CN108073180A - 无人机的控制方法、装置和系统 - Google Patents

无人机的控制方法、装置和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108073180A
CN108073180A CN201610980783.3A CN201610980783A CN108073180A CN 108073180 A CN108073180 A CN 108073180A CN 201610980783 A CN201610980783 A CN 201610980783A CN 108073180 A CN108073180 A CN 108073180A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unmanned plane
gps coordinate
distance
point
wind
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610980783.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108073180B (zh
Inventor
赵亮
周志奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority to CN201610980783.3A priority Critical patent/CN108073180B/zh
Publication of CN108073180A publication Critical patent/CN108073180A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108073180B publication Critical patent/CN108073180B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明提供了一种无人机的控制方法、装置和系统，该方法包括：获取风力发电机外表面上的点的GPS坐标；获取无人机的当前GPS坐标；根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机处于危险距离的所有点，以形成危险点集；根据统计的每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离；向无人机发送飞控指令，以控制无人机按照飞控方向和距离飞行。能够精确到风力发电机外表面的每个点与无人机的距离，使在无人机与风力发电机处于危险距离时，对无人机的飞控更加准确，能被广泛地应用于实际的作业过程。

Description

无人机的控制方法、装置和系统
技术领域
本发明实施例涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种无人机的控制方法、装置和系统。
背景技术
伴随着小型无人机技术的不断发展，无人机技术的应用领域也不断扩大。无人机技术的应用领域主要有地形测绘领域、电网线路的巡检领域，影视航拍领域、地质检测领域、以及各种工业领域等。近年来随着风力发电的快速发展，使风力发电机的装机量不断的增加，风力发电机的叶片的检修维护的成本也不断的增加。
为了解决风力发电机的叶片的检修维护的成本不断增加的问题，一种用于风力发电机的叶片检查的无人机控制系统应时而生。该无人机控制系统包括：风力发电机、无人机以及控制无人机在风力发电机的叶片附近飞行的地面控制站。在无人机绕风力发电机的叶片飞行的过程中，由于无人机的飞行会受到阵风、无人机飞控手失误操作等多种不确定性因素的干扰，导致无人机可能会与风力发电机相撞。
为了防止无人机与风力发电机相撞的现象发生，目前通过在无人机安装超声波测距传感器来检测无人机与风力发电机之间的距离，并由地面控制站获取无人机与风力发电机之间的距离，在超过安全距离时，控制无人机航向，防止无人机和风力发电机相撞。然而，由于超声波测距传感器测量物体距离的方法与超声波的传播速度有关，超声波的传播速度又与超声波的传输介质密切相关，所以导致超声波测距传感器测量物体距离的精确度受环境温度、湿度影响较大，使该方法的可靠性较差，难以应用于实际的作业过程。
发明内容
本发明实施例提供一种无人机的控制方法、装置和系统，解决了现有技术中的超声波测距传感器测量无人机和风力发电机之间的距离的方法受环境温度、湿度影响较大，导致可靠性较差，难以应用于实际作业中的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种无人机的控制方法，包括：
获取风力发电机外表面上的点的GPS坐标；
获取无人机的当前GPS坐标；
根据所述风力发电机外表面上的点的GPS坐标和所述无人机的当前GPS坐标，统计与所述无人机处于危险距离的所有点，以形成危险点集；
根据所述统计的每个点的GPS坐标与所述无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离；
向所述无人机发送飞控指令，以控制无人机按照所述飞控方向和距离飞行。
第二方面，本发明实施例提供一种无人机的控制装置，包括：
点GPS坐标获取单元，用于获取风力发电机外表面上的点的GPS坐标；
无人机GPS坐标获取单元，用于获取无人机的当前GPS坐标；
危险点集统计单元，用于根据所述风力发电机外表面上的点的GPS坐标和所述无人机的当前GPS坐标，统计与所述无人机处于危险距离的所有点，以形成危险点集；
