CN110362117A - 一种无人机路径规划方法、设备、无人机控制器和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种无人机路径规划方法、设备、无人机控制器和存储介质，其中方法包括：接收用于巡视输电线路的预飞行路径，其中，所述预飞行路径为根据所述输电线路、所述输电线路上的固定障碍物得到的；当控制无人机沿所述预飞行路径飞行时，实时判断是否检测到突发障碍物；当判断检测到突发障碍物时，根据所述突发障碍物信息得到所述突发障碍物处的避障信息，解决了现有无人机路径规划时计算量大的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机路径规划方法、设备、无人机控制器和存储介质。
背景技术
随着电力技术的高速发展，架设的输电线路越来越复杂，导致要巡视的输电线路也逐年快速增加。因此，对输电线路进行有效巡视是业内研究的热点。
现有技术中输电线路的巡视利用无人机进行。在利用无人机进行巡视时，无人机的稳定飞行得益于路径规划，现有的路径规划方法虽然取得了一定的效果，但是路径规划时计算量较大。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种无人机路径规划方法、装置、设备和存储介质，解决了现有无人机路径规划时计算量大的技术问题。
本发明第一方面提供了一种无人机路径规划方法，包括：
接收用于巡视输电线路的预飞行路径，其中，所述预飞行路径为根据所述输电线路、所述输电线路上的固定障碍物得到的；
当控制无人机沿所述预飞行路径飞行时，实时判断是否检测到突发障碍物；
当判断检测到突发障碍物时，根据所述突发障碍物信息得到所述突发障碍物处的避障信息。
可选地，所述实时判断是否检测到突发障碍物具体包括：
通过安装在无人机上的图像采集模块，采集无人机沿所述预飞行路径飞行时的障碍物图像；
根据固定障碍物对应的障碍物模型，判断所述障碍物图像中的障碍物是否为固定障碍物，若是，则判定未检测到突发障碍物，若否，则判定检测到突发障碍物。
可选地，所述实时判断是否检测到突发障碍物具体包括：
判断安装在无人机上的超声波传感器是否检测到超声波信号，若是，则判定检测到突发障碍物，若否，则判定未检测到突发障碍物。
可选地，所述突发障碍物信息包括：突发障碍物位置信息和突发障碍物轮廓信息；
则所述根据所述突发障碍物信息得到所述突发障碍物处的避障信息具体包括：
根据所述突发障碍物位置信息和所述突发障碍物轮廓信息，得到所述突发障碍物处的避障信息。
可选地，所述根据所述输电线路、所述输电线路上的固定障碍物得到预飞行路径具体包括：
确定所述输电线路上的固定障碍物对应的外形轮廓及所述固定障碍物和所述输电线路的位置关系；
当所述固定障碍物位于所述输电线路下方时，将所述输电线路向上移动预置安全距离后，得到所述预飞行路径；
当所述固定障碍物位于所述输电线路上方时，计算所述外形轮廓最高点和所述输电线路的相隔距离；
在所述预置安全距离和所述相隔距离之间选取值大的数，并将所述输电线路向上移动选取出的数值对应的距离后，得到所述预飞行路径。
可选地，所述确定所述输电线路上的固定障碍物对应的外形轮廓之前还包括：
判断所述外形轮廓中是否包含曲线，若是，则将所述曲线拟合为直线后得到新外形轮廓，并将所述新外形轮廓作为所述外形轮廓，若否，则保持所述外形轮廓不变。
可选地，所述将所述曲线拟合为直线后得到新外形轮廓具体包括：
步骤A1、判断所述曲线的类型，当所述曲线为外凸弧线时，执行步骤A21至步骤A23，当所述曲线为内凹弧线时，执行步骤A31至步骤A33；
步骤A21、在所述曲线上均匀选取若干第一特征点；
步骤A22、在所述曲线上沿每一所述第一特征点做切线；
步骤A23、依次连接所述曲线的端点和相交切线段，得到所述新外形轮廓，其中所述相交切线段为相交的所述切线构成的切线段；
步骤A31、在所述曲线上均匀选取若干第二特征点；
步骤A32、依次连接所述曲线的端点和若干第二特征点，得到所述新外形轮廓。
本申请第二方面提供了一种无人机控制器，包括：
