CN114757454A - 一种风力发电机的无人机巡检航线生成方法、装置及设备 - Google Patents

一种风力发电机的无人机巡检航线生成方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种风力发电机的无人机巡检航线生成方法、装置及设备，用于考虑风力发电机的桨叶、机舱、轮毂等结构参数还有最小拍摄距离、穿梭风力发电机正反面过程等因素，精确地规划无人机的风力发电机巡检航线，从而可以为风力发电机的无人机巡检场景提供精确的决策支持。方法包括：计算无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 80104DEST_PATH_IMAGE001
；计算风力发电机轮毂坐标
Figure 349543DEST_PATH_IMAGE002
，其中：
Figure 777113DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 697664DEST_PATH_IMAGE004
为风力发电机第
Figure 314108DEST_PATH_IMAGE005
个桨叶点坐标；计算风力发电机机舱偏航矢量
Figure 195476DEST_PATH_IMAGE006
，其中：
Figure 551371DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 201795DEST_PATH_IMAGE008
为风力发电机机舱中心点坐标；基于最小距离
Figure 1255DEST_PATH_IMAGE009
、风力发电机轮毂坐标
Figure 104340DEST_PATH_IMAGE010
、风力发电机机舱偏航矢量
Figure 998347DEST_PATH_IMAGE011
，计算风力发电机巡检航线，风力发电机巡检航线由正面巡检航线点与背面巡检航线点按顺序连接。

Description

一种风力发电机的无人机巡检航线生成方法、装置及设备
技术领域
本申请涉及风力发电领域，具体涉及一种风力发电机的无人机巡检航线生成方法、装置及设备。
背景技术
风能是一种清洁的可再生能源，开发风能对于改善能源结构、缓解能源压力、保护环境等意义重大。近些年，风力发电机机组在我国得到了广泛的应用，但由于风力发电机机组通常处于野外，环境条件恶劣，容易出现故障，需定期对风力发电机进行检修，以保证风力发电机的可靠运作。但风力发电机地处偏远，人工巡检不仅存在安全性差、工作量大、效率低等问题，而且受观测方式影响，不能全面排查问题。
传统技术中通常借助望远镜、地面高倍相机、吊篮等设备使用人工手动进行风力发电机叶片巡检。望远镜观察，一次只能观察叶片的下表面；另外人员巡检有视线盲区，再加上叶片表面油渍，污垢，积沙尘等遮盖，从地面用望远镜很难发现。另外地面观察容易形成误诊，比如叶片磨蚀形成麻面后吸附的静电灰尘，往往会被误认为是漏油产出的积灰现象。吊篮高空作业可以准确判断叶片表面情况，但是吊篮巡检需要时间久，对环境条件要求也比较苛刻，必须使得叶片垂直向下，一次只能巡检一片叶片。且吊篮高空作业对天气环境等敏感，大风、下雨等都不能登高作业。而通过无人机进行自动巡检，能够很好地的代替人工进行检测。
然而现有技术中的自动巡检往往是通过提前规划巡检路径来实现，但由于风力发电机停机检修状态不一致，需对风力发电机进行重新建模，导致提前巡检航线的方案难以适应实际场景，也就是说，现有基于无人机测量风力发电机的巡检航线规划，存在精度不高的问题。
发明内容
本申请提供了一种风力发电机的无人机巡检航线生成方法、装置及设备，用于考虑风力发电机的桨叶、机舱、轮毂等结构参数还有最小拍摄距离、穿梭风力发电机正反面过程等因素，精确地规划无人机的风力发电机巡检航线，从而可以为风力发电机的无人机巡检场景提供精确的决策支持。
第一方面，本申请提供了一种风力发电机的无人机巡检航线生成方法，方法包括：
计算无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 616421DEST_PATH_IMAGE001
；
计算风力发电机轮毂坐标
Figure 2403DEST_PATH_IMAGE002
，其中：
Figure 578878DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 567562DEST_PATH_IMAGE004
为风力发电机第
Figure 850776DEST_PATH_IMAGE005
个桨叶点坐标；
计算风力发电机机舱偏航矢量
Figure 266714DEST_PATH_IMAGE006
，其中：
Figure 2589DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 794964DEST_PATH_IMAGE008
为风力发电机机舱中心点坐标；
基于最小距离
Figure 932685DEST_PATH_IMAGE009
、风力发电机轮毂坐标
Figure 519524DEST_PATH_IMAGE010
、风力发电机机舱偏航矢量
Figure 742695DEST_PATH_IMAGE011
，计算风力发电机巡检航线，风力发电机巡检航线由正面巡检航线点与背面巡检航线点按顺序连接。
第二方面，本申请提供了一种风力发电机的无人机巡检航线生成装置，装置包括：
第一计算单元，用于计算无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 73182DEST_PATH_IMAGE012
；
第二计算单元，用于计算风力发电机轮毂坐标
Figure 65409DEST_PATH_IMAGE013
，其中：
Figure 88728DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 64775DEST_PATH_IMAGE015
为风力发电机第
Figure 933373DEST_PATH_IMAGE016
个桨叶点坐标；
第三计算单元，用于计算风力发电机机舱偏航矢量
Figure 45686DEST_PATH_IMAGE017
，其中：
Figure 708748DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 906512DEST_PATH_IMAGE019
为风力发电机机舱中心点坐标；
第四计算单元，用于基于最小距离
Figure 578801DEST_PATH_IMAGE020
、风力发电机轮毂坐标
Figure 545620DEST_PATH_IMAGE021
、风力发电机机舱偏航矢量
Figure 910743DEST_PATH_IMAGE022
，计算风力发电机巡检航线，风力发电机巡检航线由正面巡检航线点与背面巡检航线点按顺序连接。
第三方面，本申请提供了一种风力发电机的无人机巡检航线生成设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，处理器调用存储器中的计算机程序时执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有多条指令，指令适于处理器进行加载，以执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。
从以上内容可得出，本申请具有以下的有益效果：
在风力发电机的无人机巡检场景中，本申请一方面计算无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 330223DEST_PATH_IMAGE023
，另一方面计算风力发电机轮毂坐标
Figure 806203DEST_PATH_IMAGE024
，再基于该风力发电机轮毂坐标
Figure 627529DEST_PATH_IMAGE025
计算风力发电机机舱偏航矢量
Figure 163552DEST_PATH_IMAGE026
，再结合这些参数计算风力发电机巡检航线，以此在该航线规划过程中，考虑风力发电机的桨叶、机舱、轮毂等结构参数还有最小拍摄距离、穿梭风力发电机正反面过程等因素，精确地规划无人机的风力发电机巡检航线，从而可以为风力发电机的无人机巡检场景提供精确的决策支持。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请风力发电机的无人机巡检航线生成方法的一种流程示意图；
图2为本申请风力发电机的一种结构示意图；
图3为本申请无人机拍摄风力发电机的一种场景示意图；
图4为本申请风力发电机机舱偏航矢量及正反面定义的一种场景示意图；
图5为本申请无人机巡检航线的一种俯视示意图；
图6为本申请无人机巡检航线的一种正视示意图；
图7为本申请无人机巡检航线的一种侧视示意图；
图8为本申请无人机巡检航线的一种场景示意图；
图9为本申请无人机巡检航线采样点的一种场景示意图；
图10为本申请中继航线点的一种场景示意图；
图11为本申请中继航线的一种俯视示意图；
图12为本申请中继航线的一种正视示意图；
图13为本申请中继航线的一种俯视示意图侧视示意图；
图14为本申请中继航线的一种场景示意图；
图15为本申请中继航线的又一种场景示意图；
图16为申请胶囊体碰撞检测方式的一种场景示意图；
图17为本申请球体碰撞检测方式的一种场景示意图；