飞控参数确定单元，用于根据所述统计的每个点的GPS坐标与所述无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离；
飞控指令发送单元，用于向所述无人机发送飞控指令，以控制无人机按照飞控方向和距离进行飞行。
第三方面，本发明实施例提供一种无人机的控制系统，包括上述所述的无人机的控制装置以及无人机。该装置向无人机发送飞控指令，以控制无人机按照所述飞控方向和距离飞行。
本发明实施例提供一种无人机的控制方法、装置和系统，通过获取风力发电机外表面上的点的GPS坐标；获取无人机的当前GPS坐标；根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机处于危险距离的所有点，以形成危险点集；根据统计的每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离；向无人机发送飞控指令，以控制无人机按照飞控方向和距离飞行。由于无人机和风力发电机之间的距离是通过GPS坐标计算出的，不受环境温度、湿度的影响，而且能够精确到风力发电机外表面的每个点与无人机的距离，使在无人机与风力发电机处于危险距离时，对无人机的飞控更加准确，能被广泛地应用于实际的作业过程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的无人机控制系统的拓扑图；
图2为本发明无人机的控制方法实施例一的流程图；
图3为本发明无人机的控制方法实施例二的流程图；
图4为本发明实施例二中的柱坐标系的示意图；
图5为本发明无人机的控制装置实施例一的结构示意图；
图6为本发明无人机的控制装置实施例二的结构示意图。
附图标记：
1-风力发电机 2-无人机 3-无人机控制装置 51-点GPS坐标获取单元 52-无人机GPS坐标获取单元 53-危险点集统计单元 53a-第一点集统计模块 53b-第二点集统计模块53c-第三点集统计模块 53d-危险点集设定模块 54-飞控参数确定单元 54a-第一飞控参数确定模块 54b-第二飞控参数确定模块 54c-第三飞控参数确定模块 55-飞控指令发送单元 51a-三维模型构建模块 51b-网格化处理模块 51c-点空间坐标计算模块 51d-点GPS坐标计算模块
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
本申请提供的无人机的控制方法和装置，可适用于无人机控制系统，图1为本发明的无人机控制系统的拓扑图，如图1所示，该无人机系统包括：风力发电机1、无人机2和无人机控制装置3。无人机控制装置3可单独控制无人机飞行，也可将无人机控制装置3集成在现有的地面控制站中。其中，无人机2和无人机控制装置3之间进行通信连接，无人机控制装置3用于对无人机2进行飞行控制。无人机2用于对风力发电机的叶片进行检查，并将检查结果进行记录或传送至地面控制站中。其中，无人机控制装置3和地面控制站分别可以为移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
图2为本发明无人机的控制方法实施例一的流程图，如图2所示，本发明天提供的无人机的控制方法的执行主体为无人机的控制装置，则本实施例提供的无人机的控制方法包括以下几个步骤。
步骤201，获取风力发电机外表面上的点的GPS坐标。
具体地，本实施例中，在风力发电机外表面上的点的GPS坐标可根据空间坐标系中的风力发电机外表面上的点的空间坐标转换得到。其中空间坐标系可以为空间直角坐标系或者柱坐标系。在风力发电机外表面上的点的GPS坐标也可通过其他方式得到，本实施例中对此不做限定。
其中，在风力发电机外表面上的点和点之间的间隔不做限定，如可以为1米或2米等。
其中，风力发电机外表面上的点的GPS坐标可表示为：Pi(Bpi,Lpi,HPi)。
步骤202，获取无人机的当前GPS坐标。
本实施例中，可在无人机中安装有GPS模块，无人机周期性地向无人机控制装置发送自身的GPS坐标，以使无人机的控制装置获取到无人机的当前GPS坐标。
其中，无人机的当前GPS坐标可表示为：Q(B,L,H)。
步骤203，根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机处于危险距离的的所有点，以形成危险点集。
具体地，统计与无人机处于危险距离的所有点的预设策略本实施例中不做限定。如可根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，计算风力发电机外表面上的每个点与无人机的当前垂直距离和当前水平距离，分别根据当前垂直距离和当前水平距离统计与无人机处于危险距离的所有的点。或者，可根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，计算风力发电机外表面上的每个点与无人机的当前实际距离，根据当前实际距离统计与无人机处于危险距离的所有的点，也可采用其他预设策略统计与无人机处于危险距离的所有的点。
其中，危险距离可根据经验进行确定，如小于1米的距离即为危险距离或其他数值，本实施例中对此不做限定。
步骤204，根据统计的每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离。
具体地，本实施例中，根据危险点集中每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定的飞控方向和距离可以为对无人机进行一次飞行控制的飞控方向和距离，也可为对无人机进行多次控制，使其远离风力发电机的飞控方向和距离。例如：第一次飞控方向和距离为垂直向上飞行第一预设距离，第二次的飞控方向和距离为向西飞行第二预设距离，第三次的飞控方向和距离为向南飞行第二预设距离。
