CN115951718B - 基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法及系统，其方法包括：根据云台相机视角、照片重叠率以及叶根处和叶尖处物距计算出叶根处和叶尖处规划的航路点步长；根据叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离以及叶根处和叶尖处规划的航路点步长构建步长等差数列，并计算步长公差；根据步长公差计算出无人机在各个航路点的GPS坐标；对当前航路点进行调整得到当前调整航路点，根据调整前后剩余航线空间距离的比例计算出当前调整航路点处步长。本发明可以拍摄更合适的画幅的风机叶片照片，解决了无人机至风机叶片物距和相机焦距不变时等间距拍摄情况下，在叶根处照片重叠率大幅增加以及叶尖处照片出现漏拍的问题。

Description

基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法及系统

技术领域

本发明涉及无人机航路规划领域，具体涉及基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法及系统。

背景技术

风力发电机的叶片运行进入中期后，在反复的疲劳载荷作用下，很多叶片开始出现局部开裂、分层等的问题，部分严重的就会发生断裂。如果我们能够及时发现这些缺陷，在缺陷没有扩展前进行有效修复，就可以避免大多数叶片断裂事故的发生。目前无人机已越来越广泛的用于工业巡检领域，成为给能源行业的企业提供安全、高效的检查和数据收集的有效手段。无人机拍摄风机叶片的照片结合人工智能图像识别算法，就可以提高叶片检查的质量和效率，增加了风场运维的安全性。现有的基于无人机进行全局路径规划的算法很多，基本上只需要计算好拍摄每支叶片的叶尖和叶根端点坐标，无人机实时避障即可完成飞行任务，中间过程并无详细路径规划的方法；若在拍摄的过程中无人机至风机叶片的距离保持一致且相机焦距不变，则叶尖占画幅较小，可能会看不清缺陷细节；叶根占画幅较大，叶片可能会拍摄不全，会出现叶片在照片中画幅不均衡的情况，不利于识别叶片上的缺陷；而且等间距拍摄会出现在叶根处照片重叠率大幅增加以及叶尖处照片出现漏拍的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法及系统，可以拍摄更合适的画幅的风机叶片照片，解决了在叶根处照片重叠率大幅增加以及叶尖处照片出现漏拍的问题，使后期叶片缺陷识别及缺陷定位计算更加精确。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，利用搭载有云台相机的无人机对风机任一叶片的任一面在叶根和叶尖之间进行巡检，包括以下步骤，

S1，获取云台相机视角，设置云台相机拍摄风机叶片的照片重叠率以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距，并根据所述云台相机视角、所述照片重叠率以及所述物距，计算出无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长；其中，无人机在叶根处规划的航路点距离风机叶片的物距大于无人机在叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距；

S2，获取无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，并根据无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，计算出无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离；

S3，根据无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长构建步长等差数列，并计算出所述步长等差数列的步长公差；

S4，根据所述步长等差数列的步长公差计算出无人机在各个航路点的步长，并结合无人机在叶根处或叶尖处规划的航路点的GPS坐标计算出无人机在各个航路点的GPS坐标，得到规划路径；

S5，控制无人机按照规划路径进行风机叶片巡检；或，在无人机按照规划路径进行风机叶片巡检的过程中，对当前航路点处的无人机的位置进行调整，得到当前调整航路点，根据调整前后剩余航线空间距离的比例计算出无人机在当前调整航路点处步长，并结合无人机在当前调整航路点的GPS坐标计算出无人机由当前调整航路点飞往下一个航路点的GPS坐标。

在上述基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法的基础上，本发明还提供基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划系统。

基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划系统，利用搭载有云台相机的无人机对风机任一叶片的任一面在叶根和叶尖之间进行巡检，包括以下模块，

始末步长计算模块，其用于获取云台相机视角，设置云台相机拍摄风机叶片的照片重叠率以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距，并根据所述云台相机视角、所述照片重叠率以及所述物距，计算出无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长；其中，无人机在叶根处规划的航路点距离风机叶片的物距大于无人机在叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距；

