[發明專利]一種風電機組葉片無人機路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201910432841.2
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN111984025A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 劉月娥;李崢嶸
• 申請（專利權）人: 劉月娥
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G06N3/04;G06Q50/06;G06T19/00;G06Q10/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種風電機組葉片無人機路徑規劃方法，該風電機組葉片無人機路徑規劃方法通過獲取關于該風電機組中葉尖和葉片中心轉軸的地理三維坐標，并基于該地理三維坐標和預設空間幾何關系，建立和規劃關于該無人機的全局飛行路線，再在該全局飛行路線規劃完成和該無人機起飛后，對該無人機的實時飛行路徑進行局部飛行線路的規劃，最后基于該局部飛行線路的規劃結果，對該無人機的飛行線路進行實時更新處理。

技術領域

本發明涉及風力發電監控方法的技術領域，特別涉及一種風電機組葉片無人機路徑規劃方法。

背景技術

隨著無人機的發展，無人機應用在軍事領域、農業生產、環境監測、搜救、跟蹤、通信中繼等方面。無人機之所以能夠被廣泛的應用到各行各業中，主要是因為無人機結構簡單，造價低廉，和有人駕駛飛機相比安全，并能夠完成有人駕駛飛機無法完成的任務。無人機路徑規劃是無人機在飛行過程中，要以任務的需求為依據進行尋找路徑的一種方法。而無人機路徑規劃的目的就是在保證安全的前提下，無人機根據自身的性能和任務不同，在規定的時間內找到最短的路徑并使威脅代價最小，并完成認定的任務。從時間上來劃分，無人機路徑規劃分為預先的全局規劃和局部的實時規劃。預先全局規劃主要是在無人機起飛之前，有地面控制臺結合任務的需求以及無人機自身性能和地理環境等因素進行的全局規劃；局部實時規劃是指無人機在飛行過程中，需要根據環境因素、任務動態變化或出現的新威脅，對原來已經規劃好的路徑進行及時調整，保證無人機可以安全順利完成任務。

隨著無人機在風電方面的廣泛應用，無人機自動葉片巡檢技術的研究成為該領域的熱門話題。而要實現無人機的自動巡檢的任務，則需要實現無人機的飛行路線的設計，以及無人機自主定位，路徑規劃的能力。風電機組的葉片是將風能轉化為電能的重要零件之一，但是在風機發電過程中由于環境多變性等因素，表面可能會產生砂眼，裂紋，剝皮等常見缺陷，其缺陷會嚴重影響風力發電的效率與安全。目前，使用無人機對風電機組的葉片進行巡檢的路徑規劃中，并沒有能夠規劃處完整有序的路徑來對葉片進行全面的影像拍攝，這就導致無人機在巡檢過程中可能存在由于路徑規劃不當而導致的對葉片部分區域遺漏拍攝的情況，這不利于對葉片狀態的有效監控。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種風電機組葉片無人機路徑規劃方法，該風電機組葉片無人機路徑規劃方法通過獲取關于該風電機組中葉尖和葉片中心轉軸的地理三維坐標，并基于該地理三維坐標和預設空間幾何關系，建立和規劃關于該無人機的全局飛行路線，再在該全局飛行路線規劃完成和該無人機起飛后，對該無人機的實時飛行路徑進行局部飛行線路的規劃，最后基于該局部飛行線路的規劃結果，對該無人機的飛行線路進行實時更新處理。該風電機組葉片無人機路徑規劃方法是采用影像視覺的方式獲取風電機組葉片的葉尖以及葉片中心轉軸地理三維坐標，構建預先全局規劃；然后起飛后根據二維激光雷達進行局部路徑的修正，以完成無人機自主巡檢的任務，其能夠實現迎風面、背風面、前緣、后緣之間任務點的銜接；通過該風電機組葉片無人機路徑規劃方法能夠有效地減少人工預先全局規劃的工作，實現全自動路徑規劃的功能，對實現風機自動巡檢任務起著積極的作用。

本發明提供一種風電機組葉片無人機路徑規劃方法，其特征在于，所述風電機組葉片無人機路徑規劃方法包括如下步驟：

步驟(1)，獲取關于所述風電機組中葉尖和葉片中心轉軸的地理三維坐標；

步驟(2)，基于所述地理三維坐標和預設空間幾何關系，建立和規劃關于所述無人機的全局飛行路線；

步驟(3)，在所述全局飛行路線規劃完成和所述無人機起飛后，對所述無人機的實時飛行路徑進行局部飛行線路的規劃；

步驟(4)，基于所述局部飛行線路的規劃結果，對所述無人機的飛行線路進行實時更新處理；

進一步，在所述步驟(1)中，獲取關于所述風電機組中葉尖和葉片中心轉軸的地理三維坐標具體包括，

步驟(101)，獲取關于所述風電機組的原始圖像，并對所述圖像進行預處理；