步骤205，向无人机发送飞控指令，以控制无人机按照飞控方向和距离进行飞行。
本实施例中，若确定飞控方向和距离为一次控制的飞控方向和距离，则向无人机发送一个飞控指令，在该飞控指令中携带进行一次控制的飞控方向和距离。若确定飞控方向和距离为进行多次控制的飞控方向和距离，则依次向无人机发送飞控指令，在每个飞控指令中携带对应的飞控方向和距离，依次控制无人机按照对应的飞控方向和距离进行飞行。
本实施例提供的无人机的控制方法，通过获取风力发电机外表面上的点的GPS坐标；获取无人机的当前GPS坐标；根据在风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机处于危险距离的所有的点，以形成危险点集；根据统计的每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离；向无人机发送飞控指令，以控制无人机按照飞控方向和距离进行飞行。由于无人机和风力发电机之间的距离是通过GPS坐标计算出的，不受环境温度、湿度的影响，而且能够精确到风力发电机外表面的每个点与无人机的距离，使在无人机与风力发电机处于危险距离时，对无人机的飞控更加准确，能被广泛地应用于实际的作业过程。
图3为本发明无人机的控制方法实施例二的流程图，如图3所示，本发明实施例提供的无人机的控制方法相较于本发明实施例一提供的无人机的控制方法，对步骤201、步骤203和步骤204进行了进一步地细化。则本实施例提供的无人机的控制方法包括以下步骤。
步骤301，构建风力发电机的等比例三维模型。
具体地，本实施例中，可根据风力发电机的尺寸构建风力发电机的等比例三维模型。在三维模型中具有风力发电机外表面的各个尺寸。
步骤302，将三维模型进行网格化处理。
步骤303，计算网格上节点的空间坐标，以作为风力发电机外表面上的点的空间坐标。
结合步骤302和步骤303进行说明。本实施例中，将三维模型进行网格化处理，即将风力发电机的等比例三维模型的外表面均匀分割为多个网格，该网格可以为正方形。根据三维模型中风力发电机外表面的各个尺寸，计算网格上的各个节点的空间坐标，该节点的空间坐标即为在风力发电机外表面的点的空间坐标。
步骤304，根据风力发电机外表面上的点的空间坐标计算其对应的GPS坐标。
进一步地，本实施例中，空间坐标系为柱坐标系，图4为本发明实施例二中的柱坐标系的示意图，如图4所示，柱坐标系的X轴指向正北方向，Y轴指向正西方向，Z轴垂直向上，三个坐标轴满足右手螺旋定则。在柱坐标系下的原点为风力发电机的塔架与地面的接触平面的中心点，在柱坐标下的原点GPS坐标表示为：O(B0,L0,H0)，风力发电机外表面上的点的柱坐标表示为：风力发电机外表面上的点的GPS坐标表示为：
相应的，根据风力发电机外表面上的点的空间坐标计算其对应的GPS坐标具体为式(1)所示：
其中，其中r为原点O到点Pi在平面xoy上的投影Pi′间的距离，为从正z轴来看自x轴按逆时针方向转到OPi所转过的角，z为Pi′在垂直方向上的取值。Bpi、LPi和HPi分别为风力发电机外表面上的点Pi的纬度、经度和高程。B0、L0和H0分别为GPS坐标系下的原点O的纬度、经度和高程。
其中，步骤301-步骤304为对本发明实施例一提供的无人机的控制方法中步骤201的进一步细化。
需要说明的是，本实施例中，可将风力发电机外表面上的点的GPS坐标进行存储，以在下一次使用时直接从存储区域获取到风力发电机外表面上的点的GPS坐标。
本实施例中，可将风力发电机外表面上的点的GPS坐标存储在存储器中，或其它存储介质中，本实施例对此不做限定。
步骤305，获取无人机的当前GPS坐标。
本实施例中，步骤305的实现方式与本发明无人机的控制方法实施例一中的步骤202的实现方式相同，在此不再一一赘述。
步骤306，根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机处于危险距离的所有的点，以形成危险点集。
进一步地，根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机处于危险距离的所有的点，以形成危险点集，具体包括：
首先，根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机的当前垂直距离小于预设阈值的所有点，以形成第一点集。
然后，统计第一点集中的与无人机的之间的当前水平距离小于预设阈值的所有点，以形成第二点集。
其次，根据第二点集中的每个点与无人机之间的当前垂直距离和当前水平距离，计算第二点集中的每个点与无人机之间的当前实际距离，统计当前实际距离小于预设阈值的所有点，以形成第三点集。
最后，将第三点集作为危险点集。
其中，预设阈值为安全距离的取值。
具体地，本实施例中，根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，计算风力发电机外表面上的每个点的高程与无人机的当前高程的差值的绝对值，该差值的绝对值为在风力发电机外表面上的每个点与无人机的当前垂直距离，统计该当前垂直距离小于预设阈值的所有点，这些点形成第一点集。然后，对第一点集中的每个点投影到地平面上，并将无人机也投影到地平面上，计算第一点集中的每个点的投影点与无人机的投影点之间的距离，该距离为第一点集中的点与无人机的之间的当前水平距离，统计当前水平距离小于预设阈值的所有点，这些点形成第二点集。最后，根据第二点集中的每个点与无人机之间的当前垂直距离和当前水平距离，采用勾股定理计算第二点集中的每个点与无人机之间的当前实际距离，统计当前实际距离小于预设阈值的所有点，这些点形成第三点集。
