划，并根据路径当中每个节点的代价与实际距离，以得到二维电力线路路径规划，包括：
12、根据二维环境图，标记节点，节点包括电力线路的起点、终点、转角点、地形特征点和障碍物边界上的点；
13、将节中点的起点加入开启列表，其中，列表是一个优先队列，按照代价排序；
14、从开启列表中选择代价对应的节点作为当前节点，将当前节点从开启列表中移除，并加入关闭列表，并记录已搜索节点的列表，对于当前节点的每一个相邻节点：如果相邻节点包括终点，则路径规划完成，并回溯得到完整路径；否则，计算相邻节点的代价；如果相邻节点未在开启列表中，则更新相邻节点的代价，并将其父节点设置为当前节点；如果相邻节点未在关闭列表中，将其加入开启列表；
15、如果终点被加入关闭列表，则找到了路径；从终点开始，通过父节点关系回溯到起点，以得到二维电力线路路径规划。
16、进一步的，根据二维电力线路路径规划，建立三维地形图，包括：
17、对二维电力线路地形数据进行处理，以提取二维数据，二维数据包括关键的地形特征点、高程信息、障碍物位置；
18、利用二维数据，生成三维网格，每个网格点根据对应的高程信息被赋予一个z轴上的高度值，以形成一个立体的地形表面；
19、根据地形类型从纹理库中确定对应的纹理图像，以使纹理图像映射到对应的三维网格上，其中，地形类型包括草地、沙地和岩石；
20、识别二维数据中标记的障碍物位置，并映射到三维地形图中的对应的位置；
21、根据预设的光照参数模拟真实的光照环境，并通过光照计算，在地形和障碍物表面生成对应的光线，以得到三维地形图，其中，光照参数包括光源位置、光照强度。
22、进一步的，利用二维数据，生成三维网格，每个网格点根据对应的高程信息被赋予一个z轴上的高度值，以形成一个立体的地形表面，包括：
23、创建网格结构，定义一个二维数组存储网格点的高程值，二维数组的每个元素对应一个网格点；
24、遍历二维数据中的每个点，根据每个点的x轴和y轴坐标找到在三维网格中的对应位置；
25、将每个点的高程信息赋值给网格结构中对应的网格点；
26、遍历网格结构中的每个点，根据每个点得x轴、y轴坐标和高程值，生成一个三维坐标点；
27、根据三维坐标点，形成一个立体的地形表面。
28、进一步的，根据三维地形图，构建巡检的成本函数，包括：
29、根据无人机的特性，获取无人机相关约束条件，相关约束条件包括无人机的飞行最大飞行速度、最大爬升率、最大下降率、转弯半径和无人机与障碍物之间的最小安全距离；
30、根据三维地形图和相关约束条件，构建巡检的成本函数。
31、进一步的，根据成本函数，评估不同巡检路径的成本，以得到评估后的巡检路径，包括：
32、对于规划出的每一条巡检路径，通过成本函数，计算不同巡检路径的总成本；
33、将每条路径及其对应的总成本作为元素插入到优先级队列中，以使队列自动根据总成本对路径进行排序，以得到优先级队列；
34、从优先级队列中取出对应的元素作为评估后的巡检路径。
35、进一步的，根据评估后的巡检路径，确定规划的三维路径，包括：
36、根据评估后的巡检路径，以确定巡检路径点的数量；
37、在三维空间中随机初始化每个巡检路径点的位置；
38、在三维空间中，随机选择一个平面作为镜面，对于每个巡检路径点，计算其所选镜面的镜像位置，以得到路径点对应的镜像位置；
39、将每个巡检路径点的位置与其镜像位置的成本进行比较，以得到比较结果；
40、根据比较结果，确定规划的三维路径。
41、进一步的，对规划的三维路径进行优化，以得到优化后的三维路径，包括：
42、设定粒子的数量，每个粒子代表一个三维路径；
43、在三维空间中随机初始化每个粒子的位置，位置表示为一系列三维坐标点，构成一条路径；
44、计算每个粒子所代表路径的总成本，并作为粒子的适应度值；
45、更新粒子速度和位置，直到达到预设的迭代次数，以得到优化后的三维路径。
46、第二方面，一种基于无人机的电力线路巡检系统，包括：
47、获取模块，用于获取无人机电力巡检路的基础数据，以构建二维环境图，所述基础数据包括电力线路的具体布局、地形地貌信息以及障碍物位置；根据二维环境图，进行路径规划，并根据路径当中每个节点的代价与实际距离，以得到二维电力线路路径规划；根据二维电力线路路径规划，建立三维地形图；
48、处理模块，用于根据三维地形图，构建巡检的成本函数；根据成本函数，评估不同巡检路径的成本，以得到评估后的巡检路径；根据评估后的巡检路径，确定规划的三维路径；对规划的三维路径进行优化，以得到优化后的三维路径。
49、第三方面，一种计算设备，包括：
50、一个或多个处理器；
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【技术保护点】
1.一种基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，根据二维环境图，进行路径规划，并根据路径当中每个节点的代价与实际距离，以得到二维电力线路路径规划，包括：
3.根据权利要求2所述的基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，根据二维电力线路路径规划，建立三维地形图，包括：
4.根据权利要求3所述的基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，利用二维数据，生成三维网格，每个网格点根据对应的高程信息被赋予一个Z轴上的高度值，以形成一个立体的地形表面，包括：
5.根据权利要求4所述的基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，根据三维地形图，构建巡检的成本函数，包括：
6.根据权利要求5所述的基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，根据成本函数，评估不同巡检路径的成本，以得到评估后的巡检路径，包括：
7.根据权利要求6所述的基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，根据评估后的巡检路径，确定规划的三维路径，包括：
8.根据权利
9.一种基于无人机的电力线路巡检系统，其特征在于，应用于如权利要求1至8任一项所述的方法中，包括：
10.一种计算设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，根据二维环境图，进行路径规划，并根据路径当中每个节点的代价与实际距离，以得到二维电力线路路径规划，包括：
3.根据权利要求2所述的基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，根据二维电力线路路径规划，建立三维地形图，包括：
4.根据权利要求3所述的基于无人机的电力线路巡检方法，其特征在于，利用二维数据，生成三维网格，每个网格点根据对应的高程信息被赋予一个z轴上的高度值，以形成一个立体的地形表面，包括：
5.根据权利要求4所述的基于无人机的电力线路巡检方...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛鹏飞，张杰，刘洋，杨晓宇，梁文静，谢晓君，陶克涛，丁畅，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司航检分公司，
类型：发明
国别省市：
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