接收单元，用于接收用于巡视输电线路的预飞行路径，其中，所述预飞行路径为根据所述输电线路、所述输电线路上的固定障碍物得到的；
判断单元，用于当控制无人机沿所述预飞行路径飞行时，实时判断是否检测到突发障碍物；
第一单元，用于当判断检测到突发障碍物时，根据所述突发障碍物信息得到所述突发障碍物处的避障信息。
本申请第三方面提供了一种无人机路径规划设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码的指令执行第一方面所述的无人机路径规划方法。
本申请第四方面一种存储介质，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的无人机路径规划方法。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供了一种无人机路径规划方法，包括：接收用于巡视输电线路的预飞行路径，其中，所述预飞行路径为根据所述输电线路、所述输电线路上的固定障碍物得到的；当控制无人机沿所述预飞行路径飞行时，实时判断是否检测到突发障碍物；当判断检测到突发障碍物时，根据所述突发障碍物信息得到所述突发障碍物处的避障信息。本申请中，接收到根据输电线路和固定障碍物得到的预飞行路径后，控制无人机沿预飞行路径飞行的过程中，实时地判断是否检测到突发障碍物，当检测到突发障碍物时才去计算针对突发障碍物的避障信息，否则无需进行路径的重新规划，继续沿预飞行路径进行飞行即可，这种方式相较于现有实时检测、实时计算飞行路径的方式，只需要针对突发障碍物重新计算避障信息，不再在飞行时计算每一障碍物处的避障信息，减少了路径规划时的计算量，从而解决了现有无人机路径规划时计算量大的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例中一种无人机路径规划方法的实施例一的流程示意图；
图2为本申请实施例中一种无人机路径规划方法的实施例二的流程示意图；
图3为本申请实施例一种无人机路径规划装置的实施例的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种无人机路径规划方法、装置、设备和存储介质，解决了现有无人机路径规划时计算量大的技术问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请实施例中一种无人机路径规划方法的实施例一的流程示意图，包括：
步骤101、接收用于巡视输电线路的预飞行路径，其中，预飞行路径为根据输电线路、输电线路上的固定障碍物得到的。
需要说明的是，在利用对无人机进行输电线路巡视是，首先接收用于巡视输电线路的预飞行路径。可以理解的是，本实施例中的固定障碍物的可以是山丘、树木、房屋等。
步骤102、当控制无人机沿预飞行路径飞行时，实时判断是否检测到突发障碍物。
需要说明的是，在接收到无人机的预飞行路径后，无人机沿预飞行路径飞行，在飞行过程中，实时地判断是否检测到突发障碍物。可以理解的是，本实施例中的突发障碍物和固定障碍物是一个相对的概念，即将除固定障碍物以外的障碍物认为是突发障碍物，例如可以是小鸟、之前标记固定障碍物时未标记到的山丘、树木、房屋等。
步骤103、当判断检测到突发障碍物时，根据突发障碍物信息得到突发障碍物处的避障信息。
需要说明的是，当判断检测到突发障碍物时，说明此时无人机所处的位置如果继续沿预飞行路径飞行，可能会出现碰撞到障碍物的情况，故需要对突发障碍物处的避障信息进行计算，用于突发障碍物处的避障。
本实施例中，在接收到根据输电线路和固定障碍物得到的预飞行路径后，控制无人机沿预飞行路径飞行的过程中，实时地判断是否检测到突发障碍物，当检测到突发障碍物时才去计算针对突发障碍物的避障信息，否则无需进行路径的重新规划，继续沿预飞行路径进行飞行即可，这种方式相较于现有实时检测、实时计算飞行路径的方式，只需要针对突发障碍物重新计算避障信息，不再在飞行时计算每一障碍物处的避障信息，减少了路径规划时的计算量，从而解决了现有无人机路径规划时计算量大的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种无人机路径规划方法的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种无人机路径规划方法的实施例二。