其中，第一点集中的点的个数大于等于第二点集中的点的个数，第二点集中的点的个数大于等于第三点集中的点的个数。
步骤307，根据统计的每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离。
其中，本步骤中的点集为第三点集。
进一步地，本实施例中，根据统计的每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离，具体包括：
若第三点集中，每个点的GPS坐标中的高程值均小于无人机当前GPS坐标中的高程值，则确定第一飞控方向和距离为垂直向上飞行第一预设距离，若每个点的GPS坐标中的高程值均大于无人机当前GPS坐标中的高程值，则确定第一飞控方向和距离为垂直向下飞行第一预设距离；
若所述第三点集中，每个点的GPS坐标中的经度值均小于所述无人机当前GPS坐标中的经度值，则确定第二飞控方向和距离为向东飞行第二预设距离，若每个点的GPS坐标中的经度值均大于所述无人机当前GPS坐标中的经度值，确定第二飞控方向和距离为向西飞行第二预设距离。
若所述第三点集中，每个点的GPS坐标中的纬度值均小于所述无人机当前GPS坐标中的纬度值，则确定第三飞控方向和距离为向北飞行第二预设距离，若每个点的GPS坐标中的纬度值均大于所述无人机当前GPS坐标中的纬度值，则确定第三飞控方向和距离为向南飞行第二预设距离。
其中，第一预设距离和第二预设距离可根据经验进行取值，由于无人机的垂直方向的定位误差小于水平方向的定位误差，所以第一预设距离小于第二预设距离。
其中，无人机的当前位置可根据无人机的当前GPS坐标确定。
具体地，第三点集中的点的GPS坐标表示为Pi(Bpi,Lpi,HPi)，无人机的GPS坐标表示为Q(B,L,H)，则根据点集中每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的大小关系，确定飞控方向和距离，可表示为：
若第三点集中的任意一个点的HPi<H，则确定第一飞控方向和距离为垂直向上飞行第一预设距离，若第三点集中的任意一点的HPi>H，则确定第一飞控方向和距离为垂直向下飞行第一预设距离。若第三点集中的任意一个点的LPi<L，则确定第二飞控方向和距离为向东飞行第二预设距离，若第三点集中的任意一点的LPi>L，则确定第二飞控方向和距离为向西飞行第二预设距离。若第三点集中的任意一个点的BPi<B，则确定第三飞控方向和距离为向北飞行第二预设距离，若第三点集中的任意一点的BPi>B，则确定第三飞控方向和距离为向南飞行第二预设距离。
步骤308，向无人机发送飞控指令，以控制无人机按照飞控方向和距离进行飞行。
进一步地，本实施例中，首先向无人机发送第一飞控指令，第一飞控指令中携带第一飞控方向和距离，以控制无人机按照第一飞控方向和距离垂直向上或向下飞行第一预设距离。然后向无人机发送第二飞控指令，第二飞控指令中携带第二飞控方向和距离，以控制无人机按照第二飞控方向和距离向东或向西飞行第二预设距离。最后向无人机发送第三飞控指令，第三飞控指令中携带第三飞控方向和距离，以控制无人机按照第三飞控方向和距离向南或向北飞行第三预设距离。
其中，在向无人机发送每个飞控指令之间具有预设的时间间隔，也可在无人机执行完对应的飞控指令后，向无人机控制装置反馈执行完毕响应，以使无人机控制装置向无人机发送下一个飞控指令。
本实施例提供的无人机的控制方法，获取风力发电机外表面上的点的GPS坐标时，具体为：构建风力发电机的等比例三维模型，将三维模型进行网格化处理，计算网格上节点的空间坐标，以作为风力发电机外表面上的点的空间坐标，根据在风力发电机外表面上的点的空间坐标计算其对应的GPS坐标，由于风力发电机外表面上的点的GPS坐标是根据在风力发电机外表面上的点的空间坐标计算出的，所以计算出的在风力发电机外表面上的每个点的GPS坐标都很精确。
而且，本实施例提供的无人机的控制方法，根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机处于危险距离的所有的点，以形成危险点集时，首先根据在风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机的当前垂直距离小于预设阈值的所有点，以形成第一点集。然后，统计第一点集中的与无人机的之间的当前水平距离小于预设阈值的所有点，以形成第二点集。最后，根据第二点集中的每个点与无人机之间的当前垂直距离和当前水平距离，计算第二点集中的每个点与无人机之间的当前实际距离，统计当前实际距离小于预设阈值的所有点，以形成第三点集，将第三点集作为危险点集。一步步减少危险点的数量，使在确定危险点集中每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的大小关系的计算量明显减小。
再者，本实施例提供的无人机的控制方法，根据危险点集中每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离时，进行分步确定，并且在向无人机发送飞控指令时，也分步发送，使对无人机的控制更加的准确。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图5为本发明无人机的控制装置实施例一的结构示意图，如图5所示，本实施例提供的无人机的控制装置包括：点GPS坐标获取单元51、无人机GPS坐标获取单元52、危险点集统计单元53、飞控参数确定单元54和飞控指令发送单元55。
