CN111998856B - 一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法、系统及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法、系统及设备，包括通过获取无人机的续航时间来计算无人机巡视杆塔的预数量，确定了无人机最远能够飞行多少个杆塔；通过无人机的有效工作范围来确定无人机实际能够有效工作的杆塔数量以及在这些杆塔数量内的无人机可能降落的无人机预设降落区域，通过将无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内进行无人机的预设降落区域上的各点对无人机的飞行区域的通视分析，从而得到无人机的降落区域，能够有效的避免在无人机飞行的过程中由于中间存在阻挡物造成飞手对无人机控制效果的下降，同时能够选择合适的位置对无人机进行降落回收。

Description

一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法、系统及设备
技术领域
本发明属于无人机航行的技术领域，尤其涉及一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法、系统及设备。
背景技术
经过近些年的发展，无人机技术在电力行业的线路巡视方面已得到广泛应用，不同机型的无人机其巡视策略不尽相同。多旋翼无人机受电池续航时间的限制，通常不能完成整条线路所有杆塔的精细化巡视，在实际作业过程中，需要对不同架次的无人机制订相应的起降点。目前，多旋翼无人机起降点的选取主要依赖于作业人员的个人经验，作业人员对线路杆塔及通道周边环境进行整体踏勘，结合以往每架次的作业时间、作业里程等数据预计本架次的巡视杆塔数，综合判断之后选定较合适的道路区域段作为起降点。现有技术中采用的方法存在选择无人机的起降点的选择随机性较大，存在较大的不确定性，而且选取起降点的过程耗时较长，造成无人机巡视的工作效率较低的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法、系统及设备，用于解决现有技术中采用的方法存在选择无人机的起降点的选择随机性较大，存在较大的不确定性，而且选取起降点的过程耗时较长，造成无人机巡视的工作效率较低的技术问题。
本发明提供的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法，所述方法包括如下步骤：
S1：获取无人机的续航时间；
S2：根据无人机的续航时间计算无人机巡视杆塔的预数量；
S3：获取无人机的有效工作范围；
S4：根据无人机的有效作业范围、无人机巡视杆塔的预数量以及三维地图，获取无人机预设降落区域；
S5：获取无人机的飞行区域；
S6：将所述无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内；
S7：获取所述无人机预设降落区域上的各点并将各点逐一作为观察点对无人机的飞行区域在三维地图内进行通视分析，获取无人机的降落区域。
优选地，所述S2中的计算方式为：
根据公式：
Figure BDA0002662603400000021
其中：Ix+1为无人机巡视Nx+1号塔的里程、Ix+2为无人机巡视Nx+2号塔的巡视里程，……，Ix+n为无人机巡视Nx+n号塔的巡视里程；
Lx+2为无人机巡视Nx+1～Nx+2号塔之间导线的巡视里程，Lx+3为无人机巡视Nx+2～Nx+3号塔之间导线的巡视里程，……，Lx+n未无人机巡视Nx+n-1～Nx+n号塔之间导线的巡视里程；
Qx+1为无人机巡视Nx+1号塔的拍摄点个数，Qx+2为无人机巡视Nx+2号塔的拍摄点个数，……，Qx+n为无人机巡视Nx+n号塔的拍摄点个数；
v为无人机飞行速度，t0为无人机在拍摄点停留的时间，λ是为了保证无人机安全飞行的续航时间占比系数，T为无人机的续航时间；
计算得到无人机巡视杆塔的预数量n。
优选地，所述S4具体包括：
S41：根据所述无人机的有效工作范围，获取无人机的有效工作半径；
S42：以各杆塔中心为圆心，无人机的有效工作半径为半径水平模拟出n个圆，判断第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间是否有交集；
S43：当第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间有交集时，则确定无人机巡视杆塔的数量为n，并获取n个圆之间的交集为无人机预设降落区域；
S44：当第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间没有交集时，则令n＝n-1重复S42-S44。
优选地，所述无人机的飞行区域包括各杆塔的杆塔区域段和各相邻杆塔之间的杆塔段。
优选地，所述杆塔区域段的获取方式具体包括：
根据三维地图获取杆塔各拍摄点的高程坐标；