空间距离计算模块，其用于获取无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，并根据无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，计算出无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离；

步长公差计算模块，其用于根据无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长构建步长等差数列，并计算出所述步长等差数列的步长公差；

路径规划模块，其用于根据所述步长等差数列的步长公差计算出无人机在各个航路点的步长，并结合无人机在叶根处或叶尖处规划的航路点的GPS坐标计算出无人机在各个航路点的GPS坐标，得到规划路径；

路径局部动态调整模块，其用于控制无人机按照规划路径进行风机叶片巡检；或，在无人机按照规划路径进行风机叶片巡检的过程中，对当前航路点处的无人机的位置进行调整，得到当前调整航路点，根据调整前后剩余航线空间距离的比例计算出无人机在当前调整航路点处步长，并结合无人机在当前调整航路点的GPS坐标计算出无人机由当前调整航路点飞往下一个航路点的GPS坐标。

本发明的有益效果是：在发明基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法及系统中，在不调整云台相机焦距的前提下，通过预设照片重叠率等参数以及精确的计算来得到规划的航路点的GPS坐标，无人机在叶尖处拍摄照片时距离风机叶片叶尖较近，在叶根处拍摄照片时距离风机叶片叶根较远，解决了叶尖占画幅较小导致缺陷细节拍摄不清以及叶根占画幅较大导致拍摄不全的问题；同时，本发明的等差间隔的局部动态航路点规划可以解决无人机至风机叶片物距和相机焦距不变时等间距拍摄情况下，在叶根处照片重叠率大幅增加以及叶尖处照片出现漏拍的问题，既考虑了拍照画幅的合理性，也兼容了拍照间隔的自由度。

附图说明

图1为本发明基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法的流程图；

图2为本发明基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法中局部动态路径规划示意图；

图3为本发明基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，利用搭载有云台相机的无人机对风机任一叶片的任一面在叶根和叶尖之间进行巡检，包括以下步骤，

S1，获取云台相机视角，设置云台相机拍摄风机叶片的照片重叠率以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距，并根据所述云台相机视角、所述照片重叠率以及所述物距，计算出无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长；其中，无人机在叶根处规划的航路点距离风机叶片的物距大于无人机在叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距；

S2，获取无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，并根据无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，计算出无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离；

S3，根据无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长构建步长等差数列，并计算出所述步长等差数列的步长公差；

S4，根据所述步长等差数列的步长公差计算出无人机在各个航路点的步长，并结合无人机在叶根处或叶尖处规划的航路点的GPS坐标计算出无人机在各个航路点的GPS坐标，得到规划路径；

S5，控制无人机按照规划路径进行风机叶片巡检；或，在无人机按照规划路径进行风机叶片巡检的过程中，对当前航路点处的无人机的位置进行调整，得到当前调整航路点，根据调整前后剩余航线空间距离的比例计算出无人机在当前调整航路点处步长，并结合无人机在当前调整航路点的GPS坐标计算出无人机由当前调整航路点飞往下一个航路点的GPS坐标。

在本发明的方法中：无人机在拍摄风机任一支叶片的任一面（分为PS迎风面、SS背风面、LE前缘、TE后缘四个面）的照片时，已知叶尖处和叶根处规划的航路点的GPS坐标、照片重叠率、无人机当前GPS坐标、无人机至风机叶片的物距（预设）及云台相机的参数，即可动态计算出当前位置下一个航路点的GPS坐标。而且无人机在当前航路点可以对坐标进行调整，以拍摄更合适画幅的风机叶片照片，无人机位置调整后下一航路点的坐标也会重新计算。

无人机拍摄风机叶片的某个面时，可根据已知云台相机的水平视角、垂直视角、无人机至风机叶片的物距和预设照片重叠率等参数，计算得到若无人机等间距拍摄风机叶片这一个面时，无人机所需移动的步长。然而由于风机叶片的叶尖部位较细而叶根部位较粗，为了得到更合适画幅的照片，无人机在叶尖处拍照时距离风机叶片需较近，在叶根处拍照时距离风机叶片需较远，因此在不调整云台相机焦距的情况下调整无人机至风机叶片的距离是较为合理的。