请参阅图2，本申请实施例中一种无人机路径规划方法的实施例二的流程示意图，包括：
步骤201、接收用于巡视输电线路的预飞行路径，其中，预飞行路径为根据输电线路、输电线路上的固定障碍物得到的。
需要说明的是，根据输电线路和输电线路上的固定障碍物得到预飞行路径的方式有多种，可以是首先确定输电线路上的固定障碍物对应的外形轮廓及固定障碍物和输电线路的位置关系；当固定障碍物位于输电线路下方时，将输电线路向上移动预置安全距离后，得到预飞行路径；当固定障碍物位于输电线路上方时，计算外形轮廓最高点和输电线路的相隔距离；在预置安全距离和相隔距离之间选取值大的数，并将输电线路向上移动选取出的数值对应的距离后，得到预飞行路径。
输电线路高压电，因此无人机在对输电线路进行巡视时，为了确保无人机的安全，通常会设置无人机相隔输电线路一定的距离(即本实施例中的预置安全距离)，在该安全距离内，无人机是安全的，且能够拍摄到输电线路。因此，在得到固定障碍物的外形轮廓后，进一步确定该障碍物与输电线路的位置关系，若固定障碍物位于输电线路下方，为了避障效果及安全性考虑，将输电线路向上移动预置安全距离后，得到预飞行路径；若固定障碍物位于输电线路上方，首先无人机要避障以免出现事故，计算外形轮廓最高点和输电线路的相隔距离；在预置安全距离和相隔距离之间选取值大的数，以尽可能确保安全和巡视效果，并将输电线路向上移动选取出的数值对应的距离后，得到预飞行路径。避障时，对外形轮廓的最高点为界进行计算是因为一旦避障避过了最高点，外形轮廓上的其余点相当于也已经避障了。
由于无人机巡检的作业区域多出现山丘、建筑物、树木，这些障碍物的外形轮廓线既有直线，也有曲线，相比较直线，曲线所占用的内存空间较大，同时曲线的处理和计算相对复杂。因此，为了解决曲线所带来的麻烦与不便，将曲线拟合为直线。故，本实施例中确定输电线路上的固定障碍物对应的外形轮廓之前还包括：判断外形轮廓中是否包含曲线，若是，则将曲线拟合为直线后得到新外形轮廓，并将新外形轮廓作为外形轮廓，若否，则保持外形轮廓不变。
可以理解的是，本实施例中的将曲线拟合为直线后得到新外形轮廓可以是如下的方式实现，包括步骤：
步骤A1、判断曲线的类型，当曲线为外凸弧线时，执行步骤A21至步骤A23，当曲线为内凹弧线时，执行步骤A31至步骤A33；
步骤A21、在曲线上均匀选取若干第一特征点；
步骤A22、在曲线上沿每一第一特征点做切线；
步骤A23、依次连接曲线的端点和相交切线段，得到新外形轮廓，其中相交切线段为相交的切线构成的切线段；
步骤A31、在曲线上均匀选取若干第二特征点；
步骤A32、依次连接曲线的端点和若干第二特征点，得到新外形轮廓。
步骤202、当控制无人机沿预飞行路径飞行时，通过安装在无人机上的图像采集模块，采集无人机沿预飞行路径飞行时的障碍物图像。
本实施例中，当控制无人机沿预飞行路径飞行时，将安装在无人机上的图像采集模块作为突发障碍物的采集器，此时通过图像采集器可以采集无人机沿预飞行路径飞行时的障碍物图像。
步骤203、根据固定障碍物对应的障碍物模型，判断障碍物图像中的障碍物是否为固定障碍物，若是，则判定未检测到突发障碍物，若否，则判定检测到突发障碍物。
本实施例中，由于图像采集器的视野较广，此时不可避免地会采集到固定障碍物，因此此时根据固定障碍物对应的障碍物模型，判断障碍物图像中的障碍物是否为固定障碍物，若是，则判定未检测到突发障碍物，若否，则判定检测到突发障碍物。
需要说明的是，上述的判断障碍物图像中的障碍物是否为固定障碍物，可以是通过对比障碍物图像中障碍物与固定障碍物的障碍物模型，若二者的相似度较高时，说明障碍物图像中障碍物是固定障碍物。可以理解的是，判断障碍物图像中的障碍物是否为固定障碍物还可以是通过其他的方式，此处不再一一举例，本领域技术人员在设置时，可以具体根据需要进行选择。
