[发明专利]基于金具高精度图像分析及全生命周期健康状态风险评估软件系统

说明书

本发明提供基于金具高精度图像分析及全生命周期健康状态风险评估软件系统，包括航拍子系统和控制台综合子系统，所述航拍子系统通过射频与所述控制台综合子系统连接。针对超高压和高压输电线路绝缘子串球头挂环等连接金具典型病害故障，本发明应用亚毫米精细检测复合光学在线检测无人机系统，实现基于多源图像融合的裂纹、断裂、形变等缺陷特征参数高精度提取与鲁棒性识别检测方法；构建智能规则推理库、实现连接金具的运行状态健康评估与预警，实现典型输变电线路连接金具健康状态风险评估、全生命周期的机器学习疲劳预警及溯源。

技术领域

本发明涉及风险评估、高精度图像分析和计算机技术领域，特别是涉及基于金具高精度图像分析及全生命周期健康状态风险评估软件系统。

背景技术

我国电力大动脉建设正逐步得以实现，电力系统的规模也随之越来越大，国民经济与人民对电力系统的依赖性也越来越强，国家对电力系统的安全性、稳定性的要求也越来越高。高电压输电线路不但输送的距离远，而且覆盖的面积广阔，对国民建设至关重要。但由于输电线路施工材料和质量问题、极端天气、微地形等各方面的因素，高电压输电线路会出现不同程度的事故。

球头挂环是输电线路中的关键承力部件，一般与碗头金具配合使用，用于架空导地线和杆塔悬挂点的连接球头挂环在连接导线动载荷的作用下，容易发生疲劳断裂，断裂位置一般为挂环、根部和杆部连接的变截面处这些事故，严重影响了输电线路的正常运行。

球头挂环断裂的原因主要有球头挂环制造过程产生原始缺陷导致断裂、安装工艺不合理导致金具卡涩和受力不合理、恶劣极端天气下受到过大的动载荷和长期运行后腐蚀和磨损导致开裂。目前研究多为事后离线检测和分析，集中在硬度检验、光谱分析、金相分析和断口分析，而对在线运行线路缺少有效的无损检测与预警预测方法，急需在线疲劳断裂和裂纹的无损检测理论方法与设备电线路绝缘子串球头挂环等连接金具是高压和超高压输电线路重要承载部件，其健康状态无损检测与风险评估是输电线路安全经济运行的重要保障。

随着人工智能、无人机技术、机器人技术等各领域间的相互补充与渗透，输电线路健康检测也正在走向智能化，但仍然存在很多开放性问题。虽然目前无人机设备与检测非常多，也有不少电力巡线无人机系统(如大疆)，但用于线路巡查与建模。但对于亚毫米高精度检测无人机还未见报道，针对球头挂件的裂纹检测，也没有成熟的设备与软件模块。充分发挥高校开发能力与产学研结合，研发针对输电线路承载金具的病害与故障检测方法与设备、以及大数据分析，具有现实可行性和广阔应用需求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，针对超高压和高压输电线路绝缘子串球头挂环等连接金具典型病害故障，本发明应用亚毫米精细检测复合光学在线检测无人机系统，实现基于多源图像融合的裂纹、断裂、形变等缺陷特征参数高精度提取与鲁棒性识别检测方法；构建智能规则推理库、实现连接金具的运行状态健康评估与预警，实现典型输变电线路连接金具健康状态风险评估、全生命周期的机器学习疲劳预警及溯源，用于解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供基于金具高精度图像分析及全生命周期健康状态风险评估软件系统，包括航拍子系统和控制台综合子系统，所述航拍子系统通过射频与所述控制台综合子系统连接；

所述航拍子系统包括有：旋翼无人机系统子模块、高精度光学测量相机子模块、红外相机子模块、激光雷达子模块和无线通信子模块；

所述控制台综合子系统包括有：飞控子模块、控制台无线通信子模块、图像处理子模块和算法子模块；

所述旋翼无人机功能子模块是一个带云台稳定系统的四轴旋翼无人机；

所述高精度光学测量相机子模块用于采集金具高清晰度图片和视频，与所述无线通信子模块连接；

所述红外相机子模块用于采集红外成像图片和和视频，与所述无线通信子模块连接；

所述激光雷达子模块用于景深测量，辅助复原精确三维模型，与所述无线通信子模块连接；