需要说明的是：无人机在某一航路点步长即为无人机由该某一航路点飞往下一航路点所需移动的空间距离。

在本具体实施例中：所述云台相机视角包括云台相机水平视角和云台相机垂直视角；在所述S1中，无人机在叶根处规划的航路点步长包括无人机在叶根处规划的航路点步长的垂直分量和水平分量，无人机在叶尖处规划的航路点步长包括无人机在叶尖处规划的航路点步长的垂直分量和水平分量；且无人机在叶根处规划的航路点步长的垂直分量和水平分量以及无人机在叶尖处规划的航路点步长的垂直分量和水平分量的计算公式分别为，

，

，

，

；

其中，为无人机在叶根处规划的航路点步长的垂直分量，为无人机在叶根处规划的航路点步长的水平分量，为无人机在叶尖处规划的航路点步长的垂直分量，为无人机在叶尖处规划的航路点步长的水平分量，为所述照片重叠率，为无人机在叶根处规划的航路点距离风机叶片的物距，为无人机在叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距，为所述云台相机垂直视角，为云台相机水平视角。

在本具体实施例中：在所述S3中，所述步长等差数列包括步长水平分量等差数列和步长垂直分量等差数列；

所述步长水平分量等差数列的和为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的水平分量，所述步长水平分量等差数列的首项和尾项为无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的水平分量；

所述步长垂直分量等差数列的和为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的垂直分量，所述步长垂直分量等差数列的首项和尾项为无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的垂直分量。

具体的，在所述S3中，所述步长公差包括步长水平分量公差和步长垂直分量公差，计算所述步长公差的具体过程为，

根据无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的水平分量以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的水平分量，计算出无人机在水平方向上所需移动步长的次数；

根据无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的垂直分量以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的垂直分量，计算出无人机在垂直方向上所需移动步长的次数；

判断无人机在水平方向以及垂直方向上所需移动步长的次数是否相等；若是，则将无人机在水平方向或垂直方向上所需移动步长的次数确定为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数；若否，则将无人机在水平方向和垂直方向上所需移动步长的次数中的较小次数确定为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数；

根据无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的水平分量以及无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数，计算出所述步长水平分量等差数列的步长水平分量公差；

根据无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的垂直分量以及无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数，计算出所述步长垂直分量等差数列的步长垂直分量公差。

进一步，无人机在水平方向以及垂直方向上所需移动步长的次数的计算公式分别为，

，；

其中，为无人机在水平方向上所需移动步长的次数，为无人机在垂直方向上所需移动步长的次数，为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的水平分量，为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的垂直分量。

具体的，当时，；当时，；为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数。

进一步，当无人机的巡检方向由叶根点至叶尖点时，则所述步长水平分量等差数列的首项为无人机在叶根处规划的航路点步长的水平分量且所述步长水平分量等差数列的尾项为无人机在叶尖处规划的航路点步长的水平分量，所述步长垂直分量等差数列的首项为无人机在叶根处规划的航路点步长的垂直分量且所述步长垂直分量等差数列的尾项为无人机在叶尖处规划的航路点步长的垂直分量；那么，所述步长水平分量公差以及所述步长垂直分量公差的计算公式分别为，

，；

当无人机的巡检方向由叶尖点至叶根点时，则所述步长水平分量等差数列的首项为无人机在叶尖处规划的航路点步长的水平分量且所述步长水平分量等差数列的尾项为无人机在叶根处规划的航路点步长的水平分量，所述步长垂直分量等差数列的首项为无人机在叶尖处规划的航路点步长的垂直分量且所述步长垂直分量等差数列的尾项为无人机在叶根处规划的航路点步长的垂直分量；那么，所述步长水平分量公差以及所述步长垂直分量公差的计算公式分别为，

，；

其中，为所述步长水平分量公差，为所述步长垂直分量公差，为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数。