图18为本申请胶囊体碰撞检测方式的一种场景示意图；
图19为本申请风力发电机的无人机巡检航线生成装置的一种结构示意图；
图20为本申请风力发电机的无人机巡检航线生成设备的一种结构示意图。
具体实施方式
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，本领域技术人员在没有作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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
本申请中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的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，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本申请中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分布到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。
在介绍本申请提供的风力发电机的无人机巡检航线生成方法之前，首先介绍本申请所涉及的背景内容。
在上面提及了，现有基于无人机测量风力发电机的巡检航线规划，存在精度不高的问题，为方面理解该问题，还可借助以下示出的相关影响因素进行更为深入的理解。
实现风力发电机巡检航线自动规划算法的核心是解决航线飞行的安全性问题，在解决安全性问题的前提下，实现自动依据风力发电机状态对航线进行调整，使用无人机对风力发电机进行巡检的过程中面临诸多问题。
风力发电机的无人机巡检可按照风力发电机是否停机分为停机巡检和在役巡检两种方式。其中在役巡检不要求风力发电机停机，因此风力发电机仍处于常速转动状态，即3~6圈/分钟，其弧速度为
Figure 70329DEST_PATH_IMAGE027
~
Figure 84421DEST_PATH_IMAGE028
/秒，考虑到风力发电机桨叶长度普遍在50-80米，因此其桨叶末端最低转动速度为15.7米/秒，高于市面绝大部分多旋翼无人机，且无人机在高速飞行状态下，飞控不稳定，因此在现阶段在役巡检不存在可行性。停机巡检要求风力发电机停机，但受制于桨叶制动装置稳定性，风力发电机即便在停机状态下，桨叶也存在轻微摆动现象。
风力发电机场选址地点需要有丰富的风能资源，年平均风速高于6米/秒，对于无人机飞行稳定性有不利影响。
基于上述现有方案存在的精度不能保障的问题，本申请提供的风力发电机的无人机巡检航线生成方法、装置以及计算机可读存储介质，可应用于风力发电机的无人机巡检航线生成设备，用于考虑风力发电机的桨叶、机舱、轮毂等结构参数还有最小拍摄距离、穿梭风力发电机正反面过程等因素，精确地规划无人机的风力发电机巡检航线，从而可以为风力发电机的无人机巡检场景提供精确的决策支持。
本申请提及的风力发电机的无人机巡检航线生成方法，其执行主体可以为风力发电机的无人机巡检航线生成装置，或者集成了该风力发电机的无人机巡检航线生成装置的服务器、物理主机或者用户设备（User Equipment，UE）等不同类型的处理设备。其中，风力发电机的无人机巡检航线生成装置可以采用硬件或者软件的方式实现，UE具体可以为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑或者个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）等终端设备，风力发电机的无人机巡检航线生成设备可以通过设备集群的方式设置。
作为一个实例，风力发电机的无人机巡检航线生成设备，具体可以为与无人机控制方面相关的设备，例如无人机控制系统或者无人机控制器。
下面，开始介绍本申请提供的风力发电机的无人机巡检航线生成方法，其中，对于以下无人机巡检航线生成过程中涉及的各参数进行了汇总，以方便查阅，具体如下表1所示：
表1-无人机巡检航线生成可涉及参数
Figure 25832DEST_PATH_IMAGE029
参阅图1，图1示出了本申请风力发电机的无人机巡检航线生成方法的一种流程示意图，本申请提供的风力发电机的无人机巡检航线生成方法，具体可包括如下步骤S101至步骤S104：
步骤S101，计算无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 732757DEST_PATH_IMAGE030
；
可以理解，本申请在处理无人机巡检航线时，考虑到无人机的最小拍摄距离，即此处的无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 126829DEST_PATH_IMAGE031
。
对于风力发电机，参阅图2示出的本申请风力发电机的一种结构示意图，风力发电机主要可以包括杆塔、机舱、桨叶、叶尖还有轮毂等主要部件。
作为一种适于实用的实现方式，继续结合图3示出的本申请无人机拍摄风力发电机的一种场景示意图，本申请认为，当无人机与风力发电机桨叶的距离最小时，仍能对风力发电机桨叶进行完整成像，即无论相机横向拍摄角度(
Figure 944613DEST_PATH_IMAGE032
)、纵向拍摄角度(
Figure 474951DEST_PATH_IMAGE033
)或沿对角线方向拍摄角度(
Figure 352777DEST_PATH_IMAGE034
)时，相机可视域均能够覆盖完整桨叶宽度
Figure 234145DEST_PATH_IMAGE035
，因此对于无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的距离
Figure 855620DEST_PATH_IMAGE036
应满足：
Figure 771623DEST_PATH_IMAGE037
，
由此可以推得无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 554771DEST_PATH_IMAGE038
有：
Figure 923436DEST_PATH_IMAGE039
，
Figure 83022DEST_PATH_IMAGE040
为风力发电机桨叶宽度，
Figure 853532DEST_PATH_IMAGE041
为相机dfov角度，
Figure 807581DEST_PATH_IMAGE042
为相机横向拍摄角度，
Figure 663542DEST_PATH_IMAGE043
为相机纵向拍摄角度。
从此处内容可以看到，本申请基于风力发电机的固定参数（风力发电机桨叶宽度）还有无人机的固定参数（
Figure 626818DEST_PATH_IMAGE044
为相机dfov角度、
Figure 986256DEST_PATH_IMAGE045
为相机横向拍摄角度、
Figure 376786DEST_PATH_IMAGE046
为相机纵向拍摄角度），还配置了一套具体的量化、计算方案，由此可以获得精确、有效的无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 454463DEST_PATH_IMAGE047
。
步骤S102，计算风力发电机轮毂坐标
Figure 221431DEST_PATH_IMAGE048
，其中：
Figure 700954DEST_PATH_IMAGE049
，
Figure 465647DEST_PATH_IMAGE050
为风力发电机第
Figure 991192DEST_PATH_IMAGE051
个桨叶点坐标；
继续的，本申请在处理无人机巡检航线时，还考虑到风力发电机的桨叶、机舱、轮毂等结构参数。
从此处内容可以看到，此处为风力发电机轮毂坐标
Figure 171638DEST_PATH_IMAGE052
提供了一套精确、具体的落地量化方案。
步骤S103，计算风力发电机机舱偏航矢量
Figure 630301DEST_PATH_IMAGE053
，其中：
Figure 238000DEST_PATH_IMAGE054
，
Figure 414903DEST_PATH_IMAGE055
为风力发电机机舱中心点坐标；
而在获得了风力发电机轮毂坐标
Figure 133461DEST_PATH_IMAGE056
后，则可在该风力发电机轮毂坐标
Figure 712209DEST_PATH_IMAGE057
的基础上，获取风力发电机机舱偏航矢量
Figure 490810DEST_PATH_IMAGE058
。
具体的，结合图4示出的本申请风力发电机机舱偏航矢量及正反面定义的一种场景示意图，本申请依据风力发电机机舱偏航矢量
Figure 155009DEST_PATH_IMAGE059
所指方向定义风力发电机的正面(positive)与背面(negative)，其中，有一条由风力发电机机舱中心点
Figure 677257DEST_PATH_IMAGE060
指向坐标系中任意一点
Figure 110513DEST_PATH_IMAGE061
的矢量
Figure 60014DEST_PATH_IMAGE062
，若矢量
Figure 945931DEST_PATH_IMAGE062
与风力发电机机舱偏航矢量