其中，点GPS坐标获取单元51，用于获取风力发电机外表面上的点的GPS坐标。无人机GPS坐标获取单元52，用于获取无人机的当前GPS坐标。危险点集统计单元53，用于根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机处于危险距离的所有点，以形成危险点集。飞控参数确定单元54，用于根据统计的每个点的GPS坐标与无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离。飞控指令发送单元55，用于向无人机发送飞控指令，以控制无人机按照飞控方向和距离进行飞行。
其中，本实施例提供的无人机的控制装置可以执行图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图6为本发明无人机的控制装置实施例二的结构示意图，如图6所示，本实施例提供的无人机的控制装置在实施例一的基础上，进一步地，点GPS坐标获取单元51具体包括：三维模型构建模块51a、网格化处理模块51b、点空间坐标计算模块51c和点GPS坐标计算模块51d。
进一步地，危险点集统计单元53具体包括：第一点集统计模块53a、第二点集统计模块53b、第三点集统计模块53c及危险点集设定模块53d。飞控参数确定单元54具体包括：第一飞控参数确定模块54a、第二飞控参数确定模块54b和第三飞控参数确定模块54c。
进一步地，三维模型构建模块51a，用于构建风力发电机的等比例三维模型。网格化处理模块51b，用于将三维模型进行网格化处理。点空间坐标计算模块51c，用于计算网格上节点的空间坐标，以作为风力发电机外表面上的点的空间坐标。点GPS坐标计算模块51d，用于根据风力发电机外表面上的点的空间坐标计算其对应的GPS坐标。
进一步地，第一点集统计模块53a，用于根据风力发电机外表面上的点的GPS坐标和无人机的当前GPS坐标，统计与无人机的当前垂直距离小于预设阈值的所有点，以形成第一点集。第二点集统计模块53b，用于统计第一点集中的与无人机的之间的当前水平距离小于预设阈值的所有点，以形成第二点集。第三点集统计模块53c，用于根据第二点集中的每个点与无人机之间的当前垂直距离和当前水平距离，计算第二点集中的每个点与无人机之间的当前实际距离，统计当前实际距离小于预设阈值的所有点，以形成第三点集。危险点集设定模块53d，用于将第三点集作为危险点集。
进一步地，第一飞控参数确定模块54a，用于若第三点集中，每个点的GPS坐标中的高程值均小于无人机当前GPS坐标中的高程值，则确定第一飞控方向和距离为垂直向上飞行第一预设距离，若每个点的GPS坐标中的高程值均大于无人机当前GPS坐标中的高程值，则确定第一飞控方向和距离为垂直向下飞行第一预设距离。
第二飞控参数确定模块54b，用于若第三点集中，每个点的GPS坐标中的经度值均小于无人机当前GPS坐标中的经度值，则确定第二飞控方向和距离为向东飞行第二预设距离，若每个点的GPS坐标中的经度值均大于无人机当前GPS坐标中的经度值，确定第二飞控方向和距离为向西飞行第二预设距离。
第三飞控参数确定模块54c，用于若第三点集中，每个点的GPS坐标中的纬度值均小于无人机当前GPS坐标中的纬度值，则确定第三飞控方向和距离为向北飞行第二预设距离，若每个点的GPS坐标中的纬度值均大于无人机当前GPS坐标中的纬度值，则确定第三飞控方向和距离为向南飞行第二预设距离。
本实施例提供的无人机的控制装置可以执行图3所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本实施例还提供一种无人机的控制系统，该无人机的控制系统包括如图5或图6所示的无人机的控制装置以及无人机。
其中，该无人机的控制系统中，无人机的控制装置向无人机发送飞控指令，以控制无人机按照所述飞控方向和距离飞行。其结构和功能与图5或图6中的无人机的控制装置的结构和功能相同，在此不再一一赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种无人机的控制方法，其特征在于，包括：
获取风力发电机外表面上的点的GPS坐标；
获取无人机的当前GPS坐标；
根据所述风力发电机外表面上的点的GPS坐标和所述无人机的当前GPS坐标，统计与所述无人机处于危险距离的所有点，以形成危险点集；
根据所述统计的每个点的GPS坐标与所述无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离；
向所述无人机发送飞控指令，以控制无人机按照所述飞控方向和距离飞行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取风力发电机外表面上的GPS坐标包括：
构建风力发电机的等比例三维模型；
将所述三维模型进行网格化处理；
计算网格节点的空间坐标，以作为所述风力发电机外表面上的点的空间坐标；
根据所述风力发电机外表面上的点的空间坐标计算其对应的GPS坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空间坐标系为柱坐标系，所述柱坐标系的X轴指向正北方向，Y轴指向正西方向，Z轴垂直向上，所述柱坐标系下的原点为所述风力发电机的塔架与地面的接触平面的中心点。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述风力发电机外表面上的点的GPS坐标和所述无人机的当前GPS坐标，统计与所述无人机处于危险距离的所有点，以形成危险点集，具体包括：
根据所述风力发电机外表面上的点的GPS坐标和所述无人机的当前GPS坐标，统计与所述无人机的当前垂直距离小于预设阈值的所有点，以形成第一点集；