另外，由无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数，可得到无人机对风机叶片在叶根和叶尖之间进行巡检的航线上的航路点总数为；也就是说，无人机对风机叶片在叶根和叶尖之间进行巡检的过程中云台相机所需拍摄照片的张数为（云台相机在每一航路点均拍摄一张照片）。

在本具体实施例中：当无人机的巡检方向为由叶根点至叶尖点时，航线上首个航路点为无人机在叶根处规划的航路点，航线上最后一个航路点为无人机在叶尖处规划的航路点；当无人机的巡检方向为由叶尖点至叶根点时，航线上首个航路点为无人机在叶尖处规划的航路点，航线上最后一个航路点为无人机在叶根处规划的航路点；所述S4具体为，

根据航线上首个航路点步长的水平分量以及所述步长水平分量公差，计算出无人机在各个航路点处步长的水平分量；

根据航线上首个航路点步长的垂直分量以及所述步长垂直分量公差，计算出无人机在各个航路点处步长的垂直分量；

将无人机在各个航路点处步长的水平分量和垂直分量进行向量合成，对应得到无人机在各个航路点处步长；

以航线上首个航路点到最后一个航路点连线的方向为飞行朝向，根据航线上首个航路点的GPS坐标以及无人机在各个航路点处步长，对应计算出无人机在各个航路点的GPS坐标。

在本具体实施例中：计算出无人机在各个航路点的GPS坐标后即完成路径规划，得到规划路径；然后控制无人机按照规划路径进行风机叶片巡检；若在无人机按照规划路径进行风机叶片巡检的过程中，发现拍照画幅不是很好，则可对当前航路点处的无人机的位置进行调整，得到当前调整航路点，无人机在当前调整航路点处步长按调整前后剩余航线空间距离的比例计算。

具体的，无人机在当前调整航路点处步长由无人机在当前调整航路点处步长的水平分量和垂直分量进行向量合成，

无人机在当前调整航路点处步长的水平分量和垂直分量的计算公式分别为，

，；

其中，为无人机在当前调整航路点处步长的水平分量，为无人机在当前调整航路点至航线上最后一个航路点之间的空间距离的水平分量，为无人机在当前航路点至航线上最后一个航路点之间的空间距离的水平分量，为无人机在当前航路点处步长的水平分量；为无人机在当前调整航路点处步长的垂直分量，为无人机在当前调整航路点至航线上最后一个航路点之间的空间距离的垂直分量，为无人机在当前航路点至航线上最后一个航路点之间的空间距离的垂直分量，为无人机在当前航路点处步长的垂直分量。

在本发明中，无人机在每一个航路点均可以对无人机位置和姿态角进行微调，以获取更为合适的拍照画幅，调整后无人机由当前点飞往下一个航路点的步长按其占剩余路径的空间距离的比例重新计算。以当前调整航路点的GPS坐标与飞行路线终点GPS坐标连线的方向为飞行朝向，并根据当前调整航路点的GPS坐标以及无人机在当前调整航路点处步长可以计算得到下一个航路点的GPS坐标。以此类推，可以对无人机拍摄叶片某一个面所规划路径的一个或多个航路点按照此方法进行动态调整。

例如，在图2中，假设无人机从叶根处往叶尖处巡检，由下至上依次为第1-9个航路点（一共有9个航路点），第1个航路点为叶根处规划的航路点，第9个航路点为叶尖处规划的航路点，由于第1个航路点和第9个航路点是预先规划的，因此其GPS坐标是已知的。在第3个航路点为当前航路点时，微调无人机的位置，使为人机到风机叶片的物距稍微增大一些，调整后的无人机的位置即为当前调整航路点，当前调整航路点处步长按按其占剩余路径的空间距离的比例重新计算；以当前调整航路点到最后一个航路点连线的方向为飞行朝向，根据当前调整航路点的GPS坐标以及当前调整航路点处步长，计算出无人机由当前调整航路点飞往下一个航路点的GPS坐标（即第4个航路点的GPS坐标）；示例性的，图2中，第3-6个航路点均是相对初始规划进行第一次调整规划后的航路点。在第6个航路点为当前航路点时，微调无人机的位置，使为人机到风机叶片的物距稍微减小一些，调整后的无人机的位置即为当前调整航路点，当前调整航路点处步长按按其占剩余路径的空间距离的比例重新计算；以当前调整航路点到最后一个航路点连线的方向为飞行朝向，根据当前调整航路点的GPS坐标以及当前调整航路点处步长，计算出无人机由当前调整航路点飞往下一个航路点的GPS坐标（即第7个航路点的GPS坐标）；示例性的，图2中，第6-9个航路点均是相对第一次调整规划进行的第二次调整规划后的航路点。