Figure 271870DEST_PATH_IMAGE063
所成夹角小于90度，则表明该点
Figure 559632DEST_PATH_IMAGE064
位于风力发电机正面；若矢量
Figure 680034DEST_PATH_IMAGE065
与机舱偏航矢量
Figure 318826DEST_PATH_IMAGE066
所成夹角大于90度，则表明该点位于风力发电机背面，而判断点
Figure 182877DEST_PATH_IMAGE067
位于风力发电机正/背面的方式可表示为：
Figure 325145DEST_PATH_IMAGE068
。
步骤S104，基于最小距离
Figure 882028DEST_PATH_IMAGE069
、风力发电机轮毂坐标
Figure 742537DEST_PATH_IMAGE070
、风力发电机机舱偏航矢量
Figure 410279DEST_PATH_IMAGE011
，计算风力发电机巡检航线，风力发电机巡检航线由正面巡检航线点与背面巡检航线点按顺序连接。
此时，在通过前面的处理，处理了风力发电机的桨叶、机舱、轮毂等结构参数还有最小拍摄距离、穿梭风力发电机正反面过程等因素所涉及的参数后，则可进行无人机巡检航线的具体处理。
具体的，在又一种适于实用的实现方式，结合图5、6、7分别示出的本申请无人机巡检航线的一种俯视示意图、正视示意图、侧视示意图，本申请无人机巡检航线由正面巡检航线与背面巡检航线构成，以正面巡检航线为例，将正面巡检航线起始点定义为点
Figure 407054DEST_PATH_IMAGE071
，通过风力发电机机舱中心点
Figure 134838DEST_PATH_IMAGE072
向风力发电机机舱偏航矢量方向偏移
Figure 482643DEST_PATH_IMAGE073
长度得出，即正面巡检航线起始点
Figure 688496DEST_PATH_IMAGE074
有：
Figure 805357DEST_PATH_IMAGE075
。
无人机巡检过程中沿风力发电机桨叶方向进行移动，风力发电机桨叶矢量记为
Figure 704043DEST_PATH_IMAGE076
，由风力发电机轮毂
Figure 539144DEST_PATH_IMAGE077
指向风力发电机第
Figure 548688DEST_PATH_IMAGE078
个桨叶叶尖点
Figure 520055DEST_PATH_IMAGE079
，通过将正面巡检航线起始点
Figure 589642DEST_PATH_IMAGE080
沿风力发电机桨叶矢量
Figure 912039DEST_PATH_IMAGE081
方向偏移
Figure 459695DEST_PATH_IMAGE082
长度，获取正面巡检航线点
Figure 551148DEST_PATH_IMAGE083
，即正面巡检航线点
Figure 260478DEST_PATH_IMAGE084
有：
Figure 335750DEST_PATH_IMAGE085
，
Figure 421518DEST_PATH_IMAGE086
为第
Figure 633056DEST_PATH_IMAGE087
个正面巡检航线点，
Figure 778867DEST_PATH_IMAGE088
为正面巡检航线起始点，
Figure 810277DEST_PATH_IMAGE089
为风力发电机桨叶长度，
Figure 699735DEST_PATH_IMAGE090
为风力发电机机舱中心点坐标
Figure 765780DEST_PATH_IMAGE091
向机舱偏航矢量方向偏移长度。
同理，对于风力发电机背面巡检航线起始点
Figure 82492DEST_PATH_IMAGE092
与背面巡检航线点
Figure 866777DEST_PATH_IMAGE093
有：
Figure 294348DEST_PATH_IMAGE094
，
Figure 480478DEST_PATH_IMAGE095
，
Figure 968092DEST_PATH_IMAGE096
为第
Figure 974094DEST_PATH_IMAGE097
个背面巡检航线点，
Figure 205355DEST_PATH_IMAGE098
为背面巡检航线起始点，
Figure 980413DEST_PATH_IMAGE099
为风力发电机机舱中心点坐标
Figure 904507DEST_PATH_IMAGE100
向机舱偏航矢量反方向偏移长度，
Figure 397805DEST_PATH_IMAGE101
。
通过将风力发电机正面巡检航线点与背面巡检航线点按顺序连接，获取最终风力发电机巡检航线，具体的，风力发电机巡检航线点顺序如图8示出的本申请无人机巡检航线的一种场景示意图所示。
其中，需要注意到，在上面的巡检航线结构设计中，本申请充分考虑了风力发电机停机时桨叶摆动、风力发电场风力不稳定、无人机飞控不稳定等安全性问题，在巡检航线结构上预留充足的余量空间。
从图1所示实施例可看出，在风力发电机的无人机巡检场景中，本申请一方面计算无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 432757DEST_PATH_IMAGE102
，另一方面计算风力发电机轮毂坐标
Figure 62321DEST_PATH_IMAGE103
，再基于该风力发电机轮毂坐标
Figure 157316DEST_PATH_IMAGE104
计算风力发电机机舱偏航矢量
Figure 137911DEST_PATH_IMAGE105
，再结合这些参数计算风力发电机巡检航线，以此在该航线规划过程中，考虑风力发电机的桨叶、机舱、轮毂等结构参数还有最小拍摄距离、穿梭风力发电机正反面过程等因素，精确地规划无人机的风力发电机巡检航线，从而可以为风力发电机的无人机巡检场景提供精确的决策支持。
继续对上述图1所示实施例的各个步骤及其在实际应用中可能的实现方式进行详细阐述。
作为又一种适于实用的实现方式，为提高无人机在巡检过程中对风力发电机的拍照次数，增强巡检精细化程度，本申请在具体应用中，还可在巡检航线中通过密集设定采样点的方式来实现该效果，对应的，方法还可以包括以下内容：
对于风力发电机巡检航线，在正面巡检航线点
Figure 710974DEST_PATH_IMAGE106
与第
Figure 132729DEST_PATH_IMAGE107
个正面巡检航线点
Figure 726521DEST_PATH_IMAGE108
之间设定
Figure 600936DEST_PATH_IMAGE109
个采样点，其中第
Figure 367904DEST_PATH_IMAGE110
个采样点使用
Figure 175323DEST_PATH_IMAGE111
表示：
Figure 408858DEST_PATH_IMAGE112
。
结合图9示出的本申请无人机巡检航线采样点的一种场景示意图，可以明白，本申请此处实施例为密集采样点的配置处理提供了一套具体的落地量化方案。
此外，对于无人机巡检航线，其巡检过程中还可要求相机云台朝向风力发电机方向，以便对风力发电机进行拍照等操作，当无人机飞行至任一正面巡检航线点时，将无人机相机云台朝向矢量设定为
Figure 973831DEST_PATH_IMAGE113
；当无人机飞行至任一背面巡检航线点时，将无人机相机云台朝向矢量设定为
Figure 13332DEST_PATH_IMAGE114
。
如此，方法还可以包括：
设置当无人机飞行至任一正面巡检航线采样点时，将无人机相机云台朝向矢量设定为
Figure 612940DEST_PATH_IMAGE115
；设置当无人机飞行至任一背面巡检航线采样点时，将无人机相机云台朝向矢量设定为
Figure 345273DEST_PATH_IMAGE116
。
进一步的，在上述无人机巡检航线的应用过程中，作为又一种适于实用的实现方式，本申请还可以视具体情况引入中继航线的处理来辅助更好地完成无人机的巡检飞行任务，以此解决无人机飞行过程中初始与终止航线的自动规划问题，实现从飞行引导到风力发电机巡检的全流程自动飞行。
具体的，本申请认为，当无人机初始位置和巡检航线起始点位置不重合时，使用对应的风力发电机中继航线将无人机引导飞行至巡检航线起始点，或者，当无人机任务终止位置和巡检航线终止点位置不重合时，使用对应的风力发电机中继航线将无人机引导飞行至任务终止位置，而风力发电机中继航线处理具体可以包括以下内容：
其中，对于以下中继航线生成过程中涉及的各参数进行了汇总，以方便查阅，具体如下表2所示：
表2-中继航线生成可涉及参数
Figure 397543DEST_PATH_IMAGE117
1.计算当前风力发电机机舱偏航矢量
Figure 240734DEST_PATH_IMAGE118
；
其中，本申请依据风力发电机机舱偏航矢量
Figure 429269DEST_PATH_IMAGE119
所指方向定义风力发电机的正面(positive)与背面(negative)，其中，有一条由风力发电机机舱中心点
Figure 598083DEST_PATH_IMAGE120
指向坐标系中任意一点
Figure 137648DEST_PATH_IMAGE121
的矢量
Figure 784530DEST_PATH_IMAGE122
，若矢量
Figure 93152DEST_PATH_IMAGE122
