[發(fā)明專利]一種無人機進狹窄空間的路徑規(guī)劃方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110264695.4
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113109852A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王華云;劉斌;唐曼曼;周鎮(zhèn)
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G01S19/46
• 分類號: G01S19/46;G01S15/08
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36136
• 代理人: 金一嫻

本發(fā)明公開一種無人機進狹窄空間的路徑規(guī)劃方法及裝置，方法包括：建立三維坐標系，并對狹窄空間進行三維劃分為至少三個平面；測量無人機的不同角度與某一平面的距離，并確定無人機的第一航行角度和第一航行路線；判斷無人機與某一平面的間距是否達到預(yù)設(shè)間距值；若無人機與某一平面的間距達到預(yù)設(shè)間距值，測量無人機的不同角度與另一平面的距離，并確定無人機的第二航行角度和第二航行路線，直至無人機移動至目標點的正上方。通過測量不同角度無人機與各個不同面的距離，求出無人機與平面最小距離的角度為無人機的航行角度，通過調(diào)整無人機姿態(tài)來改變無人機的航向，最終使無人機沿著確定的路徑到達目標位置，這樣提高了無人機工作的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力巡檢技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機進狹窄空間的路徑規(guī)劃方法及裝置。

背景技術(shù)

線路巡檢是保證架空線路正常運行的重要手段，隨著我國輸電線路的快速發(fā)展，線路巡檢工作面臨著作業(yè)強度大、周期長，部分線路環(huán)境惡劣等問題，傳統(tǒng)的人工巡視方法面臨巨大挑戰(zhàn)。為此，近年來電網(wǎng)積極引進新技術(shù)，提高線路巡檢工作自動化程度，改進巡檢工作模式。多旋翼無人機由多個旋翼產(chǎn)生升力，通過改變各個旋翼的轉(zhuǎn)速控制飛行器的姿態(tài)，具有小巧靈活、垂直起降、精準懸停的優(yōu)點，但存在機動性和飛行高度較低，負載較小，續(xù)航時間短等問題。

續(xù)航能力不足是制約無人機巡檢效率的主要問題之一，也是進一步實現(xiàn)全自主無人機巡檢必須解決的關(guān)鍵問題之一。目前，無人機巡檢以小型多旋翼機型為主，典型續(xù)航時間為20～45min，油電混合的中大型機也難以超過3h，需要頻繁更換電池，嚴重影響巡檢效率。針對這一問題，除了增加電池容量和減小無人機功耗外，當前業(yè)界的主流方案是設(shè)置無人機機巢，并配合無人機自主起降技術(shù)來提高無人機電池管理自動化程度，從而減輕續(xù)航問題對巡檢效率的影響。然而因為機巢的空間狹窄，所以無人機進機巢的路徑規(guī)劃具有重要意義。現(xiàn)有的使用傳統(tǒng)的局部路徑規(guī)劃算法時，當環(huán)境信息未知時，存在冗余點和拐點，導(dǎo)致收斂時間長、路徑節(jié)點擴展代價大、易出現(xiàn)局部最優(yōu)等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種無人機進狹窄空間的路徑規(guī)劃方法及裝置，用于至少解決上述技術(shù)問題之一。

第一方面，本發(fā)明提供一種無人機進狹窄空間的路徑規(guī)劃方法，包括：建立三維坐標系，并對狹窄空間進行三維劃分為至少三個平面；測量無人機的不同角度與某一平面的距離，并確定無人機的第一航行角度和第一航行路線，其中，所述第一航行角度為無人機至所述某一平面時的最小移動距離的姿態(tài)角度，所述第一航行路線為無人機至所述某一平面時的最小移動距離；判斷無人機與所述某一平面的間距是否達到預(yù)設(shè)間距值；若無人機與所述某一平面的間距達到預(yù)設(shè)間距值，測量無人機的不同角度與另一平面的距離，并確定無人機的第二航行角度和第二航行路線，直至無人機移動至目標點的正上方，其中，所述第二航行角度為無人機至所述另一平面時的最小移動距離的姿態(tài)角度，所述第二航行路線為無人機至所述另一平面時的最小移動距離。

第二方面，本發(fā)明提供一種無人機進狹窄空間的路徑規(guī)劃裝置，包括：劃分模塊，配置為建立三維坐標系，并對狹窄空間進行三維劃分為至少三個平面；第一確定模塊，配置為測量無人機的不同角度與某一平面的距離，并確定無人機的第一航行角度和第一航行路線，其中，所述第一航行角度為無人機至所述某一平面時的最小移動距離的姿態(tài)角度，所述第一航行路線為無人機至所述某一平面時的最小移動距離；判斷模塊，配置為判斷無人機與所述某一平面的間距是否達到預(yù)設(shè)間距值；第二確定模塊，配置為若無人機與所述某一平面的間距達到預(yù)設(shè)間距值，測量無人機的不同角度與另一平面的距離，并確定無人機的第二航行角度和第二航行路線，直至無人機移動至目標點的正上方，其中，所述第二航行角度為無人機至所述另一平面時的最小移動距離的姿態(tài)角度，所述第二航行路線為無人機至所述另一平面時的最小移動距離。

第三方面，提供一種電子設(shè)備，其包括：至少一個處理器，以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器，其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行本發(fā)明任一實施例的無人機進狹窄空間的路徑規(guī)劃方法的步驟。