统计所述第一点集中的与所述无人机的之间的当前水平距离小于所述预设阈值的所有点，以形成第二点集；
根据所述第二点集中的每个点与所述无人机之间的当前垂直距离和当前水平距离，计算所述第二点集中的每个点与所述无人机之间的当前实际距离，统计所述当前实际距离小于所述预设阈值的所有点，以形成第三点集；
将所述第三点集作为所述危险点集。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述统计的每个点的GPS坐标与所述无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离，具体包括：
若所述第三点集中，每个点的GPS坐标中的高程值均小于无人机当前GPS坐标中的高程值，则确定第一飞控方向和距离为垂直向上飞行第一预设距离，若每个点的GPS坐标中的高程值均大于无人机当前GPS坐标中的高程值，则确定第一飞控方向和距离为垂直向下飞行第一预设距离；
若所述第三点集中，每个点的GPS坐标中的经度值均小于所述无人机当前GPS坐标中的经度值，则确定第二飞控方向和距离为向东飞行第二预设距离，若每个点的GPS坐标中的经度值均大于所述无人机当前GPS坐标中的经度值，确定第二飞控方向和距离为向西飞行第二预设距离；
若所述第三点集中，每个点的GPS坐标中的纬度值均小于所述无人机当前GPS坐标中的纬度值，则确定第三飞控方向和距离为向北飞行第二预设距离，若每个点的GPS坐标中的纬度值均大于所述无人机当前GPS坐标中的纬度值，则确定第三飞控方向和距离为向南飞行第二预设距离。
6.一种无人机的控制装置，其特征在于，包括：
点GPS坐标获取单元，用于获取风力发电机外表面上的点的GPS坐标；
无人机GPS坐标获取单元，用于获取无人机的当前GPS坐标；
危险点集统计单元，用于根据所述风力发电机外表面上的点的GPS坐标和所述无人机的当前GPS坐标，统计与所述无人机处于危险距离的所有点，以形成危险点集；
飞控参数确定单元，用于根据所述统计的每个点的GPS坐标与所述无人机的当前GPS坐标的位置关系，确定飞控方向和距离；
飞控指令发送单元，用于向所述无人机发送飞控指令，以控制无人机按照飞控方向和距离进行飞行。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述点GPS坐标获取单元，具体包括：
三维模型构建模块，用于构建风力发电机的等比例三维模型；
网格化处理模块，用于将所述三维模型进行网格化处理；
点空间坐标计算模块，用于计算网格节点的空间坐标，以作为所述风力发电机外表面上的点的空间坐标；
点GPS坐标计算模块，用于根据所述风力发电机外表面上的点的空间坐标计算其对应的GPS坐标。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述危险点集统计单元，具体包括：
第一点集统计模块，用于根据所述风力发电机外表面上的点的GPS坐标和所述无人机的当前GPS坐标，统计与所述无人机的当前垂直距离小于预设阈值的所有点，以形成第一点集；
第二点集统计模块，用于统计所述第一点集中的与所述无人机的之间的当前水平距离小于所述预设阈值的所有点，以形成第二点集；
第三点集统计模块，用于根据所述第二点集中的每个点与所述无人机之间的当前垂直距离和当前水平距离，计算所述第二点集中的每个点与所述无人机之间的当前实际距离，统计所述当前实际距离小于所述预设阈值的所有点，以形成第三点集；
危险点集设定模块，用于将所述第三点集作为危险点集。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述飞控参数确定单元，具体包括：
第一飞控参数确定模块，用于若所述第三点集中，每个点的GPS坐标中的高程值均小于无人机当前GPS坐标中的高程值，则确定第一飞控方向和距离为垂直向上飞行第一预设距离，若每个点的GPS坐标中的高程值均大于无人机当前GPS坐标中的高程值，则确定第一飞控方向和距离为垂直向下飞行第一预设距离；
第二飞控参数确定模块，用于若所述第三点集中，每个点的GPS坐标中的经度值均小于所述无人机当前GPS坐标中的经度值，则确定第二飞控方向和距离为向东飞行第二预设距离，若每个点的GPS坐标中的经度值均大于所述无人机当前GPS坐标中的经度值，确定第二飞控方向和距离为向西飞行第二预设距离；
第三飞控参数确定模块，用于若在所述第三点集中，每个点的GPS坐标中的纬度值均小于所述无人机当前GPS坐标中的纬度值，则确定第三飞控方向和距离为向北飞行第二预设距离，若每个点的GPS坐标中的纬度值均大于所述无人机当前GPS坐标中的纬度值，则确定第三飞控方向和距离为向南飞行第二预设距离。
10.一种无人机的控制系统，其特征在于，包括：权利要求6-9任意一项所述的控制装置以及无人机；
其中，所述权利要求6-9任意一项所述的控制装置向所述无人机发送飞控指令，以控制无人机按照所述飞控方向和距离飞行。
CN201610980783.3A 2016-11-08 2016-11-08 无人机的控制方法、装置和系统 Active CN108073180B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610980783.3A CN108073180B (zh) 2016-11-08 2016-11-08 无人机的控制方法、装置和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610980783.3A CN108073180B (zh) 2016-11-08 2016-11-08 无人机的控制方法、装置和系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108073180A true CN108073180A (zh) 2018-05-25