与风力发电机机舱偏航矢量
Figure 167287DEST_PATH_IMAGE123
所成夹角小于90度，则表明该点
Figure 928570DEST_PATH_IMAGE121
位于风力发电机正面；若矢量
Figure 113564DEST_PATH_IMAGE122
与机舱偏航矢量
Figure 276692DEST_PATH_IMAGE124
所成夹角大于90度，则表明该点位于风力发电机背面，而判断点
Figure 521728DEST_PATH_IMAGE121
位于风力发电机正/背面的方式可表示为：
Figure 35886DEST_PATH_IMAGE125
。
2.确认中继航线起始点
Figure 24571DEST_PATH_IMAGE126
与中继航线终止点
Figure 42205DEST_PATH_IMAGE127
是否位于风力发电机的同一侧；
具体的，可以通过下式实现此处的确认处理：
Figure 723722DEST_PATH_IMAGE128
。
3.1.当中继航线起始点
Figure 459597DEST_PATH_IMAGE129
与中继航线终止点
Figure 986393DEST_PATH_IMAGE130
位于风力发电机的同一侧时，可以确定风力发电机中继航线中无人机以中继航线起始点
Figure 124114DEST_PATH_IMAGE131
直飞中继航线终止点
Figure 976532DEST_PATH_IMAGE132
的方式飞行；
其中，中继航线点依次为：
Figure 934124DEST_PATH_IMAGE133
。
3.2.当中继航线起始点
Figure 202294DEST_PATH_IMAGE134
与中继航线终止点
Figure 319155DEST_PATH_IMAGE135
位于风力发电机的不同侧时，本申请认为无人机由起始点直飞终止点的方式存在安全隐患，需使用中继航线点关联起始点与终止点，中继航线点由风力发电机桨叶叶尖点计算得出，具体的，结合图10示出的本申请中继航线点的一种场景示意图，可以通过风力发电机桨叶叶尖点
Figure 280157DEST_PATH_IMAGE136
与
Figure 990624DEST_PATH_IMAGE137
，确定中继航线点
Figure 124803DEST_PATH_IMAGE138
，其中：
Figure 768274DEST_PATH_IMAGE139
；
获取各中继航线点
Figure 837861DEST_PATH_IMAGE140
之后，计算各中继航线点
Figure 894678DEST_PATH_IMAGE141
与中继航线起始点
Figure 707914DEST_PATH_IMAGE142
的距离
Figure 799366DEST_PATH_IMAGE143
，并选取距离最小的中继点作为最佳中继点
Figure 774276DEST_PATH_IMAGE144
，其中：
Figure 583969DEST_PATH_IMAGE145
；
通过沿风力发电机机舱偏航矢量
Figure 935316DEST_PATH_IMAGE146
方向移动偏移长度
Figure 881275DEST_PATH_IMAGE147
的距离，获得最佳中继点
Figure 27085DEST_PATH_IMAGE148
在风力发电机的正面镜像点
Figure 58495DEST_PATH_IMAGE149
和背面镜像点
Figure 213533DEST_PATH_IMAGE150
，其中：
Figure 13999DEST_PATH_IMAGE151
；
通过将中继航线起始点
Figure 596290DEST_PATH_IMAGE152
、最佳中继点
Figure 114996DEST_PATH_IMAGE153
和中继航线终止点
Figure 808146DEST_PATH_IMAGE154
按顺序串联，获得中继航线。
具体的，对于以上内容，还可结合图11、12、13分别示出的本申请中继航线的一种俯视示意图、正视示意图、侧视示意图进行理解。
其中，当中继航线起始点
Figure 728697DEST_PATH_IMAGE155
位于风力发电机的正面时，航线顺序依次为中继航线起始点
Figure 216310DEST_PATH_IMAGE156
、正面镜像点
Figure 956733DEST_PATH_IMAGE157
、面镜像点
Figure 453573DEST_PATH_IMAGE158
和中继航线终止点，如图14示出的本申请中继航线的一种场景示意图所示。
当
Figure 228631DEST_PATH_IMAGE159
当中继航线起始点
Figure 418304DEST_PATH_IMAGE160
位于风力发电机的背面时，航线顺序依次为中继航线起始点
Figure 911603DEST_PATH_IMAGE161
、背面镜像点
Figure 946555DEST_PATH_IMAGE162
、正面镜像点
Figure 576119DEST_PATH_IMAGE163
和中继航线终止点，如图15示出的本申请中继航线的又一种场景示意图所示。
此外，本申请还可涉及到安全检查检测，以便在按照航线飞行前确保安全，完善安全性检查的环节。
其中，对于以下安全性检测涉及的各参数进行了汇总，以方便查阅，具体如下表3所示：
表3-安全性检测可涉及参数
Figure 671114DEST_PATH_IMAGE164
作为又一种适于实用的实现方式，安全性检测的内容具体可以包括使用胶囊体碰撞检测方式检查航线相对于第
Figure 589392DEST_PATH_IMAGE165
片桨叶的安全性，其中：
将第
Figure 552668DEST_PATH_IMAGE165
片桨叶两端端点分别视为
Figure 177685DEST_PATH_IMAGE166
与
Figure 568215DEST_PATH_IMAGE167
，将第
Figure 645892DEST_PATH_IMAGE165
片桨叶视为线段
Figure 147281DEST_PATH_IMAGE168
，航线两端端点分别为
Figure 423541DEST_PATH_IMAGE169
与
Figure 860339DEST_PATH_IMAGE170
，将航线视为线段
Figure 549946DEST_PATH_IMAGE171
，计算线段
Figure 730392DEST_PATH_IMAGE172
与线段
Figure 478072DEST_PATH_IMAGE173
间的空间最短距离，并与风力发电机桨叶安全距离
Figure 85770DEST_PATH_IMAGE174
进行对比，以检查航线相对于第
Figure 997095DEST_PATH_IMAGE175
片桨叶的安全性。
具体的，结合图16示出的本申请胶囊体碰撞检测方式的一种场景示意图，可以将连接线段
Figure 981231DEST_PATH_IMAGE176
与
Figure 294401DEST_PATH_IMAGE177
的最短线段
Figure 73001DEST_PATH_IMAGE178
的两端端点分别记为
Figure 471621DEST_PATH_IMAGE179
与
Figure 993870DEST_PATH_IMAGE180
，并通过下式判断该线段的长度是否小于风力发电机桨叶安全距离
Figure 427125DEST_PATH_IMAGE181
：
Figure 376626DEST_PATH_IMAGE182
对于该最短线段
Figure 528122DEST_PATH_IMAGE183
的两端端点
Figure 588482DEST_PATH_IMAGE184
与
Figure 141823DEST_PATH_IMAGE185
，可通过下式计算得出：
Figure 262226DEST_PATH_IMAGE186
。
作为又一种适于实用的实现方式，安全性检测的内容具体可以包括使用球体碰撞检测方式检查航线相对于风力发电机机舱的安全性，其中：
将风力发电机机舱视为以机舱中心点
Figure 635438DEST_PATH_IMAGE187
为球心、半径为
Figure 499489DEST_PATH_IMAGE188
的球体，航线两端端点分别为
Figure 907337DEST_PATH_IMAGE189
与
Figure 198641DEST_PATH_IMAGE190
，将航线视为线段
Figure 59149DEST_PATH_IMAGE191
，计算机舱中心点
Figure 726891DEST_PATH_IMAGE192
与线段
Figure 989245DEST_PATH_IMAGE193
间的空间最短距离，并与风力发电机桨叶安全距离
Figure 451450DEST_PATH_IMAGE194
进行对比，以检查航线相对于风力发电机机舱的安全性。
具体的，结合图17示出的本申请球体碰撞检测方式的一种场景示意图，将连接机舱中心点
Figure 799255DEST_PATH_IMAGE195
与
Figure 270688DEST_PATH_IMAGE196
的最短线段
Figure 387548DEST_PATH_IMAGE197
的两端端点分别记为
Figure 817393DEST_PATH_IMAGE198
与
Figure 527860DEST_PATH_IMAGE199
