一种基于无人机航拍技术的电力受灾情况获取系统及方法技术领域
本发明涉及电力受灾情况获取系统及方法，具体涉及一种基于无人机航拍技术的电力受灾情况获取系统及方法。
背景技术
随着电网系统变电站、输电线路的覆盖面不断扩大，地震、洪水、大风、雷电、冰灾、雪灾、沙尘暴等灾害性对电网安全运行生产的侵扰性随之增大；极端灾害会直接导致线路故障停运；电力系统的安全运行问题越来越受到人们的关注，提高其抗灾能力是国民紧急安全稳定运行的前提，建立快速高效的电力应急系统更是抵抗灾害的重要举措，最重要的是及时获取电力受灾情况。
在各类突发事件面前。快速获取受灾地区一线资料尤为重要；然而面对洪水、地震等极端自然灾害，往往会造成公路、铁路等交通设施的损坏，无人机航拍技术已经过度到应用阶段，但是用于电力受灾情况获取领域目前还没有相关报道。
发明内容
本发明提供一种基于无人机航拍技术的电力受灾情况获取系统及方法。
本发明采用的技术方案是：一种基于无人机航拍技术的电力灾害情况获取系统，包括中央处理服务器，及分别与其连接的GPS模块、图像采集模块、监测移动模块和地面站模块；所述中央处理服务器包括相互连接的监测电力设施受灾情况模块和通报电力设施受灾情况模块；所述GPS模块、图像采集模块和地面站模块依次连接；
所述GPS模块获取无人机位置信息，与无人机拍摄图片相对应；
所述图像采集模块采集航线范围内的电力设施图片信息；
所述地面站模块接收GPS信息，监测控制无人机的姿态；
所述监测移动模块采集现场电力设施受灾信息，并将信息上传中央处理服务器，并且接收中央处理服务器的信息根据接收到的信息调整其工作；
所述中央处理服务器通过监测电力设施受灾情况模块将图像采集模块采集的图片信息与日常监测图片信息进行比对，提取损毁区域；通过通报电力设施受灾情况模块检测提取的损毁区域的位置、类别信息和损毁情况。
进一步的，所述监测移动模块包括依次连接的现场信息采集模块、信息接收模块、显示模块和信息上传模块；现场信息采集模块对电力设施受灾信息进行现场采集；信息接收模块接收中央服务器的信息，根据电力设施受灾情况调整监测移动模块工作；显示模块显示处理结果；信息上传模块将采集的信息上传中央处理服务器。
进一步的，所述现场采集模块为具有通讯软件的平板电脑或智能电话；信息接收模块、显示模块和信息上传模块均为具有指挥软件的平板电脑或笔记本电脑。
一种基于无人机航拍技术的电力灾害情况获取方法，包括以下步骤：
获取历史电力设施图片信息和电力设施受损分类信息，设置需要监测受灾区域；
根据需要监测受灾区域规划无人机航线；
通过图像采集模块采集航线范围内的图片信息；
通过检测电力设施受灾情况模块根据拍摄的图片信息提取损毁区域；
通过通报电力设施受灾情况模块检测损毁区域位置、类别和损毁情况信息。
进一步的，无人机航线规划方法如下：
根据需要监测受灾区域进行航线预规划；
获取实时地形信息；
根据实时地形信息在线规划航线。
进一步的，所述损毁区域提取方法如下：
提取航拍图像，进行图像预处理；
提取图像中的电力设施特征；
提取历史电力设施图片信息，与提取的电力设施特征进行对比；
进行特征级的变化检测；
根据检测结果提取损毁区域。
进一步的，还包括以下步骤：通过GPS模块获取无人机位置信息，与航拍图片对应，记录无人机飞行轨迹。
进一步的，所述航线预规划过程中，区域过大时设多个航线；检测区域内遮挡物过多将航线规划变短。
进一步的，所述电力设施图片信息为电力基础设施图片信息，包括变电站、塔杆和电力线信息。
进一步的，所述电力设施受损信息包括输电塔倒塌、断线和绝缘子破碎信息。
本发明的有益效果是：
（1）本发明将无人机航拍技术应用于电力设施受灾情况监测，能够及时快速获取电力设施受灾情况；
（2）本发明提高了电力设施受灾情况检测的效率及正确率。
附图说明
图1为本发明系统结构图。
图2为本发明方法流程图。
图3为本发明航线规划流程图。
图4为本发明中损毁区域提取方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种基于无人机航拍技术的电力灾害情况获取系统，包括中央处理服务器，及分别与其连接的GPS模块、图像采集模块、监测移动模块和地面站模块；所述中央处理服务器包括相互连接的监测电力设施受灾情况模块和通报电力设施受灾情况模块；所述GPS模块、图像采集模块和地面站模块依次连接；