根据杆塔各拍摄点的高程坐标获取杆塔的各拍摄点的最高高程hmax和最低高程hmin以及横纵坐标。
根据杆塔的各拍摄点的最高高程hmax和最低高程hmin，确定杆塔区域段的最高高程为hmax和最低高程为hmin；
根据杆塔的横纵坐标并选取无人机预设降落区域的任一点作为观察点计算杆塔区域段相对于观察点的最左侧的和最右侧点的横纵坐标；
根据杆塔区域段相对于观察点的最左侧的和最右侧点的横纵坐标以及最高高程hmax和最低高程hmin，获取杆塔区域四个端点的三维坐标。
优选地，所述S6具体包括：
将所述无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内，并根据三维地图将无人机预降落区域内非人员和车辆进入的区域进行排除。
优选地，所述非人员和车辆进入的区域包括高速公路、高山、湖泊、房屋和杆塔。
优选地，所述S7具体包括：
获取所述无人机预设降落区域上的各点并将各点逐一作为观察点对无人机的飞行区域在三维地图内进行通视分析，
判断观察点对无人机的飞行区域在三维地图上是否满足通视分析的通视条件；
当观察点对无人机的飞行区域在三维地图上满足通视分析的通视条件时，则该观察点为无人机可降落点；
获取所有无人机的可降落点并在三维地图上将所有无人机的可降落点标识出来，获取无人机的降落区域。
本发明实施例还提供了一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择系统，所述系统包括如下模块：
续航时间模块，所述续航时间模块用于获取无人机的续航时间；
计算预数量模块，所述计算预数量模块用于根据无人机的续航时间计算无人机巡视杆塔的预数量；
工作范围模块，所述工作范围模块用于获取无人机的有效工作范围；
预设降落区域模块，所述预设降落区域模块用于根据无人机的有效作业范围、无人机巡视杆塔的预数量以及三维地图，获取无人机预设降落区域；
飞行区域模块，所述飞行区域模块用于获取无人机的飞行区域；
三维模块，三维模块用于将所述无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内；
通视分析模块，所述通视分析模块用于获取所述无人机预设降落区域上的各点并将各点逐一作为观察点对无人机的飞行区域在三维地图内进行通视分析，获取无人机的降落区域。
本发明实施例还提供了一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择设备，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中的指令执行上述的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法，包括通过获取无人机的续航时间来计算无人机巡视杆塔的预数量，确定了无人机最远能够飞行多少个杆塔；通过无人机的有效工作范围来确定无人机实际能够有效工作的杆塔数量以及在这些杆塔数量内的无人机可能降落的无人机预设降落区域，通过将无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内进行无人机的预设降落区域上的各点对无人机的飞行区域的通视分析，从而得到无人机的降落区域，能够有效的避免在无人机飞行的过程中由于中间存在阻挡物造成飞手对无人机控制效果的下降，同时能够选择合适的位置对无人机进行降落回收，自动的规划无人机巡视的路线以及无人机的降落点，提升了无人机巡视的工作效率，解决了现有技术中采用的方法存在选择无人机的起降点的选择随机性较大，存在较大的不确定性，而且选取起降点的过程耗时较长，造成无人机巡视的工作效率较低的技术问题。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法的无人机巡视杆塔的预数量的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法的无人机预设降落区域的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法的杆塔区域段的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择系统的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法、系统及设备，用于解决现有技术中采用的方法存在选择无人机的起降点的选择随机性较大，存在较大的不确定性，而且选取起降点的过程耗时较长，造成无人机巡视的工作效率较低的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法，所述方法包括如下步骤：
S1：获取无人机的续航时间；
根据无人机的机型以及使用次数等方面的因素获取无人机的续航时间。
S2：根据无人机的续航时间计算无人机巡视杆塔的预数量；