CN108073180B CN108073180B (zh) 2020-07-28

Family

ID=62154128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610980783.3A Active CN108073180B (zh) 2016-11-08 2016-11-08 无人机的控制方法、装置和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108073180B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108915959A (zh) * 2018-06-27 2018-11-30 上海扩博智能技术有限公司 通过无人机对风机叶尖区域绕行检测方法及系统
WO2020125358A1 (zh) * 2018-12-21 2020-06-25 上海远景科创智能科技有限公司 一种通过无人机航拍确定太阳能电站的安装方案的方法
CN112558632A (zh) * 2020-12-03 2021-03-26 上海扩博智能技术有限公司 无人机巡检路径转换方法、系统、设备和存储介质
CN114020036A (zh) * 2021-12-03 2022-02-08 南京大学 一种多无人机编队阵型变换时的防碰撞方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070297892A1 (en) * 2004-01-16 2007-12-27 Casper Kildegaard Monitoring the Operation of a Wind Energy Plant
DE102010051848A1 (de) * 2010-11-18 2012-05-24 Horst Zell Luftfahrzeug mit integrierter Arbeitsbühne
CN102628425A (zh) * 2011-02-04 2012-08-08 通用电气公司 用于风力涡轮机检查的方法和系统
EP2509864A2 (en) * 2009-11-25 2012-10-17 Cyberhawk Innovations Limited Unmanned aerial vehicle
CN103218687A (zh) * 2013-04-18 2013-07-24 张乐 电力线路环境中的危险点检测系统和分析方法
CN103984355A (zh) * 2014-05-19 2014-08-13 华北电力大学 一种巡检飞行机器人与架空电力线路距离预测和保持方法
CN104217079A (zh) * 2014-09-03 2014-12-17 东方电气（乐山）新能源设备有限公司 一种用逆向技术测量风力发电机轴向风扇的方法
CN104865971A (zh) * 2015-05-26 2015-08-26 广西大学 一种输电线路巡检无人机的控制方法及无人机
US20160017866A1 (en) * 2014-07-18 2016-01-21 General Electric Company Wind tower and wind farm inspections via unmanned aircraft systems
CN105607642A (zh) * 2015-09-18 2016-05-25 广东中安金狮科创有限公司 无人机自动在三维空间测距避让和穿越飞行的方法
CN105651780A (zh) * 2015-12-28 2016-06-08 新疆金风科技股份有限公司 通过无人机检测风机叶片状态的方法、装置及系统
CN105955298A (zh) * 2016-06-03 2016-09-21 腾讯科技（深圳）有限公司 一种飞行器的自动避障方法及装置
CN106005383A (zh) * 2016-06-02 2016-10-12 中国矿业大学(北京) 一种井下巷道高精度三维模型扫描设备与方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070297892A1 (en) * 2004-01-16 2007-12-27 Casper Kildegaard Monitoring the Operation of a Wind Energy Plant
EP2509864A2 (en) * 2009-11-25 2012-10-17 Cyberhawk Innovations Limited Unmanned aerial vehicle
DE102010051848A1 (de) * 2010-11-18 2012-05-24 Horst Zell Luftfahrzeug mit integrierter Arbeitsbühne
CN102628425A (zh) * 2011-02-04 2012-08-08 通用电气公司 用于风力涡轮机检查的方法和系统
CN103218687A (zh) * 2013-04-18 2013-07-24 张乐 电力线路环境中的危险点检测系统和分析方法
CN103984355A (zh) * 2014-05-19 2014-08-13 华北电力大学 一种巡检飞行机器人与架空电力线路距离预测和保持方法