所述GPS模块获取无人机位置信息，与无人机拍摄图片相对应；
所述图像采集模块采集航线范围内的电力设施图片信息；
所述地面站模块接收GPS信息，监测控制无人机的姿态，即在任何时间无人机的姿态都是可以通过地面站进行控制的；可控制无人机的起飞、转向、降落等；可在地面实时监控无人机的飞行情况，避免强风、暴雨等突发状况的产生影响无人机的正常作业或者损坏无人机；无人机地面站子系统作为连接无人机与飞行员的接口，是整个无人机操纵系统的“神经中枢”，控制着系统的各项功能的成功实现；
所述监测移动模块采集现场电力设施受灾信息，并将信息上传中央处理服务器，并且接收中央处理服务器的信息根据接收到的信息调整其工作；
所述中央处理服务器通过监测电力设施受灾情况模块将图像采集模块采集的图片信息与日常监测图片信息进行比对，提取损毁区域；通过通报电力设施受灾情况模块检测提取的损毁区域的位置、类别信息和损毁情况；将获取的信息下发到移动端，便于获取准确的电力设施受损信息。
进一步的，所述监测移动模块包括依次连接的现场信息采集模块、信息接收模块、显示模块和信息上传模块；现场信息采集模块对电力设施受灾信息进行现场采集；信息接收模块接收中央服务器的信息，根据电力设施受灾情况调整监测移动模块工作；显示模块显示处理结果；信息上传模块将采集的信息上传中央处理服务器。
进一步的，所述现场采集模块为具有通讯软件的平板电脑或智能电话；信息接收模块、显示模块和信息上传模块均为具有指挥软件的平板电脑或笔记本电脑。
一种基于无人机航拍技术的电力灾害情况获取方法，包括以下步骤：
获取历史电力设施图片信息和电力设施受损分类信息，设置需要监测受灾区域；
根据需要监测受灾区域规划无人机航线；
通过图像采集模块采集航线范围内的图片信息；
通过检测电力设施受灾情况模块根据拍摄的图片信息提取损毁区域；
通过电力设施受灾情况模块检测损毁区域位置、类别和损毁情况信息；
历史电力设施图片信息和电力设施受损分类信息主要由中央服务处理器进行管理，有删除权限的用户可对数据进行删除，及时删除没有用的图片信息。
进一步的，无人机航线规划方法如下：
根据需要监测受灾区域进行航线预规划；
获取实时地形信息；
根据实时地形信息在线规划航线。
进一步的，所述损毁区域提取方法如下：
提取航拍图像，进行图像处理；
提取图像中的电力设施特征；
提取历史电力设施图片信息，提取的电力设施特征进行对比；
进行特征级的变化检测；
根据检测结果提取损毁区域；
通过无人机拍摄的受灾图片与日常监测图进行对比，将电力设施受灾情况检测出来，然后将检测出的电力设施受灾情况图片及具体位置下发到移动端，便于获取更多的现场信息，用于后续处理。
进一步的，还包括以下步骤：通过GPS模块获取无人机位置信息，与航拍图片对应，记录无人机飞行轨迹；将其无人机真实的飞行轨迹绘制出来，与预先规划的轨迹进行比对，以便确认飞行航线是否偏移，若有偏移则需要判断是否会造成监测区域遗漏的问题；GPS数据模块实时获取无人机飞行位置，支持无人机实时航迹的绘制，亦可确保受灾电力设施位置判定的准确性，GPS模块面向户外空中作业，故模块的硬件环境选用便携机，实时的获取无人机的位置信息。
进一步的，所述航线预规划过程中，区域过大时设多个航线；检测区域内遮挡物过多将航线规划变短；设置多个航线便于无人机拍摄详细，遮挡物过多不利于飞行，将航线变短，便于无人机监测全面。
进一步的，所述电力设施图片信息为电力基础设施图片信息，包括变电站、塔杆和电力线信息。
进一步的，所述电力设施受损信息包括输电塔倒塌、断线和绝缘子破碎信息。
本发明主要包括四部分：外部信息的获取，主要包括无人机航拍数据、GPS位置信息数据；中央处理，主要包括对无人机所拍图片的预处理、所拍受灾图片与数据库中日常监测图比对处理以及将处理结果下发现场；监测移动端，主要用于受灾现场工作人员，使其更方便快捷的接收指令并获取现场信息；信息存储，将航拍数据、GPS位置数据以及经中央处理器处理后的数据、移动端上传数据均进行存储，以便用于后续受灾电力设施的处理方案制定以及存档。
本发明将无人机航拍技术完美的应用于电力设施受灾情况监测，充分发挥无人机航拍灵活机动高效的特性，解决了目前及时快速获取电力设施受灾情况的难题，提高了电力设施受灾情况检测的效率及正确率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。