[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

本申請提供了一種無人機巡檢航線規劃方法及裝置，其中，所述方法包括：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。采用前述的方案，解決了無人機在巡檢位置巡檢時，繞拍照位置(即目標位置)移動不便的問題，并解決了現場根據拍照效果反復調整航線的問題；同時極大的提高規劃效率，進而提高了無人機巡檢效率，實現了精細化巡檢。

技術領域

本申請涉及電力巡檢技術領域，尤其涉及一種無人機巡檢航線規劃方法及裝置。

背景技術

為了保證輸電線路的安全運行，電力人員需定期對輸電線路進行巡檢維護。傳統的電力巡檢方式通常為人工巡檢，但是人工巡檢不僅費時費力，效率低，且在巡檢過程中還存在各種安全隱患，因此，隨著無人機技術的飛速發展，電力巡檢工作逐漸由無人機替代。將無人機應用到電力巡檢方面，大大提高了電力巡檢效率，同時降低了勞動強度，進一步地，無人機能夠及時的發現缺陷，及時處理，避免因停電帶來損失。

在使用無人機進行電力巡檢時，通常需預先規劃巡檢航線，無人機依據規劃好的巡檢航線進行自動飛行，并在桿塔等關鍵部位附近執行相關動作(例如：拍照、錄像等)，并傳輸至控制中心，完成自動巡檢工作。上述過程中，比較重要的環節是巡檢航線的規劃，常規航線的規劃是，首先獲取輸電線路的坐標系，根據坐標系，在距離坐標點一定距離處規劃直線航線，但是，無人機在塔桿附件移動位置時，既要考慮拍照角度，同時要兼顧拍照距離，根據直線航線不方便調整位置，降低了巡檢效率。

發明內容

本申請提供了一種無人機巡檢航線規劃方法及裝置，以解決現有航線規劃時，無人機按照該航線巡檢時，巡檢效率較低的問題。

第一方面，本申請實施例提供一種無人機巡檢航線規劃方法，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。

結合第一方面，在一種實現方式中，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。

結合第一方面，在一種實現方式中，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。

結合第一方面，在一種實現方式中，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。