，并通过下式判断该线段的长度是否小于风力发电机桨叶安全距离
Figure 662038DEST_PATH_IMAGE200
：
Figure 508771DEST_PATH_IMAGE201
。
对于最短线段
Figure 702992DEST_PATH_IMAGE197
的一端端点
Figure 635176DEST_PATH_IMAGE199
，可通过下式计算得出：
Figure 573045DEST_PATH_IMAGE202
。
作为又一种适于实用的实现方式，安全性检测的内容具体可以包括使用圆柱体碰撞检测方式检查航线相对于风力发电机杆塔的安全性，其中：
将风力发电机杆塔视为以杆塔底部中心点
Figure 8706DEST_PATH_IMAGE203
为底部圆心、杆塔顶端中心点
Figure 373828DEST_PATH_IMAGE204
为顶部圆心、半径为
Figure 58887DEST_PATH_IMAGE205
的高度方向延伸的圆柱体，轴线为
Figure 534868DEST_PATH_IMAGE206
，航线两端端点分别为
Figure 356193DEST_PATH_IMAGE207
与
Figure 892217DEST_PATH_IMAGE208
，将航线视为线段
Figure 798993DEST_PATH_IMAGE209
，计算圆柱体中轴线
Figure 78665DEST_PATH_IMAGE210
与线段
Figure 754497DEST_PATH_IMAGE211
间的空间最短距离，并与风力发电机桨叶安全距离
Figure 461421DEST_PATH_IMAGE212
进行对比，以检查航线相对于风力发电机杆塔的安全性。
具体的，结合图18示出的本申请胶囊体碰撞检测方式的一种场景示意图，将连接中轴线
Figure 855494DEST_PATH_IMAGE213
与线段
Figure 407698DEST_PATH_IMAGE214
的最短线段
Figure 203615DEST_PATH_IMAGE215
的两端端点分别记为
Figure 815862DEST_PATH_IMAGE216
与
Figure 697231DEST_PATH_IMAGE217
，并通过下式判断该线段的长度是否小于风力发电机杆塔安全距离
Figure 318705DEST_PATH_IMAGE218
：
Figure 969129DEST_PATH_IMAGE219
。
对于该最短线段
Figure 17856DEST_PATH_IMAGE215
的两端端点
Figure 120942DEST_PATH_IMAGE216
与
Figure 952631DEST_PATH_IMAGE217
，可通过下式计算得出：
Figure 847775DEST_PATH_IMAGE220
可以理解，上述三个上面的安全性检测处理，可以理解为本申请所提出的一套基于碰撞检测的风力发电机航线安全性检查机制，针对生成的风力发电机巡检航线/中继航线进行胶囊体、球体与圆柱体碰撞检查，以此严格把控航线的安全性，降低无人机飞行过程中的安全隐患。
以上是本申请提供风力发电机的无人机巡检航线生成方法的介绍，为便于更好的实施本申请提供的风力发电机的无人机巡检航线生成方法，本申请还从功能模块角度提供了一种风力发电机的无人机巡检航线生成装置。
参阅图19，图19为本申请风力发电机的无人机巡检航线生成装置的一种结构示意图，在本申请中，风力发电机的无人机巡检航线生成装置1900具体可包括如下结构：
第一计算单元1901，用于计算无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 942770DEST_PATH_IMAGE221
；
第二计算单元1902，用于计算风力发电机轮毂坐标
Figure 657785DEST_PATH_IMAGE222
，其中：
Figure 496428DEST_PATH_IMAGE223
，
Figure 246078DEST_PATH_IMAGE224
为风力发电机第
Figure 511975DEST_PATH_IMAGE225
个桨叶点坐标；
第三计算单元1903，用于计算风力发电机机舱偏航矢量
Figure 714286DEST_PATH_IMAGE226
，其中：
Figure 825461DEST_PATH_IMAGE227
，
Figure 429618DEST_PATH_IMAGE228
为风力发电机机舱中心点坐标；
第四计算单元1904，用于基于最小距离
Figure 866416DEST_PATH_IMAGE229
、风力发电机轮毂坐标
Figure 556023DEST_PATH_IMAGE230
、风力发电机机舱偏航矢量
Figure 736469DEST_PATH_IMAGE231
，计算风力发电机巡检航线，风力发电机巡检航线由正面巡检航线点与背面巡检航线点按顺序连接。
在一种示例性的实现方式中，第一计算单元1901计算计算最小距离
Figure 195132DEST_PATH_IMAGE232
的过程中，包括以下内容：
Figure 802831DEST_PATH_IMAGE233
，
Figure 651838DEST_PATH_IMAGE234
为风力发电机桨叶宽度，
Figure 963871DEST_PATH_IMAGE235
为相机dfov角度，
Figure 949144DEST_PATH_IMAGE236
为相机横向拍摄角度，
Figure 852378DEST_PATH_IMAGE237
为相机纵向拍摄角度。
在又一种示例性的实现方式中，第四计算单元1904计算风力发电机巡检航线的过程中，包括以下内容：
Figure 391944DEST_PATH_IMAGE238
，
Figure 38826DEST_PATH_IMAGE239
，
Figure 347447DEST_PATH_IMAGE240
为第
Figure 421583DEST_PATH_IMAGE241
个正面巡检航线点，
Figure 448444DEST_PATH_IMAGE242
为正面巡检航线起始点，
Figure 633438DEST_PATH_IMAGE243
为风力发电机桨叶长度，
Figure 796566DEST_PATH_IMAGE244
为风力发电机机舱中心点坐标
Figure 307182DEST_PATH_IMAGE245
向机舱偏航矢量方向偏移长度，
Figure 555761DEST_PATH_IMAGE246
，
Figure 544445DEST_PATH_IMAGE247
，
Figure 827659DEST_PATH_IMAGE248
，
Figure 243597DEST_PATH_IMAGE249
为第
Figure 979472DEST_PATH_IMAGE241
个背面巡检航线点，
Figure 771847DEST_PATH_IMAGE250
为背面巡检航线起始点，
Figure 909568DEST_PATH_IMAGE251
为风力发电机机舱中心点坐标
Figure 496407DEST_PATH_IMAGE252
向机舱偏航矢量反方向偏移长度，
Figure 719578DEST_PATH_IMAGE253
。
在又一种示例性的实现方式中，第四计算单元1904，还用于：
对于风力发电机巡检航线，在正面巡检航线点
Figure 784486DEST_PATH_IMAGE254
与第
Figure 776712DEST_PATH_IMAGE255
个正面巡检航线点
Figure 800032DEST_PATH_IMAGE256
之间设定
Figure 510499DEST_PATH_IMAGE257
个采样点，其中第
Figure 379098DEST_PATH_IMAGE258
个采样点使用
Figure 288148DEST_PATH_IMAGE259
表示：
Figure 92156DEST_PATH_IMAGE260
。
在又一种示例性的实现方式中，第四计算单元1904，还用于：
设置当无人机飞行至任一正面巡检航线采样点时，将无人机相机云台朝向矢量设定为
Figure 414553DEST_PATH_IMAGE261
；
设置当无人机飞行至任一背面巡检航线采样点时，将无人机相机云台朝向矢量设定为
Figure 962209DEST_PATH_IMAGE262
。
在又一种示例性的实现方式中，装置还包括第五计算单元1905，用于：
当无人机初始位置和巡检航线起始点位置不重合时，使用对应的风力发电机中继航线将无人机引导飞行至巡检航线起始点，或者，当无人机任务终止位置和巡检航线终止点位置不重合时，使用对应的风力发电机中继航线将无人机引导飞行至任务终止位置，风力发电机中继航线处理包括以下内容：
计算当前风力发电机机舱偏航矢量
Figure 53662DEST_PATH_IMAGE263
；
确认中继航线起始点
Figure 294150DEST_PATH_IMAGE264
与中继航线终止点
Figure 838264DEST_PATH_IMAGE265
是否位于风力发电机的同一侧；
一方面，当中继航线起始点
Figure 189611DEST_PATH_IMAGE266
与中继航线终止点
Figure 135570DEST_PATH_IMAGE265
位于风力发电机的同一侧时，确定风力发电机中继航线中无人机以中继航线起始点