受续航时间限制，多旋翼无人机通常一架次无法完成整条线路所有杆塔的巡视，在无人机的电量低于一定的程度的时候，例如20％的时候，是需要考虑返航问题，否则很容易使得无人机在飞行途中坠落，导致遗失或损坏的问题，在本实施例中，通过从无人机的续航时间能够确定无人机最远能飞行多远，然后根据杆塔间的距离能够得到最远飞行的距离，通常无人机根据规划好的三维精细化航线进行巡视，在巡视的过程中，无人机需要进行根据航线进行飞行到达拍摄点，停留进行拍摄，飞行和停留都需要消耗无人机的电量，因此，需要考虑无人机的飞行航线的时间和拍摄点的停留时间来确定无人机在续航时间内能够飞行最多多少个杆塔。具体计算方式如下：
如图2所示，根据公式：
Figure BDA0002662603400000061
其中：Ix+1为无人机巡视Nx+1号塔的里程、Ix+2为无人机巡视Nx+2号塔的巡视里程，……，Ix+n为无人机巡视Nx+n号塔的巡视里程；
Lx+2为无人机巡视Nx+1～Nx+2号塔之间导线的巡视里程，Lx+3为无人机巡视Nx+2～Nx+3号塔之间导线的巡视里程，……，Lx+n未无人机巡视Nx+n-1～Nx+n号塔之间导线的巡视里程；
Qx+1为无人机巡视Nx+1号塔的拍摄点个数，Qx+2为无人机巡视Nx+2号塔的拍摄点个数，……，Qx+n为无人机巡视Nx+n号塔的拍摄点个数；
v为无人机飞行速度，t0为无人机在拍摄点停留的时间，λ是为了保证无人机安全飞行的续航时间占比系数，T为无人机的续航时间；
计算得到无人机巡视杆塔的预数量n。
λ的通常取值为0.8，即无人机安全飞行的续航时间的20％是用于在巡航的路途中的，剩下的20％是用于返航途中使用的电量，保持20％返航的电量是为了能够确保在返航的途中无人机不会由于电量耗尽而坠落或者遗失信号。通常计算到的无人机巡视杆塔的预数量n是以无人机巡航的时间为基础来计算的，由于无人机在巡航过程中，由于续航电量的问题容易无人机遗失和损坏等问题，因此需要优先考虑无人机续航电量的问题。
由上可知，无人机本架次的极限巡视杆塔的预数量为满足上式的最大整数n，本架次巡视的杆塔为Nx+1，Nx+2，……，Nx+n。
S3：获取无人机的有效工作范围；
根据无人机的机型能够得到无人机的有效工作范围，所述无人机的有效工作范围即遥控器信号可覆盖的范围。
S4：根据无人机的有效作业范围、无人机巡视杆塔的预数量以及三维地图，获取无人机预设降落区域；
所述S4具体包括：
S41：根据所述无人机的有效工作范围，获取无人机的有效工作半径；通产无人机的有效工作半径以圆为单位进行圈定来表示。
S42：以各杆塔中心为圆心，无人机的有效工作半径为半径水平模拟出n个圆，判断第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间是否有交集；
S43：当第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间有交集时，则确定无人机巡视杆塔的数量为n，并获取n个圆之间的交集为无人机预设降落区域；
S44：当第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间没有交集时，则令n＝n-1重复S42-S44。
通过以以各杆塔中心为圆心、无人机有效半径为半径水平模拟出n个圆的过程，一方面需要排除掉无人机有效半径以外的杆塔，无人机有效半径以外的杆塔无法接收到飞手的控制，需要进行排除，才能确保无人机在巡视过程中能够安全稳定的进行巡视；另一方面，需要确定无人机预设降落区域，需要是在无人机的有效半径范围内，即飞手能够对无人机进行控制的范围内。例如：
如图3所示，一架次无人机巡视的杆塔为Nx+1，Nx+2，……，Nx+n，同一水平面上，分别以Nx+1，Nx+2，……，Nx+n的中心坐标为圆心，以γr为半径作圆(γ为保证无人机安全飞行的有效半径占比系数)。如下图，记该n个圆的交集区域为I区域，前n-1个圆的交集区域减去I区域的剩余区域为II区域，前n-2个圆的交集区域减去I区域、II区域的剩余区域为III区域。
若前n个圆不存在I区域，则寻找前n-1个圆的I区域，极限杆塔数变为n-1；若前n-1个圆不存在Ⅰ区域，则寻找前n-2个圆的Ⅰ区域,极限杆塔数变为n-2；依次类推，并根据上述规则寻找Ⅱ区域、Ⅲ区域，具体为；
接着按如下步骤获取无人机预设降落区域：
Step1：将Ⅰ区域水平面方向的坐标发送至三维地图服务，从三维地图服务中获取水平面方向坐标落在该区域，若该区域存在，则进行标记并终止搜索，本架次无人机巡视的杆塔为前n杆塔；若不存在，则进行Step2。
Step2：将Ⅱ区域水平面方向的坐标发送至三维地图服务，从三维地图服务中获取水平面方向坐标落在该区域，若该区域存在，则进行标记并终止搜索，本架次无人机巡视的杆塔为前n-1杆塔；若不存在，则进行Step3；
Step3：将Ⅲ区域水平面方向的坐标发送至三维地图服务，从三维地图服务中获取水平面方向坐标落在该区域，若区域存在，则进行标记并终止搜索，本架次无人机巡视的杆塔为前n-2杆塔；若不存在，则提示不存在。通过上述方法能够确定本架次无人机巡视的实际杆塔数量，同时通过获取n个圆之间的交集为无人机预设降落区域。