需要说明的是，步骤202和步骤203是用于判断无人机沿预飞行路径飞行时是否遇到突发障碍物的一种实现方式，可以理解的是，用于判断无人机沿预飞行路径飞行时是否遇到突发障碍物的一种实现方式还可以是判断安装在无人机上的超声波传感器是否检测到超声波信号，若是，则判定检测到突发障碍物，若否，则判定未检测到突发障碍物。由于超声波传感器的检测范围有限，若是能够检测到超声波信号，则说明障碍物距离超声波传感器较近，且由于预飞行路径上已经对固定障碍物进行了避障，当沿着预飞行路径飞行时，超声波传感器是不会检测到固定障碍物的超声波信号的，因此此时可以认定当无人机沿预飞行路径飞行时，一旦检测到了超声波信号，该超声波信号对应的障碍物即为突发障碍物。
步骤204、根据突发障碍物位置信息和突发障碍物轮廓信息，得到突发障碍物处的避障信息。
需要说明的是，在预飞行路径上飞行时，对检测到的突发障碍物需要进行避障，根据该避障信息对突发障碍物进行避障后，无人机继续飞回到预飞行路径，沿着预飞行路径飞行。
本实施例中的避障信息可以包括但不限于：突发障碍物处的飞行方向和飞行速度。其中对于突发障碍物的位置信息的采集可以是通过安装在无人机上的GPS与电磁场检测传感器实现，突发障碍物轮廓信息可以是通过安装在无人机上的图像采集模块实现。
本实施例中，在接收到根据输电线路和固定障碍物得到的预飞行路径后，控制无人机沿预飞行路径飞行的过程中，实时地判断是否检测到突发障碍物，当检测到突发障碍物时才去计算针对突发障碍物的避障信息，否则无需进行路径的重新规划，继续沿预飞行路径进行飞行即可，这种方式相较于现有实时检测、实时计算飞行路径的方式，只需要针对突发障碍物重新计算避障信息，不再在飞行时计算每一障碍物处的避障信息，减少了路径规划时的计算量，从而解决了现有无人机路径规划时计算量大的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种无人机路径规划方法的实施例二，以下为本申请实施例提供的一种无人机控制器的实施例。
请参阅图3，本申请实施例中一种无人机控制器的实施例的结构示意图，包括：
接收单元301，用于接收用于巡视输电线路的预飞行路径，其中，预飞行路径为根据输电线路、输电线路上的固定障碍物得到的；
判断单元302，用于当控制无人机沿预飞行路径飞行时，实时判断是否检测到突发障碍物；
第一单元303，用于当判断检测到突发障碍物时，根据突发障碍物信息得到突发障碍物处的避障信息。
本实施例中，在接收到根据输电线路和固定障碍物得到的预飞行路径后，控制无人机沿预飞行路径飞行的过程中，实时地判断是否检测到突发障碍物，当检测到突发障碍物时才去计算针对突发障碍物的避障信息，否则无需进行路径的重新规划，继续沿预飞行路径进行飞行即可，这种方式相较于现有实时检测、实时计算飞行路径的方式，只需要针对突发障碍物重新计算避障信息，不再在飞行时计算每一障碍物处的避障信息，减少了路径规划时的计算量，从而解决了现有无人机路径规划时计算量大的技术问题。
本申请实施例还提供了一种无人机路径规划设备，包括处理器以及存储器；存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；处理器用于根据程序代码的指令执行实施例一或实施例二任一的无人机路径规划方法。
本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行实施例一或实施例二任一的无人机路径规划方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的待安装电网网络，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个待安装电网网络，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种无人机路径规划方法，其特征在于，包括：
接收用于巡视输电线路的预飞行路径，其中，所述预飞行路径为根据所述输电线路、所述输电线路上的固定障碍物得到的；
当控制无人机沿所述预飞行路径飞行时，实时判断是否检测到突发障碍物；
当判断检测到突发障碍物时，根据所述突发障碍物信息得到所述突发障碍物处的避障信息。