Figure 546960DEST_PATH_IMAGE267
直飞中继航线终止点
Figure 578370DEST_PATH_IMAGE268
的方式飞行；
另一方面，当中继航线起始点
Figure 467829DEST_PATH_IMAGE269
与中继航线终止点
Figure 533873DEST_PATH_IMAGE270
位于风力发电机的不同侧时，通过风力发电机桨叶叶尖点
Figure 850585DEST_PATH_IMAGE271
与
Figure 634871DEST_PATH_IMAGE272
，确定中继航线点
Figure 62441DEST_PATH_IMAGE273
，其中：
Figure 717413DEST_PATH_IMAGE274
；
获取各中继航线点
Figure 470605DEST_PATH_IMAGE275
之后，计算各中继航线点
Figure 148712DEST_PATH_IMAGE276
与中继航线起始点
Figure 973448DEST_PATH_IMAGE277
的距离
Figure 420610DEST_PATH_IMAGE278
，并选取距离最小的中继点作为最佳中继点
Figure 407020DEST_PATH_IMAGE279
，其中：
Figure 572423DEST_PATH_IMAGE280
；
通过沿风力发电机机舱偏航矢量
Figure 732008DEST_PATH_IMAGE281
方向移动偏移长度
Figure 502518DEST_PATH_IMAGE282
的距离，获得最佳中继点
Figure 659830DEST_PATH_IMAGE283
在风力发电机的正面镜像点
Figure 906004DEST_PATH_IMAGE284
和背面镜像点
Figure 744647DEST_PATH_IMAGE285
，其中：
Figure 963139DEST_PATH_IMAGE286
；
通过将中继航线起始点
Figure 229035DEST_PATH_IMAGE287
、最佳中继点
Figure 696925DEST_PATH_IMAGE288
和中继航线终止点
Figure 73680DEST_PATH_IMAGE289
按顺序串联，获得中继航线，其中，当中继航线起始点
Figure 677837DEST_PATH_IMAGE290
位于风力发电机的正面时，航线顺序依次为中继航线起始点
Figure 114634DEST_PATH_IMAGE291
、正面镜像点
Figure 804241DEST_PATH_IMAGE292
、面镜像点
Figure 984687DEST_PATH_IMAGE293
和中继航线终止点，当
Figure 443350DEST_PATH_IMAGE294
当中继航线起始点
Figure 51049DEST_PATH_IMAGE295
位于风力发电机的背面时，航线顺序依次为中继航线起始点
Figure 227953DEST_PATH_IMAGE296
、背面镜像点
Figure 946510DEST_PATH_IMAGE297
、正面镜像点
Figure 548696DEST_PATH_IMAGE298
和中继航线终止点。
在又一种示例性的实现方式中，装置还包括第六计算单元1906，用于：在无人机飞行前还进行安全性检测，安全性检测的内容包括使用胶囊体碰撞检测方式检查航线相对于第
Figure 327296DEST_PATH_IMAGE299
片桨叶的安全性，其中：
将第
Figure 991496DEST_PATH_IMAGE299
片桨叶两端端点分别视为
Figure 310482DEST_PATH_IMAGE300
与
Figure 619103DEST_PATH_IMAGE301
，将第
Figure 896501DEST_PATH_IMAGE299
片桨叶视为线段
Figure 782417DEST_PATH_IMAGE302
，航线两端端点分别为
Figure 905094DEST_PATH_IMAGE303
与
Figure 68222DEST_PATH_IMAGE304
，将航线视为线段
Figure 313259DEST_PATH_IMAGE305
，计算线段
Figure 827417DEST_PATH_IMAGE306
与线段
Figure 816101DEST_PATH_IMAGE307
间的空间最短距离，并与风力发电机桨叶安全距离
Figure 833736DEST_PATH_IMAGE308
进行对比，以检查航线相对于第
Figure 249674DEST_PATH_IMAGE299
片桨叶的安全性。
安全性检测的内容还包括使用球体碰撞检测方式检查航线相对于风力发电机机舱的安全性，其中：
将风力发电机机舱视为以机舱中心点
Figure 985549DEST_PATH_IMAGE309
为球心、半径为
Figure 777924DEST_PATH_IMAGE310
的球体，航线两端端点分别为
Figure 650065DEST_PATH_IMAGE311
与
Figure 502483DEST_PATH_IMAGE312
，将航线视为线段
Figure 725654DEST_PATH_IMAGE313
，计算机舱中心点
Figure 56142DEST_PATH_IMAGE314
与线段
Figure 48368DEST_PATH_IMAGE315
间的空间最短距离，并与风力发电机桨叶安全距离
Figure 743792DEST_PATH_IMAGE316
进行对比，以检查航线相对于风力发电机机舱的安全性；
安全性检测的内容还包括使用圆柱体碰撞检测方式检查航线相对于风力发电机杆塔的安全性，其中：
将风力发电机杆塔视为以杆塔底部中心点
Figure 516576DEST_PATH_IMAGE317
为底部圆心、杆塔顶端中心点
Figure 650754DEST_PATH_IMAGE318
为顶部圆心、半径为
Figure 763066DEST_PATH_IMAGE319
的高度方向延伸的圆柱体，轴线为
Figure 691708DEST_PATH_IMAGE320
，航线两端端点分别为
Figure 686209DEST_PATH_IMAGE321
与
Figure 233865DEST_PATH_IMAGE322
，将航线视为线段
Figure 325318DEST_PATH_IMAGE323
，计算圆柱体中轴线
Figure 300227DEST_PATH_IMAGE324
与线段
Figure 109920DEST_PATH_IMAGE325
间的空间最短距离，并与风力发电机桨叶安全距离
Figure 461267DEST_PATH_IMAGE326
进行对比，以检查航线相对于风力发电机杆塔的安全性。
本申请还从硬件结构角度提供了一种风力发电机的无人机巡检航线生成设备，参阅图20，图20示出了本申请风力发电机的无人机巡检航线生成设备的一种结构示意图，具体的，本申请风力发电机的无人机巡检航线生成设备可包括处理器2001、存储器2002以及输入输出设备2003，处理器2001用于执行存储器2002中存储的计算机程序时实现如图1对应实施例中方法的各步骤；或者，处理器2001用于执行存储器2002中存储的计算机程序时实现如图19对应实施例中各单元的功能，存储器2002用于存储处理器2001执行上述图1对应实施例中方法所需的计算机程序。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器2002中，并由处理器2001执行，以完成本申请。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，该指令段用于描述计算机程序在计算机装置中的执行过程。
风力发电机的无人机巡检航线生成设备可包括，但不仅限于处理器2001、存储器2002、输入输出设备2003。本领域技术人员可以理解，示意仅仅是风力发电机的无人机巡检航线生成设备的示例，并不构成对风力发电机的无人机巡检航线生成设备的限定，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，例如风力发电机的无人机巡检航线生成设备还可以包括网络接入设备、总线等，处理器2001、存储器2002、输入输出设备2003等通过总线相连。
处理器2001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）、现场可编程门阵列（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，处理器是风力发电机的无人机巡检航线生成设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个设备的各个部分。
存储器2002可用于存储计算机程序和/或模块，处理器2001通过运行或执行存储在存储器2002内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器2002内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器2002可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据风力发电机的无人机巡检航线生成设备的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（Smart MediaCard，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器2001用于执行存储器2002中存储的计算机程序时，具体可实现以下功能：