S5：获取无人机的飞行区域；
所述无人机的飞行区域包括各杆塔的杆塔区域段和各相邻杆塔之间的杆塔段。
所述杆塔区域段的获取方式具体包括：
根据三维地图获取杆塔各拍摄点的高程坐标；
根据杆塔各拍摄点的高程坐标获取杆塔的各拍摄点的最高高程hmax和最低高程hmin以及横纵坐标。
根据杆塔的各拍摄点的最高高程hmax和最低高程hmin，确定杆塔区域段的最高高程为hmax和最低高程为hmin；
根据杆塔的横纵坐标并选取无人机预设降落区域的任一点作为观察点计算杆塔区域段相对于观察点的最左侧的和最右侧点的横纵坐标；
根据杆塔区域段相对于观察点的最左侧的和最右侧点的横纵坐标以及最高高程hmax和最低高程hmin，获取杆塔区域四个端点的三维坐标。
例如：如图4所示，其中，导线段可根据精细化巡视航线直接获取，以一基塔为例，杆塔段飞行区域采用下述方法计算：
①检索杆塔段各拍摄点的高程坐标，获取其中的最高高程hmax和最低高程hmin，即为杆塔段飞行区域的最高高程和最低高程；
②根据杆塔段各拍摄点的横纵坐标计算杆塔段飞行区域相对于观察点的最左侧、最右侧点的横纵坐标(简称为左视点、右视点)。记标记的道路区域段中任意一点坐标为P(x,y)，杆塔中心坐标为O(x0,y0)，该杆塔段任一拍摄点的坐标为Sm(xm,ym)，设左视点坐标为(x左,y左)，右视点坐标为(x右,y右)。则垂直于向量
Figure BDA0002662603400000091
的单位向量为
Figure BDA0002662603400000092
或
Figure BDA0002662603400000093
a.当x≠x0时，按如下方式计算左、右视点坐标：
向量
Figure BDA0002662603400000094
分别在
Figure BDA0002662603400000095
方向上的投影W1、W2为
Figure BDA0002662603400000096
Figure BDA0002662603400000097
则(x左,y左)和(x右,y右)为arg max W1(xm,ym)，arg max W2(xm,ym)。
b.当x＝x0时，取各拍摄点坐标中横坐标最小的点的坐标作为左视点坐标，取各拍摄点坐标中横坐标最大的点的坐标作为右视点坐标。
③根据上述结果，杆塔段飞行区域4个端点的坐标分别为A(x左,y左,hmin)、B(x右,y右,hmin)、C(x右,y右,hmax)、D(x左,y左,hmax)。
S6：将所述无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内；
所述S6具体包括：
将所述无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内，并根据三维地图将无人机预降落区域内非人员和车辆进入的区域进行排除。
其中，所述非人员和车辆进入的区域包括高速公路、高山、湖泊、房屋和杆塔等，将所述非人员和车辆进入的区域进行排除以避免在计算的时候，以避免虽然能够实现下述的通视分析，但是却是人和车辆都不能进入的区域，这会造成无人机的降落区域不够准确，任然存在一些无法实现无人机的降落区域。通过将人和车辆都不能进入的区域，进行排除，能够实现一些无法实现无人机的降落区域进行排除，避免一些无法实现无人机的降落区域误划分到无人机的降落范围内。
S7：获取所述无人机预设降落区域上的各点并将各点逐一作为观察点对无人机的飞行区域在三维地图内进行通视分析，获取无人机的降落区域。
所述S7具体包括：
获取所述无人机预设降落区域上的各点并将各点逐一作为观察点对无人机的飞行区域在三维地图内进行通视分析，
判断观察点对无人机的飞行区域在三维地图上是否满足通视分析的通视条件；
当观察点对无人机的飞行区域在三维地图上满足通视分析的通视条件时，则该观察点为无人机可降落点；
获取所有无人机的可降落点并在三维地图上将所有无人机的可降落点标识出来，获取无人机的降落区域。
对于不能够满足通视分析的通视条件的观察点，通常都是受到阻碍物阻挡了对应的视线，这些阻碍物可能是树木、高山或者是大厦等，由于视线无法通过，不能够满足通视条件，会影响到无人机的控制效果或者飞行路径，在选择无人机的降落点的时候，这些可能你会影响到无人机控制效果或者飞行路径的地方需要被排除，避免在无人机飞往降落地的途中受到阻碍或者控制受到影响，需要选择能够满足通视分析的通视条件的区域作为无人机的降落点，以确保无人机能够稳定的安全的降落，进行回收。
通过上述自动快速选择方法能够快速的选择出无人机的降落区域供飞手选择，能够有效的避免在选择无人机的降落区域的时候出现位置选取随机性大，而且需要提前进行考察，降落地点随机性较大，可能会出现存在无人机无法穿越的位置，需要通过绕行才能进行降落等方面的问题，解决了现有技术中采用的方法存在选择无人机的起降点的选择随机性较大，存在较大的不确定性，而且选取起降点的过程耗时较长，造成无人机巡视的工作效率较低的技术问题。
