[發明專利]無人機巡檢航線規劃方法及裝置

在審

• 申請號: 202010869667.0
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111982123A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 劉武能;何繼勇;徐斌;楊柳;李凌瑛;何耿利
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司迪慶供電局
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G06T17/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種無人機巡檢航線規劃方法，其特征在于，包括：

獲取輸電線路的激光點云，將所述激光點云加載至三維笛卡爾坐標系；

在三維笛卡爾坐標系中，以單個桿塔為基本單元，構造塔桿橫切面和縱切面的塔桿切面參考系；

基于所述塔桿切面參考系，建立球型移動參考系；

根據球型移動參考系以及目標位置，獲取無人機巡檢航線；其中，所述目標位置為塔桿上需要拍攝的位置。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，構造塔桿橫切面和縱切面的塔桿切面參考系，包括：

將桿塔按高程分為下、中、上三部分激光點云；

分別計算下部和上部的最小包圍框，將上部和下部兩個最小包圍框四條邊的中點對邊連線，各生成兩個切線，由上部最小包圍框的較長切線和底部最小包圍框的兩個切線分別求向量夾角；

將向量夾角較小的底部切線作為桿塔的橫切線，另一條則為縱切線，將橫切線和縱切線分別等間隔擴展形成切面，構造成塔桿橫切面和縱切面的塔桿切面參考系。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述分別計算下部和上部的最小包圍框包括：

將桿塔三等分后，將上下兩部分激光點云分別做相對XOY平面投影，分別計算平面內n個點的點集凸包，再求出凸包的最小外接矩形，即為最小包圍框。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，建立球型移動參考系包括：

沿塔桿坐標系中的桿塔橫切面平行方向向桿塔外引出旋轉軸，該旋轉軸為固定半徑的向量，其中，所述旋轉軸的半徑由目標位置確定；

以該向量為基準上下左右旋轉，旋轉軸末端的軌跡形成球型移動參考系；其中，無人機在球型移動參考系中的巡檢位置由目標位置以及拍攝角度確定。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據球型移動參考系以及目標位置，獲取無人機巡檢航線，之前還包括：

實時模擬無人機在所述球型移動參考系中鏡頭朝向目標位置方向的視野；

獲取無人機在球型移動參考系中的巡檢位置與塔桿之間的距離；

判斷所述距離是否在預設安全距離內；

若否，則重新建立球型移動參考系。

6.一種無人機巡檢航線規劃裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取輸電線路的激光點云，將所述激光點云加載至三維笛卡爾坐標系；

塔桿切面參考系構造模塊，用于在三維笛卡爾坐標系中，以單個桿塔為基本單元，構造塔桿橫切面和縱切面的塔桿切面參考系；

球型移動參考系建立模塊，用于基于所述塔桿切面參考系，建立球型移動參考系；

巡檢航線獲取模塊，用于根據球型移動參考系以及目標位置，獲取無人機巡檢航線；其中，所述目標位置為塔桿上需要拍攝的位置。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述塔桿切面參考系構造模塊，包括：

劃分單元，用于將桿塔按高程分為下、中、上三部分激光點云；

計算單元，用于分別計算下部和上部的最小包圍框；

切線生成單元，用于將上部和下部兩個最小包圍框四條邊的中點對邊連線，各生成兩個切線，由上部最小包圍框的較長切線和底部最小包圍框的兩個切線分別求向量夾角；

切面生成單元，用于將向量夾角較小的底部切線作為桿塔的橫切線，另一條則為縱切線，將橫切線和縱切線分別等間隔擴展形成切面，構造成塔桿橫切面和縱切面的塔桿切面參考系。

8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述計算單元具體執行以下步驟：

將桿塔三等分后，將上下兩部分激光點云分別做相對XOY平面投影，分別計算平面內n個點的點集凸包，再求出凸包的最小外接矩形，即為最小包圍框。