计算无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 407226DEST_PATH_IMAGE327
；
计算风力发电机轮毂坐标
Figure 146512DEST_PATH_IMAGE328
，其中：
Figure 53288DEST_PATH_IMAGE329
，
Figure 739485DEST_PATH_IMAGE330
为风力发电机第
Figure 805530DEST_PATH_IMAGE331
个桨叶点坐标；
计算风力发电机机舱偏航矢量
Figure 122241DEST_PATH_IMAGE332
，其中：
Figure 640947DEST_PATH_IMAGE333
，
Figure 334097DEST_PATH_IMAGE334
为风力发电机机舱中心点坐标；
基于最小距离
Figure 254648DEST_PATH_IMAGE335
、风力发电机轮毂坐标
Figure 7841DEST_PATH_IMAGE336
、风力发电机机舱偏航矢量
Figure 13843DEST_PATH_IMAGE337
，计算风力发电机巡检航线，风力发电机巡检航线由正面巡检航线点与背面巡检航线点按顺序连接。
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，上述描述的风力发电机的无人机巡检航线生成装置、设备及其相应单元的具体工作过程，可以参考如图1对应实施例中风力发电机的无人机巡检航线生成方法的说明，具体在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。
为此，本申请提供一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本申请如图1对应实施例中风力发电机的无人机巡检航线生成方法的步骤，具体操作可参考如图1对应实施例中风力发电机的无人机巡检航线生成方法的说明，在此不再赘述。
其中，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器（Read Only Memory，ROM）、随机存取记忆体（Random Access Memory，RAM）、磁盘或光盘等。
由于该计算机可读存储介质中所存储的指令，可以执行本申请如图1对应实施例中风力发电机的无人机巡检航线生成方法的步骤，因此，可以实现本申请如图1对应实施例中风力发电机的无人机巡检航线生成方法所能实现的有益效果，详见前面的说明，在此不再赘述。
以上对本申请提供的风力发电机的无人机巡检航线生成方法、装置、设备以及计算机可读存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种风力发电机的无人机巡检航线生成方法，其特征在于，所述方法包括：
计算无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 359005DEST_PATH_IMAGE001
；
计算风力发电机轮毂坐标
Figure 620353DEST_PATH_IMAGE002
，其中：
Figure 868932DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 857617DEST_PATH_IMAGE004
为风力发电机第
Figure 140830DEST_PATH_IMAGE005
个桨叶点坐标；
计算风力发电机机舱偏航矢量
Figure 12228DEST_PATH_IMAGE006
，其中：
Figure 872737DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 337216DEST_PATH_IMAGE008
为风力发电机机舱中心点坐标；
基于所述最小距离
Figure 553565DEST_PATH_IMAGE009
、所述风力发电机轮毂坐标
Figure 15770DEST_PATH_IMAGE010
、所述风力发电机机舱偏航矢量
Figure 629154DEST_PATH_IMAGE011
，计算风力发电机巡检航线，所述风力发电机巡检航线由正面巡检航线点与背面巡检航线点按顺序连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述最小距离
Figure 835007DEST_PATH_IMAGE012
的过程中，包括以下内容：
Figure 201136DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 99821DEST_PATH_IMAGE014
为风力发电机桨叶宽度，
Figure 934922DEST_PATH_IMAGE015
为相机dfov角度，
Figure 678887DEST_PATH_IMAGE016
为相机横向拍摄角度，
Figure 666566DEST_PATH_IMAGE017
为相机纵向拍摄角度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述风力发电机巡检航线的过程中，包括以下内容：
Figure 798470DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 996233DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 914861DEST_PATH_IMAGE020
为第
Figure 881680DEST_PATH_IMAGE021
个正面巡检航线点，
Figure 246802DEST_PATH_IMAGE022
为正面巡检航线起始点，
Figure 931861DEST_PATH_IMAGE023
为风力发电机桨叶长度，
Figure 361837DEST_PATH_IMAGE024
为所述风力发电机机舱中心点坐标
Figure 573375DEST_PATH_IMAGE025
向机舱偏航矢量方向偏移长度，
Figure 984765DEST_PATH_IMAGE026
，
Figure 265443DEST_PATH_IMAGE027
，
Figure 154901DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure 424209DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 881866DEST_PATH_IMAGE030
个背面巡检航线点，
Figure 275938DEST_PATH_IMAGE031
为背面巡检航线起始点，
Figure 359301DEST_PATH_IMAGE032
为所述风力发电机机舱中心点坐标
Figure 889639DEST_PATH_IMAGE033
向所述机舱偏航矢量反方向偏移长度，
Figure 19662DEST_PATH_IMAGE034
。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对于所述风力发电机巡检航线，在所述正面巡检航线点
Figure 228927DEST_PATH_IMAGE035
与所述第
Figure 725767DEST_PATH_IMAGE036
个正面巡检航线点
Figure 517137DEST_PATH_IMAGE037
之间设定
Figure 175651DEST_PATH_IMAGE038
个采样点，其中第
Figure 668950DEST_PATH_IMAGE039
个采样点使用
Figure 703902DEST_PATH_IMAGE040
表示，其中：
Figure 848313DEST_PATH_IMAGE041
。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
设置当无人机飞行至任一正面巡检航线采样点时，将无人机相机云台朝向矢量设定为
Figure 677729DEST_PATH_IMAGE042
；
设置当所述无人机飞行至任一背面巡检航线采样点时，将所述无人机相机云台朝向矢量设定为
Figure 861585DEST_PATH_IMAGE043
。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当无人机初始位置和巡检航线起始点位置不重合时，使用对应的风力发电机中继航线将所述无人机引导飞行至所述巡检航线起始点，或者，当无人机任务终止位置和巡检航线终止点位置不重合时，使用对应的风力发电机中继航线将所述无人机引导飞行至所述任务终止位置，风力发电机中继航线处理包括以下内容：
计算当前风力发电机机舱偏航矢量
Figure 575595DEST_PATH_IMAGE044
；
确认中继航线起始点
Figure 935032DEST_PATH_IMAGE045