如图5所示，本发明实施例还提供了一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择系统，所述系统包括如下模块：
续航时间模块201，所述续航时间模块201用于获取无人机的续航时间；
计算预数量模块202，所述计算预数量模块202用于根据无人机的续航时间计算无人机巡视杆塔的预数量；
工作范围模块203，所述工作范围模块203用于获取无人机的有效工作范围；
预设降落区域模块204，所述预设降落区域模块204用于根据无人机的有效作业范围、无人机巡视杆塔的预数量以及三维地图，获取无人机预设降落区域；
飞行区域模块205，所述飞行区域模块205用于获取无人机的飞行区域；
三维模块206，三维模块206用于将所述无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内；
通视分析模块207，所述通视分析模块207用于获取所述无人机预设降落区域上的各点并将各点逐一作为观察点对无人机的飞行区域在三维地图内进行通视分析，获取无人机的降落区域。
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，上述描述的系统，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。
如图6所示，一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择设备，所述设备包括处理器300以及存储器301；
所述存储器301用于存储程序代码302，并将所述程序代码302传输给所述处理器；
所述处理器300用于根据所述程序代码302中的指令执行上述的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法实施例中的步骤。
示例性的，所述计算机程序302可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器301中，并由所述处理器300执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序302在所述终端设备30中的执行过程。
所述终端设备30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器300、存储器301。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备30的示例，并不构成对终端设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器300可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器301可以是所述终端设备30的内部存储单元，例如终端设备30的硬盘或内存。所述存储器301也可以是所述终端设备30的外部存储设备，例如所述终端设备30上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器301还可以既包括所述终端设备30的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器301用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器301还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
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，上述描述的系统，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，所揭露的系统，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系统，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，在本发明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，本发明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)执行本发明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，Random Access Memory)、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发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述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精神和范围。

Claims (9)