2.根据权利要求1所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述实时判断是否检测到突发障碍物具体包括：
通过安装在无人机上的图像采集模块，采集无人机沿所述预飞行路径飞行时的障碍物图像；
根据固定障碍物对应的障碍物模型，判断所述障碍物图像中的障碍物是否为固定障碍物，若是，则判定未检测到突发障碍物，若否，则判定检测到突发障碍物。
3.根据权利要求1所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述实时判断是否检测到突发障碍物具体包括：
判断安装在无人机上的超声波传感器是否检测到超声波信号，若是，则判定检测到突发障碍物，若否，则判定未检测到突发障碍物。
4.根据权利要求1所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述突发障碍物信息包括：突发障碍物位置信息和突发障碍物轮廓信息；
则所述根据所述突发障碍物信息得到所述突发障碍物处的避障信息具体包括：
根据所述突发障碍物位置信息和所述突发障碍物轮廓信息，得到所述突发障碍物处的避障信息。
5.根据权利要求1所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述根据所述输电线路、所述输电线路上的固定障碍物得到预飞行路径具体包括：
确定所述输电线路上的固定障碍物对应的外形轮廓及所述固定障碍物和所述输电线路的位置关系；
当所述固定障碍物位于所述输电线路下方时，将所述输电线路向上移动预置安全距离后，得到所述预飞行路径；
当所述固定障碍物位于所述输电线路上方时，计算所述外形轮廓最高点和所述输电线路的相隔距离；
在所述预置安全距离和所述相隔距离之间选取值大的数，并将所述输电线路向上移动选取出的数值对应的距离后，得到所述预飞行路径。
6.根据权利要求5所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述确定所述输电线路上的固定障碍物对应的外形轮廓之前还包括：
判断所述外形轮廓中是否包含曲线，若是，则将所述曲线拟合为直线后得到新外形轮廓，并将所述新外形轮廓作为所述外形轮廓，若否，则保持所述外形轮廓不变。
7.根据权利要求6所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述将所述曲线拟合为直线后得到新外形轮廓具体包括：
步骤A1、判断所述曲线的类型，当所述曲线为外凸弧线时，执行步骤A21至步骤A23，当所述曲线为内凹弧线时，执行步骤A31至步骤A33；
步骤A21、在所述曲线上均匀选取若干第一特征点；
步骤A22、在所述曲线上沿每一所述第一特征点做切线；
步骤A23、依次连接所述曲线的端点和相交切线段，得到所述新外形轮廓，其中所述相交切线段为相交的所述切线构成的切线段；
步骤A31、在所述曲线上均匀选取若干第二特征点；
步骤A32、依次连接所述曲线的端点和若干第二特征点，得到所述新外形轮廓。
8.一种无人机控制器，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收用于巡视输电线路的预飞行路径，其中，所述预飞行路径为根据所述输电线路、所述输电线路上的固定障碍物得到的；
判断单元，用于当控制无人机沿所述预飞行路径飞行时，实时判断是否检测到突发障碍物；
第一单元，用于当判断检测到突发障碍物时，根据所述突发障碍物信息得到所述突发障碍物处的避障信息。
9.一种无人机路径规划设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码的指令执行权利要求1至7中任一项所述的无人机路径规划方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1至7中任一项所述的无人机路径规划方法。
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