与中继航线终止点
Figure 591141DEST_PATH_IMAGE046
是否位于所述风力发电机的同一侧；
一方面，当所述中继航线起始点
Figure 668819DEST_PATH_IMAGE047
与所述中继航线终止点
Figure 885386DEST_PATH_IMAGE048
位于所述风力发电机的同一侧时，确定所述风力发电机中继航线中无人机以所述中继航线起始点
Figure 489543DEST_PATH_IMAGE049
直飞所述中继航线终止点
Figure 926341DEST_PATH_IMAGE050
的方式飞行；
另一方面，当所述中继航线起始点
Figure 632260DEST_PATH_IMAGE051
与所述中继航线终止点
Figure 812705DEST_PATH_IMAGE052
位于所述风力发电机的不同侧时，通过风力发电机桨叶叶尖点
Figure 474631DEST_PATH_IMAGE053
与
Figure 721810DEST_PATH_IMAGE054
，确定中继航线点
Figure 774080DEST_PATH_IMAGE055
，其中：
Figure 820533DEST_PATH_IMAGE056
；
获取各中继航线点
Figure 150015DEST_PATH_IMAGE057
之后，计算各所述中继航线点
Figure 194194DEST_PATH_IMAGE058
与所述中继航线起始点
Figure 858393DEST_PATH_IMAGE059
的距离
Figure 380642DEST_PATH_IMAGE060
，并选取距离最小的中继点作为最佳中继点
Figure 269357DEST_PATH_IMAGE061
，其中：
Figure 609071DEST_PATH_IMAGE062
；
通过沿所述风力发电机机舱偏航矢量
Figure 370354DEST_PATH_IMAGE063
方向移动所述偏移长度
Figure 774921DEST_PATH_IMAGE064
的距离，获得所述最佳中继点
Figure 62683DEST_PATH_IMAGE065
在所述风力发电机的正面镜像点
Figure 183086DEST_PATH_IMAGE066
和背面镜像点
Figure 71145DEST_PATH_IMAGE067
，其中：
Figure 935196DEST_PATH_IMAGE068
；
通过将所述中继航线起始点
Figure 343044DEST_PATH_IMAGE069
、所述最佳中继点
Figure 899927DEST_PATH_IMAGE070
和所述中继航线终止点
Figure 511168DEST_PATH_IMAGE071
按顺序串联，获得中继航线，其中，当所述中继航线起始点
Figure 178910DEST_PATH_IMAGE072
位于所述风力发电机的正面时，航线顺序依次为所述中继航线起始点
Figure 175685DEST_PATH_IMAGE073
、所述正面镜像点
Figure 477703DEST_PATH_IMAGE074
、所述面镜像点
Figure 700874DEST_PATH_IMAGE075
和所述中继航线终止点，当
Figure 296941DEST_PATH_IMAGE076
当所述中继航线起始点
Figure 289167DEST_PATH_IMAGE077
位于所述风力发电机的背面时，航线顺序依次为所述中继航线起始点
Figure 63219DEST_PATH_IMAGE078
、所述背面镜像点
Figure 101583DEST_PATH_IMAGE079
、所述正面镜像点
Figure 111127DEST_PATH_IMAGE080
和所述中继航线终止点。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，在无人机飞行前还进行安全性检测，所述安全性检测的内容包括使用胶囊体碰撞检测方式检查航线相对于第
Figure 597341DEST_PATH_IMAGE081
片桨叶的安全性，其中：
将所述第
Figure 729245DEST_PATH_IMAGE081
片桨叶两端端点分别视为
Figure 927008DEST_PATH_IMAGE082
与
Figure 615609DEST_PATH_IMAGE083
，将所述第
Figure 582428DEST_PATH_IMAGE081
片桨叶视为线段
Figure 681971DEST_PATH_IMAGE084
，航线两端端点分别为
Figure 947124DEST_PATH_IMAGE085
与
Figure 298471DEST_PATH_IMAGE086
，将所述航线视为线段
Figure 510009DEST_PATH_IMAGE087
，计算所述线段
Figure 921399DEST_PATH_IMAGE088
与所述线段
Figure 703542DEST_PATH_IMAGE089
间的空间最短距离，并与风力发电机桨叶安全距离
Figure 920896DEST_PATH_IMAGE090
进行对比，以检查所述航线相对于所述第
Figure 862307DEST_PATH_IMAGE091
片桨叶的安全性；所述安全性检测的内容还包括使用球体碰撞检测方式检查所述航线相对于风力发电机机舱的安全性，其中：
将所述风力发电机机舱视为以机舱中心点
Figure 552921DEST_PATH_IMAGE092
为球心、半径为
Figure 946993DEST_PATH_IMAGE093
的球体，航线两端端点分别为
Figure 764776DEST_PATH_IMAGE094
与
Figure 826273DEST_PATH_IMAGE095
，将所述航线视为线段
Figure 454832DEST_PATH_IMAGE096
，计算机舱中心点
Figure 336200DEST_PATH_IMAGE097
与线段
Figure 692095DEST_PATH_IMAGE098
间的空间最短距离，并与风力发电机桨叶安全距离
Figure 342519DEST_PATH_IMAGE099
进行对比，以检查所述航线相对于所述风力发电机机舱的安全性；
所述安全性检测的内容还包括使用圆柱体碰撞检测方式检查所述航线相对于风力发电机杆塔的安全性，其中：
将所述风力发电机杆塔视为以杆塔底部中心点
Figure 864284DEST_PATH_IMAGE100
为底部圆心、杆塔顶端中心点
Figure 623162DEST_PATH_IMAGE101
为顶部圆心、半径为
Figure 736742DEST_PATH_IMAGE102
的高度方向延伸的圆柱体，轴线为
Figure 241673DEST_PATH_IMAGE103
，航线两端端点分别为
Figure 461302DEST_PATH_IMAGE104
与
Figure 582842DEST_PATH_IMAGE105
，将所述航线视为线段
Figure 529807DEST_PATH_IMAGE106
，计算所述圆柱体中所述轴线
Figure 482719DEST_PATH_IMAGE107
与所述线段
Figure 14195DEST_PATH_IMAGE108
间的空间最短距离，并与风力发电机桨叶安全距离
Figure 967238DEST_PATH_IMAGE109
进行对比，以检查所述航线相对于所述风力发电机杆塔的安全性。
8.一种风力发电机的无人机巡检航线生成装置，其特征在于，所述装置包括：
第一计算单元，用于计算无人机巡检过程中距离风力发电机桨叶的最小距离
Figure 203048DEST_PATH_IMAGE110
；
第二计算单元，用于计算风力发电机轮毂坐标
Figure 682571DEST_PATH_IMAGE111
，其中：
Figure 496199DEST_PATH_IMAGE112
，
Figure 61173DEST_PATH_IMAGE113
为风力发电机第
Figure 100673DEST_PATH_IMAGE091
个桨叶点坐标；
第三计算单元，用于计算风力发电机机舱偏航矢量
Figure 700282DEST_PATH_IMAGE114
，其中：
Figure 183347DEST_PATH_IMAGE115
，
Figure 563512DEST_PATH_IMAGE116
为风力发电机机舱中心点坐标；
第四计算单元，用于基于所述最小距离
Figure 282070DEST_PATH_IMAGE117
、所述风力发电机轮毂坐标
Figure 110086DEST_PATH_IMAGE118
、所述风力发电机机舱偏航矢量
Figure 888686DEST_PATH_IMAGE119
，计算风力发电机巡检航线，所述风力发电机巡检航线由正面巡检航线点与背面巡检航线点按顺序连接。
9.一种风力发电机的无人机巡检航线生成设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时执行如权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行权利要求1至7任一项所述的方法。
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