1.一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：获取无人机的续航时间；
S2：根据无人机的续航时间计算无人机巡视杆塔的预数量；
S3：获取无人机的有效工作范围；
S4：根据无人机的有效作业范围、无人机巡视杆塔的预数量以及三维地图，获取无人机预设降落区域，具体包括：
S41：根据所述无人机的有效工作范围，获取无人机的有效工作半径；
S42：以各杆塔中心为圆心，无人机的有效工作半径为半径水平模拟出n个圆，判断第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间是否有交集；
S43：当第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间有交集时，则确定无人机巡视杆塔的数量为n，并获取n个圆之间的交集为无人机预设降落区域；
S44：当第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间没有交集时，则令n＝n-1重复S42-S44；
按如下步骤获取无人机预设区域：
Step1：记n个圆的交集区域为Ⅰ区域，前n-1个圆的交集区域减去I区域的剩余区域为Ⅱ区域，前n-2个圆的交集区域减去Ⅰ区域、Ⅱ区域的剩余区域为Ⅲ区域；将Ⅰ区域水平面方向的坐标发送至三维地图服务，从三维地图服务中获取水平面方向坐标落在该区域，若该区域存在，则进行标记并终止搜索，本架次无人机巡视的杆塔为前n杆塔；若不存在，则进行Step2；
Step2：将Ⅱ区域水平面方向的坐标发送至三维地图服务，从三维地图服务中获取水平面方向坐标落在该区域，若该区域存在，则进行标记并终止搜索，本架次无人机巡视的杆塔为前n-1杆塔；若不存在，则进行Step3；
Step3：将Ⅲ区域水平面方向的坐标发送至三维地图服务，从三维地图服务中获取水平面方向坐标落在该区域，若区域存在，则进行标记并终止搜索，本架次无人机巡视的杆塔为前n-2杆塔；若不存在，则提示不存在；通过上述方法能够确定本架次无人机巡视的实际杆塔数量，同时通过获取n个圆之间的交集为无人机预设降落区域；
S5：获取无人机的飞行区域；
S6：将所述无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内；
S7：获取所述无人机预设降落区域上的各点并将各点逐一作为观察点对无人机的飞行区域在三维地图内进行通视分析，获取无人机的降落区域。
2.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法，其特征在于，所述S2中的计算方式为：
根据公式：
Figure FDA0003318673720000021
其中：lx+1为无人机巡视Nx+1号塔的里程、lx+2为无人机巡视Nx+2号塔的巡视里程，……，lx+n为无人机巡视Nx+n号塔的巡视里程；
Lx+2为无人机巡视Nx+1～Nx+2号塔之间导线的巡视里程，Lx+3为无人机巡视Nx+2～Nx+3号塔之间导线的巡视里程，……，Lx+n未无人机巡视Nx+n-1～Nx+n号塔之间导线的巡视里程；
Qx+1为无人机巡视Nx+1号塔的拍摄点个数，Qx+2为无人机巡视Nx+2号塔的拍摄点个数，……，Qx+n为无人机巡视Nx+n号塔的拍摄点个数；
v为无人机飞行速度，t0为无人机在拍摄点停留的时间，λ是为了保证无人机安全飞行的续航时间占比系数，T为无人机的续航时间；
计算得到无人机巡视杆塔的预数量n。
3.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法，其特征在于，
所述无人机的飞行区域包括各杆塔的杆塔区域段和各相邻杆塔之间的杆塔段。
4.根据权利要求3所述的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法，其特征在于，
所述杆塔区域段的获取方式具体包括：
根据三维地图获取杆塔各拍摄点的高程坐标；
根据杆塔各拍摄点的高程坐标获取杆塔的各拍摄点的最高高程hmax和最低高程hmin以及横纵坐标；
根据杆塔的各拍摄点的最高高程hmax和最低高程hmin，确定杆塔区域段的最高高程为hmax和最低高程为hmin；
根据杆塔的横纵坐标并选取无人机预设降落区域的任一点作为观察点计算杆塔区域段相对于观察点的最左侧的和最右侧点的横纵坐标；
根据杆塔区域段相对于观察点的最左侧的和最右侧点的横纵坐标以及最高高程hmax和最低高程hmin，获取杆塔区域四个端点的三维坐标。
5.根据权利要求4所述的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法，其特征在于，所述S6具体包括：
将所述无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内，并根据三维地图将无人机预降落区域内非人员和车辆进入的区域进行排除。
6.根据权利要求5所述的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法，其特征在于，所述非人员和车辆进入的区域包括高速公路、高山、湖泊、房屋和杆塔。
7.根据权利要求6所述的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法，其特征在于，所述S7具体包括：
获取所述无人机预设降落区域上的各点并将各点逐一作为观察点对无人机的飞行区域在三维地图内进行通视分析，
判断观察点对无人机的飞行区域在三维地图上是否满足通视分析的通视条件；
当观察点对无人机的飞行区域在三维地图上满足通视分析的通视条件时，则该观察点为无人机可降落点；
获取所有无人机的可降落点并在三维地图上将所有无人机的可降落点标识出来，获取无人机的降落区域。
8.一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择系统，其特征在于，所述系统包括如下模块：
续航时间模块，所述续航时间模块用于获取无人机的续航时间；
计算预数量模块，所述计算预数量模块用于根据无人机的续航时间计算无人机巡视杆塔的预数量；
工作范围模块，所述工作范围模块用于获取无人机的有效工作范围；
预设降落区域模块，所述预设降落区域模块用于根据无人机的有效作业范围、无人机巡视杆塔的预数量以及三维地图，获取无人机预设降落区域，具体包括：
S41：根据所述无人机的有效工作范围，获取无人机的有效工作半径；
S42：以各杆塔中心为圆心，无人机的有效工作半径为半径水平模拟出n个圆，判断第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间是否有交集；
S43：当第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间有交集时，则确定无人机巡视杆塔的数量为n，并获取n个圆之间的交集为无人机预设降落区域；
S44：当第一个杆塔为圆心的圆与第n个塔为圆心的圆之间没有交集时，则令n＝n-1重复S42-S44；
按如下步骤获取无人机预设区域：
Step1：记n个圆的交集区域为Ⅰ区域，前n-1个圆的交集区域减去I区域的剩余区域为Ⅱ区域，前n-2个圆的交集区域减去Ⅰ区域、Ⅱ区域的剩余区域为Ⅲ区域；将Ⅰ区域水平面方向的坐标发送至三维地图服务，从三维地图服务中获取水平面方向坐标落在该区域，若该区域存在，则进行标记并终止搜索，本架次无人机巡视的杆塔为前n杆塔；若不存在，则进行Step2；
Step2：将Ⅱ区域水平面方向的坐标发送至三维地图服务，从三维地图服务中获取水平面方向坐标落在该区域，若该区域存在，则进行标记并终止搜索，本架次无人机巡视的杆塔为前n-1杆塔；若不存在，则进行Step3；
Step3：将Ⅲ区域水平面方向的坐标发送至三维地图服务，从三维地图服务中获取水平面方向坐标落在该区域，若区域存在，则进行标记并终止搜索，本架次无人机巡视的杆塔为前n-2杆塔；若不存在，则提示不存在；通过上述方法能够确定本架次无人机巡视的实际杆塔数量，同时通过获取n个圆之间的交集为无人机预设降落区域；
飞行区域模块，所述飞行区域模块用于获取无人机的飞行区域；
三维模块，三维模块用于将所述无人机的飞行区域和无人机预设降落区域置于三维地图内；
通视分析模块，所述通视分析模块用于获取所述无人机预设降落区域上的各点并将各点逐一作为观察点对无人机的飞行区域在三维地图内进行通视分析，获取无人机的降落区域。
9.一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择设备，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中的指令执行权利要求1-7中任意一个所述的一种多旋翼无人机起降点的自动快速选择方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113075938B (zh) * 2021-03-26 2024-05-31 广东电网有限责任公司珠海供电局 一种输电线路远距离智能巡检系统及方法
CN113283060B (zh) * 2021-05-06 2023-02-03 安徽送变电工程有限公司 一种垂直起降固定翼无人机多机场择优起降方法
CN114489128B (zh) * 2022-01-20 2023-04-07 北京远度互联科技有限公司 中继无人机的飞行位置规划方法、装置及电子设备

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6338021B1 (en) * 1999-09-29 2002-01-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Route selection method and system
CN105549619A (zh) * 2016-02-03 2016-05-04 苏州大势智慧信息科技有限公司 一种用于无人机续航能力的多起降点航线规划方法
