[發明專利]一種新型的無人機巡檢高聳結構時的飛行區域控制方法

在審

• 申請號: 201710028443.5
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106774417A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 翟旺勛;林木;李堅;劉鵬
• 申請（專利權）人: 通號工程局集團北京研究設計實驗中心有限公司;通號工程局集團有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無人機應用領域，涉及新型的無人機巡檢高聳結構時的飛行區域控制方法。

背景技術

高聳結構（high-rise structure），指的是高度較大、橫斷面相對較小的結構，以水平荷載（特別是風荷載）為結構設計的主要依據。根據其結構形式可分為自立式塔式結構和拉線式桅式結構。如廣電部門的無線電塔和電視塔；電力、冶金、石油、化工等企業的電線路塔、石油鉆井塔、煉油化工塔、風動機塔、排氣塔、水塔、煙囪等；郵電、交通、運輸等部門的電信塔、導航塔、航空指揮塔、雷達塔、燈塔等。此外，還有衛星發射塔、跳傘塔和環境氣象塔等。

目前，高聳結構的外觀巡檢，大多數采用的是人工攀登巡檢的方式，其作業難度大、作業危險系數高。因此，逐漸出現了采用無人機吊裝攝像頭，對高聳結構進行外觀巡檢。隨著，工業化、城市化的發展，高聳結構空間周圍可能同時存在高聳結構、高大建筑物或者高壓線徑路等，無人機巡檢時一但失控，可能會發生無人機撞碰附近設備，造成嚴重后果。

為此，本發明提出了一種新型的無人機巡檢高聳結構時的飛行區域控制方法。其特點是利用布設于高聳結構周圍的一個無線信號發射源陣列，發射源陣列發射位置限制信號，無人機通過接收該限制信號，自動約束無人機的飛行區域，確保無人機在圍繞高聳結構進行巡檢飛行的時候，防止無人機失控，飛離安全飛行區域，造成無人機撞碰附近設備的問題發生。

發明內容

本發明提出了一種新型的無人機巡檢高聳結構時的飛行區域控制方法。其特點是利用布設于高聳結構周圍的一個無線信號發射源陣列，發射源陣列發射位置限制信號，無人機通過接收該限制信號，自動約束無人機的飛行區域。，確保無人機在圍繞高聳結構進行巡檢飛行的時候，防止無人機失控，飛離安全飛行區域，造成無人機撞碰附近設備的問題發生。具體如下：

①在高聳結構周圍布設一定數量（N=1,2，……,+∞）的無線信號發射源S^q (q=1,2,……,N)，形成無線信號發射陣列S_N。

②每一個無線信號發射源S^q(x,y)以廣播的形式發射飛行區域限制信號SS ^q，形成無線信號陣列SS_N。

③無人機在圍繞高聳結構飛行時，不斷地接收來自于S_N發送的位置限制信號SS ^q（q=1,2,……,N），自動計算出自身允許自由飛行的飛行區域，該飛行區域可以是飛行區域在大地水平面上的豎直投影SCP_limt、也可以是三維空間區域SCP_3Dlimt。

④當無人機在圍繞高聳結構飛行時，判斷出自己的位置超出了SCP_limt或SCP_3Dlimt，則自動調整飛行姿態、方向，回到允許的飛行區域內，繼續完成巡檢工作。

⑤該方法①至③中所提及的無線信號發射源，所發射的無線信號，可以是光信號，也可以是電磁波信號。

⑥該方法②至④中所提及的SCP_limt，是指無人機進行高聳結構巡檢時，其安全飛行的空間范圍在大地水平面上的垂直投影范圍；該范圍可以是封閉空間、任何形狀，如三角形、四邊形、多邊形、圓形、橢圓形、五角星等，也可是半封閉、開闊形狀。

本發明產生的有益效果：本發明提出了一種新型的無人機巡檢高聳結構時的飛行區域控制方法，可以實現無人機在進行高聳結構巡檢時飛行區域的有效控制，能夠有效防止因無人機飛離安全飛行范圍、碰撞高聳結構周圍相關建筑、設備的問題發生。。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1為一種利用5處無線信號發射源對無人機巡檢高聳結構時進行飛行區域控制的實施方案示意圖

圖2是利用3處無線信號發射源對無人機巡檢高聳結構時進行飛行區域控制的實施方案示意圖

圖3是利用1處無線信號發射源對無人機巡檢高聳結構時進行飛行區域控制的實施方案示意圖

圖4是一種利用激光陣列對無人機巡檢高聳結構時進行飛行區域控制的實施方案示意圖

圖5是一種利用激光陣列對無人機巡檢高聳結構時進行飛行區域控制的實施方案示意圖