US20160017866A1 (en) * 2014-07-18 2016-01-21 General Electric Company Wind tower and wind farm inspections via unmanned aircraft systems
CN104217079A (zh) * 2014-09-03 2014-12-17 东方电气（乐山）新能源设备有限公司 一种用逆向技术测量风力发电机轴向风扇的方法
CN104865971A (zh) * 2015-05-26 2015-08-26 广西大学 一种输电线路巡检无人机的控制方法及无人机
CN105607642A (zh) * 2015-09-18 2016-05-25 广东中安金狮科创有限公司 无人机自动在三维空间测距避让和穿越飞行的方法
CN105651780A (zh) * 2015-12-28 2016-06-08 新疆金风科技股份有限公司 通过无人机检测风机叶片状态的方法、装置及系统
CN106005383A (zh) * 2016-06-02 2016-10-12 中国矿业大学(北京) 一种井下巷道高精度三维模型扫描设备与方法
CN105955298A (zh) * 2016-06-03 2016-09-21 腾讯科技（深圳）有限公司 一种飞行器的自动避障方法及装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108915959A (zh) * 2018-06-27 2018-11-30 上海扩博智能技术有限公司 通过无人机对风机叶尖区域绕行检测方法及系统
WO2020125358A1 (zh) * 2018-12-21 2020-06-25 上海远景科创智能科技有限公司 一种通过无人机航拍确定太阳能电站的安装方案的方法
CN112558632A (zh) * 2020-12-03 2021-03-26 上海扩博智能技术有限公司 无人机巡检路径转换方法、系统、设备和存储介质
CN114020036A (zh) * 2021-12-03 2022-02-08 南京大学 一种多无人机编队阵型变换时的防碰撞方法
CN114020036B (zh) * 2021-12-03 2023-12-12 南京大学 一种多无人机编队阵型变换时的防碰撞方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108073180B (zh) 2020-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
He et al. Research of multi-rotor UAVs detailed autonomous inspection technology of transmission lines based on route planning
CN108733079B (zh) 通过无人机对风机进行自动巡检飞行路径确定方法及系统
CN108073180A (zh) 无人机的控制方法、装置和系统
CN107515621B (zh) 基于输电线路电磁感知的巡线无人机飞行轨迹控制方法
WO2019246280A1 (en) Emissions estimate model algorithms and methods
CN108915959B (zh) 通过无人机对风机叶尖区域绕行检测方法及系统
CN105068148B (zh) 风电场阵风预测方法和系统
CN112904877A (zh) 一种基于无人机的风机叶片自动巡检系统及方法
CN110009037B (zh) 一种基于物理信息耦合的工程风速短时预测方法及系统
KR20180014041A (ko) 풍력 터빈 발전기 시스템의 요잉 제어를 위한 컴퓨터 저장 매체, 방법 및 장치
CN109031312A (zh) 适用于烟囱内部作业的飞行平台定位装置和定位方法
CN113433971A (zh) 一种高层建筑外墙数据采集方法、装置、设备及存储介质
CN103984355A (zh) 一种巡检飞行机器人与架空电力线路距离预测和保持方法
CN106613571A (zh) 一种农药喷洒方法及系统
US20230196612A1 (en) Method and system for object detection
CN111022270B (zh) 一种风力发电机组塔顶位移实时测量方法
CN104504255A (zh) 一种螺旋翼升力和阻力力矩的确定方法
CN105372165A (zh) 一种基于疏水材料的液滴直径分布测量方法
CN210465475U (zh) 一种测流速无人机
CN112762935B (zh) 一种基于船体姿态监测的定位方法及系统
CN114139797A (zh) 光伏板表面积灰预测系统及方法、存储介质及电子设备
Ingenhorst et al. Method for airborne measurement of the spatial wind speed distribution above complex terrain
CN116089406B (zh) 一种用于海洋测绘的障碍可视化处理系统
CN113780086B (zh) 一种基于无人机的远程自然资源动态监测方法
CN115713607A (zh) 基于激光雷达和倾斜摄影提升建模质量的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant