CN112197774A - 一种用于无人机的多杆塔连续自主巡检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无人机的多杆塔连续自主巡检方法,包括以下步骤：S1.选取连续的n个杆塔T1,T2,…,Tn,要求杆塔连续并且所有杆塔都具有自主巡检的航迹,其中Ti表示选取的第i个杆塔；S2.对第i个杆塔和第i+1个杆塔的航迹进行拼接；S3.在i=1,2,…,n‑1的情况下，按照步骤S2分别对任意两个相邻的杆塔进行航迹拼接；S4.将各个杆塔的航迹依次连接，形成自主巡检路线，并配置巡检顺序为正序巡检或是逆序巡检，生成自主巡检任务发送给无人机，无人机按照自主巡检任务对多杆塔进行连续自主巡检。本发明能够基于连续单杆塔的航迹，完成杆塔的航迹拼接，进而一次性完成多个杆塔的巡检，大大降低了无人机巡检过程的复杂性。

Description

一种用于无人机的多杆塔连续自主巡检方法

技术领域

本发明涉及无人机巡检，特别是涉及一种用于无人机的多杆塔连续自主巡检方法。

背景技术

如今无人机已经被广泛的用于电力线路杆塔的精细化巡检，实践证明该方式可以非常高效的完成巡检工作。同时考虑到线路杆塔的周期性巡检特点，基于RTK高精度定位技术的自主巡检方法也已经得到广泛的应用。为了方便管理和日常使用，现有的航迹都是以单个杆塔维护。这样可以保证如果需要对指定杆塔进行特巡时，可以达到最高的灵活性。巡检人员可以根据实际需要调取相应杆塔的航迹完成巡检任务。

但与些同时，就要求在日常巡视的过程中就必须单个杆塔依次巡检，每个杆塔巡检时都必须重新上传新的航迹任务甚至需要重新起降无人机。这样的作业模式大大增加了巡检过程的复杂性。

如果为了提高日常周期巡检的便捷性，可以考虑在规划时就把多个杆塔的航迹打包在一起，这就要求在巡检时必须一次性完成多个杆塔的巡检。同时由于航迹数据颗粒度不一致也会使得数据管理困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于无人机的多杆塔连续自主巡检方法，能够基于连续单杆塔的航迹，完成杆塔的航迹拼接，进而一次性完成多个杆塔的巡检，大大降低了无人机巡检过程的复杂性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于无人机的多杆塔连续自主巡检方法，包括以下步骤：

S1.选取连续的n个杆塔T1,T2,…,Tn,要求杆塔连续并且所有杆塔都具有自主巡检的航迹,其中Ti表示选取的第i个杆塔；

S2.对第i个杆塔和第i+1个杆塔的航迹进行拼接；

S3.在i=1,2,…,n-1的情况下，按照步骤S2分别对任意两个相邻的杆塔进行航迹拼接；

S4.将各个杆塔的航迹依次连接，形成自主巡检路线，并配置巡检顺序为正序巡检或是逆序巡检，生成自主巡检任务发送给无人机，无人机按照自主巡检任务对多杆塔进行连续自主巡检。

其中，所述步骤S2中进行航迹拼接时采用的拼接原则如下：

所述步骤S2中进行航迹拼接时采用的拼接原则如下：

设ni为第i个杆塔航点的个数， Wi[1]表示第i个杆塔的第一个航点，Wi[ni] 表示第i个杆塔的最后一个航点，且Wi[1].xy 表示第i个杆塔第一个航点的水平坐标, Wi[1].z 表示第i个杆塔第一个航点的高度；

若满足条件一：Wi[ni]与Wi+1[1]的水平距离和垂直距离都小于0.5米；

则：把Wi[ni]与Wi+1[1]两个航点合并，忽略Wi+1[1]点；

若满足条件二：Wi[ni]与Wi+1[1]的水平距离小于0.5米但垂直距离大于0.5米；

则：无人机从Wi[ni]会直接飞往Wi+1[1]；

若条件一与条件二均不满足，则：

在第i个杆塔的航迹后补充一个航点WF[i]，航点的水平坐标与最后一个航点相同WF[i].xy = Wi[ni].xy，而航点的高度会取WF[i].z = max{Wi[ni].z, Wi+1[1].z}。

所述步骤S2中还包括对拼接完成后航迹的微调步骤；

当两条航迹间隔较远时，从前一基杆塔航迹的最后一个航点到后一基杆塔航迹的第一个航点，路程较远时通过取较高点的方式依然无法安全跨越，此时需要WF[i]后再增加一个过渡点WFF[i]，并且需要调整WF[i].z = WFF[i].z = 跨越高度，WFF[i].xy = Wi+1[1].xy。

本发明的有益效果是：本发明能够基于连续单杆塔的航迹，完成杆塔的航迹拼接，进而一次性完成多个杆塔的巡检，大大降低了无人机巡检过程的复杂性。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种用于无人机的多杆塔连续自主巡检方法，包括以下步骤：

S1.选取连续的n个杆塔T1,T2,…,Tn,要求杆塔连续并且所有杆塔都具有自主巡检的航迹,其中Ti表示选取的第i个杆塔；

S2.对第i个杆塔和第i+1个杆塔的航迹进行拼接；

S3.在i=1,2,…,n-1的情况下，按照步骤S2分别对任意两个相邻的杆塔进行航迹拼接；

S4.将各个杆塔的航迹依次连接，形成自主巡检路线，并配置巡检顺序为正序巡检或是逆序巡检，生成自主巡检任务发送给无人机，无人机按照自主巡检任务对多杆塔进行连续自主巡检。

其中，所述步骤S2中进行航迹拼接时采用的拼接原则如下：

所述步骤S2中进行航迹拼接时采用的拼接原则如下：

设ni为第i个杆塔航点的个数， Wi[1]表示第i个杆塔的第一个航点，Wi[ni] 表示第i个杆塔的最后一个航点，且Wi[1].xy 表示第i个杆塔第一个航点的水平坐标, Wi[1].z 表示第i个杆塔第一个航点的高度；

若满足条件一：Wi[ni]与Wi+1[1]的水平距离和垂直距离都小于0.5米；

则：把Wi[ni]与Wi+1[1]两个航点合并，忽略Wi+1[1]点；

若满足条件二：Wi[ni]与Wi+1[1]的水平距离小于0.5米但垂直距离大于0.5米；

则：无人机从Wi[ni]会直接飞往Wi+1[1]；

若条件一与条件二均不满足，则：

在第i个杆塔的航迹后补充一个航点WF[i]，航点的水平坐标与最后一个航点相同WF[i].xy = Wi[ni].xy，而航点的高度会取WF[i].z = max{Wi[ni].z, Wi+1[1].z}。

所述步骤S2中还包括对拼接完成后航迹的微调步骤；

当两条航迹间隔较远时，从前一基杆塔航迹的最后一个航点到后一基杆塔航迹的第一个航点，路程较远时通过取较高点的方式依然无法安全跨越，此时需要WF[i]后再增加一个过渡点WFF[i]，并且需要调整WF[i].z = WFF[i].z = 跨越高度，WFF[i].xy = Wi+1[1].xy。

在本申请的实施例中，不限制单塔航迹的来源（可以来源于点云规划算法，也只可以是手动学习采集），但需要确保单塔航迹可以正确完成相应杆塔的自主巡检任务。并且航迹第一个航点和最后一个航点上方没有障碍物。航迹微调过程为可选步骤，如果两基杆塔中间没有较高的障碍物时，只利用航迹拼接方法就可以生成满足要求的多塔自主巡检航迹。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应该看作是对其他实施例的排除，而可用于其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于无人机的多杆塔连续自主巡检方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.选取连续的n个杆塔T1,T2,…,Tn,要求杆塔连续并且所有杆塔都具有自主巡检的航迹,其中Ti表示选取的第i个杆塔；

S2.对第i个杆塔和第i+1个杆塔的航迹进行拼接；

S3.在i=1,2,…,n-1的情况下，按照步骤S2分别对任意两个相邻的杆塔进行航迹拼接；

S4.将各个杆塔的航迹依次连接，形成自主巡检路线，并配置巡检顺序为正序巡检或是逆序巡检，生成自主巡检任务发送给无人机，无人机按照自主巡检任务对多杆塔进行连续自主巡检。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人机的多杆塔连续自主巡检方法，其特征在于：所述步骤S2中进行航迹拼接时采用的拼接原则如下：

设ni为第i个杆塔航点的个数， Wi[1]表示第i个杆塔的第一个航点，Wi[ni] 表示第i个杆塔的最后一个航点，且Wi[1].xy 表示第i个杆塔第一个航点的水平坐标, Wi[1].z 表示第i个杆塔第一个航点的高度；

若满足条件一：Wi[ni]与Wi+1[1]的水平距离和垂直距离都小于0.5米；

则：把Wi[ni]与Wi+1[1]两个航点合并，忽略Wi+1[1]点；

若满足条件二：Wi[ni]与Wi+1[1]的水平距离小于0.5米但垂直距离大于0.5米；

则：无人机从Wi[ni]会直接飞往Wi+1[1]；

若条件一与条件二均不满足，则：

在第i个杆塔的航迹后补充一个航点WF[i]，航点的水平坐标与最后一个航点相同WF[i].xy = Wi[ni].xy，而航点的高度会取WF[i].z = max{Wi[ni].z, Wi+1[1].z}。

3.根据权利要求2所述的一种用于无人机的多杆塔连续自主巡检方法，其特征在于：所述步骤S2中还包括对拼接完成后航迹的微调步骤；

当两条航迹间隔较远时，从前一基杆塔航迹的最后一个航点到后一基杆塔航迹的第一个航点，路程较远时通过取较高点的方式依然无法安全跨越，此时需要WF[i]后再增加一个过渡点WFF[i]，并且需要调整WF[i].z = WFF[i].z = 跨越高度，WFF[i].xy = Wi+1[1].xy。

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