CN107515003A (zh) * 2017-07-19 2017-12-26 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种规划飞机巡视输电线路飞行航线的方法
CN107544540A (zh) * 2017-09-11 2018-01-05 陕西土豆数据科技有限公司 一种应用于旋翼无人机的航线规划方法
CN108413964A (zh) * 2018-03-08 2018-08-17 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种无人机输电线路巡检航迹规划方法及系统
CN108879481A (zh) * 2018-08-23 2018-11-23 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司百色局 一种输电线路巡视方法及系统
CN110825110A (zh) * 2019-11-13 2020-02-21 昆明能讯科技有限责任公司 一种电力线路可见光点云解算照片的采集飞行方法
CN111274337A (zh) * 2019-12-31 2020-06-12 北方信息控制研究院集团有限公司 一种基于实景三维的二三维一体化gis系统
CN111309037A (zh) * 2019-11-25 2020-06-19 中国航空无线电电子研究所 一种基于无人机地面站的视景控制系统
CN111445063A (zh) * 2019-09-29 2020-07-24 国网通用航空有限公司 基于飞行线路的起降点选取方法及装置
CN111552311A (zh) * 2020-04-10 2020-08-18 安徽继远软件有限公司 巡检时间受限下的无人机多杆塔巡检优化方法和终端

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106527481A (zh) * 2016-12-06 2017-03-22 重庆零度智控智能科技有限公司 无人机飞行控制方法、装置及无人机
CN208013784U (zh) * 2017-09-19 2018-10-26 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种无人机精细化巡检的智能飞行控制系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6338021B1 (en) * 1999-09-29 2002-01-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Route selection method and system
CN105549619A (zh) * 2016-02-03 2016-05-04 苏州大势智慧信息科技有限公司 一种用于无人机续航能力的多起降点航线规划方法
CN107515003A (zh) * 2017-07-19 2017-12-26 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种规划飞机巡视输电线路飞行航线的方法
CN107544540A (zh) * 2017-09-11 2018-01-05 陕西土豆数据科技有限公司 一种应用于旋翼无人机的航线规划方法
CN108413964A (zh) * 2018-03-08 2018-08-17 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种无人机输电线路巡检航迹规划方法及系统
CN108879481A (zh) * 2018-08-23 2018-11-23 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司百色局 一种输电线路巡视方法及系统
CN111445063A (zh) * 2019-09-29 2020-07-24 国网通用航空有限公司 基于飞行线路的起降点选取方法及装置
CN110825110A (zh) * 2019-11-13 2020-02-21 昆明能讯科技有限责任公司 一种电力线路可见光点云解算照片的采集飞行方法
CN111309037A (zh) * 2019-11-25 2020-06-19 中国航空无线电电子研究所 一种基于无人机地面站的视景控制系统
CN111274337A (zh) * 2019-12-31 2020-06-12 北方信息控制研究院集团有限公司 一种基于实景三维的二三维一体化gis系统
CN111552311A (zh) * 2020-04-10 2020-08-18 安徽继远软件有限公司 巡检时间受限下的无人机多杆塔巡检优化方法和终端

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