[發(fā)明專利]無(wú)人機(jī)輸電線路走廊作業(yè)航跡規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410344787.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN104076816A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴慧坤;周偉才;江克宜;譚波;魏前虎;申作家;張金廣;楊進(jìn)科;周海峰;黃浩;周云;黃海鵬;楊斌;林樂(lè);趙義南;朱敏杰;江萬(wàn)壽;楊成城
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳供電局有限公司;武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴(yán)彥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輸電線路走廊無(wú)人機(jī)巡視航跡規(guī)劃技術(shù)。

背景技術(shù)

輸電線路是生命線工程的重要組成部分，在保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行的重要性方面是不言而喻的。近年來(lái)，自然災(zāi)害及外力破壞頻發(fā)，因環(huán)境影響導(dǎo)致輸電線路停電事故時(shí)有發(fā)生，輸電線路走廊由于環(huán)境的變化和施工等人為的破壞比較嚴(yán)重，需要定期對(duì)線路走廊實(shí)景數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，方便及時(shí)巡視線路走廊中潛在的樹障等影響線路運(yùn)行安全的問(wèn)題。

目前，雖然航跡規(guī)劃在其他領(lǐng)域已有應(yīng)用，但針對(duì)無(wú)人機(jī)電力線三維全方位自動(dòng)巡視的航跡規(guī)劃的技術(shù)還沒有出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種針對(duì)輸電線路走廊進(jìn)行無(wú)人機(jī)全方位巡視的航跡規(guī)劃技術(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種無(wú)人機(jī)輸電線路走廊作業(yè)航跡規(guī)劃方法，包括以下步驟，

步驟1，繪制架空線路路徑，包括根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)桿塔集合中的每一桿塔坐標(biāo)位置和桿塔的高度，繪制一條三維線路，記為路徑L1(x1，y1，z1x2，y2，z2x3，y3，z3…xN，yN，zN)；

其中，N為目標(biāo)桿塔集合中桿塔的總數(shù)，(x1，y1)為第1個(gè)桿塔的坐標(biāo)位置，z1為第1個(gè)桿塔的高度；(x2，y2)為第2個(gè)桿塔的坐標(biāo)位置，z2為第2個(gè)桿塔的高度；(x3，y3)為第3個(gè)桿塔的坐標(biāo)位置，z3為第3個(gè)桿塔的高度…(xN，yN)為第N個(gè)桿塔的坐標(biāo)位置，zN為第N個(gè)桿塔的高度；

步驟2，將步驟1生成的路徑L1高度加a+m，得到新的路徑L2(x1，y1，z1+a+m?x2，y2，z2+a+m?x3，y3，z3+a+m…xN，yN，zN+a+m)；

其中，a為距桿塔上方垂直安全距離，m為飛機(jī)垂直方向誤差；

步驟3，將路徑L2按GIS緩沖距離的方法，向線路走廊外側(cè)緩沖b+n的距離，得到新的路徑L3，形成一個(gè)封閉的軌跡，作為航跡C；然后計(jì)算航跡C的距離W，包括取路徑L3中兩兩相鄰的坐標(biāo)之間的距離總和；

其中，b為距桿塔兩側(cè)水平安全距離，n為飛機(jī)水平方向誤差；

步驟4，如果距離W大于飛行器航程L，則移除架空線路最尾部的桿塔，剩下的桿塔構(gòu)成新的目標(biāo)桿塔集合，返回步驟1，基于新的目標(biāo)桿塔集合重新計(jì)算距離，直到W小于或等于飛行器航程L，保存當(dāng)前得到的航跡，進(jìn)入步驟5；

步驟5，如果本次執(zhí)行步驟4當(dāng)前得到的航跡相應(yīng)移除的桿塔數(shù)量大于0，則將移除的所有桿塔與最后一個(gè)移除的桿塔前面相鄰的桿塔合并成新的目標(biāo)桿塔集合，返回步驟1，基于新的目標(biāo)桿塔集合生成下一條航跡；當(dāng)前得到的航跡相應(yīng)移除的桿塔數(shù)量等于0，則停止返回迭代，輸出每次在步驟4保存的航跡作為規(guī)劃結(jié)果。

本發(fā)明根據(jù)巡線無(wú)人機(jī)的載荷航程制定無(wú)人巡視線路走廊的航跡航速，然后導(dǎo)入到飛行器中，使飛機(jī)能按預(yù)定的航跡和航速進(jìn)行飛行。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)架空線路走廊圖像正射覆蓋率達(dá)到100％。

(2)如果線路大于航程范圍，將線路自動(dòng)分割成一定范圍重疊的滿足航程要求的子任務(wù)航跡，分開作業(yè)，保證覆蓋率。

(3)為飛機(jī)巡線和線路保持安全距離。

(4)航跡為三維立體航跡，沿線路起伏飛行，既規(guī)避了地面的小山等障礙物，又保障了巡視的最佳距離(見圖3示意)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中剛好滿足航程的一條線路的巡線軌跡俯視示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中航程無(wú)法一次巡完的情況俯視示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中航跡的傾斜視角方向示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

本發(fā)明實(shí)施前，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)情況預(yù)先進(jìn)行架空線路安全距離的定義、飛行器飛行路徑的誤差定義及航程計(jì)算。

實(shí)施例中，預(yù)先設(shè)定如下：

架空線路安全距離的定義：距桿塔上方垂直安全距離a＝20米，距桿塔兩側(cè)水平安全距離b＝30米

飛行器飛行路徑的誤差定義及航程計(jì)算：因不同廠家的誤差不一樣，可根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)來(lái)定義m(飛機(jī)垂直方向誤差)，n(飛機(jī)水平方向誤差)，飛機(jī)航程距離L＝K(非作業(yè)距離)。

實(shí)施例的無(wú)人機(jī)輸電線路走廊作業(yè)航跡規(guī)劃包括以下步驟：