本文提出一种等差间隔的局部动态路径规划方法，在不调整云台相机焦距的前提下，通过预设照片重叠率等参数以及精确的计算来得到规划的航路点的GPS坐标，而且无人机飞到规划航路点后可以对位姿进行调整，以拍摄更合适画幅的风机叶片照片，调整位姿后下一航路点的坐标会重新计算。此方法同时解决了拍照画幅的合理性和不同物距导致拍照间隔也需要相应变化的问题。本发明所提出的等差间隔的局部动态路径规划方法，既考虑了拍照画幅的合理性，也兼容了拍照间隔的自由度。

在上述基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法的基础上，本发明还提供基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划系统。

如图3所示，基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划系统，利用搭载有云台相机的无人机对风机任一叶片的任一面在叶根和叶尖之间进行巡检，包括以下模块，

始末步长计算模块，其用于获取云台相机视角，设置云台相机拍摄风机叶片的照片重叠率以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距，并根据所述云台相机视角、所述照片重叠率以及所述物距，计算出无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长；其中，无人机在叶根处规划的航路点距离风机叶片的物距大于无人机在叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距；

空间距离计算模块，其用于获取无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，并根据无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，计算出无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离；

步长公差计算模块，其用于根据无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长构建步长等差数列，并计算出所述步长等差数列的步长公差；

路径规划模块，其用于根据所述步长等差数列的步长公差计算出无人机在各个航路点的步长，并结合无人机在叶根处或叶尖处规划的航路点的GPS坐标计算出无人机在各个航路点的GPS坐标，得到规划路径；

路径局部动态调整模块，其用于控制无人机按照规划路径进行风机叶片巡检；或，在无人机按照规划路径进行风机叶片巡检的过程中，对当前航路点处的无人机的位置进行调整，得到当前调整航路点，根据调整前后剩余航线空间距离的比例计算出无人机在当前调整航路点处步长，并结合无人机在当前调整航路点的GPS坐标计算出无人机由当前调整航路点飞往下一个航路点的GPS坐标。

在本发明基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划系统中，各模块的具体功能参见本发明基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法中的各具体步骤，在此不在赘述。

在发明基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法及系统中，在不调整云台相机焦距的前提下，通过预设照片重叠率等参数以及精确的计算来得到规划的航路点的GPS坐标，无人机在叶尖处拍摄照片时距离风机叶片叶尖较近，在叶根处拍摄照片时距离风机叶片叶根较远，解决了叶尖占画幅较小导致缺陷细节拍摄不清以及叶根占画幅较大导致拍摄不全的问题；同时，本发明的等差间隔的局部动态航路点规划可以解决无人机至风机叶片物距和相机焦距不变时等间距拍摄情况下，在叶根处照片重叠率大幅增加以及叶尖处照片出现漏拍的问题，既考虑了拍照画幅的合理性，也兼容了拍照间隔的自由度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，其特征在于：利用搭载有云台相机的无人机对风机任一叶片的任一面在叶根和叶尖之间进行巡检，包括以下步骤，

S1，获取云台相机视角，设置云台相机拍摄风机叶片的照片重叠率以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距，并根据所述云台相机视角、所述照片重叠率以及所述物距，计算出无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长；其中，无人机在叶根处规划的航路点距离风机叶片的物距大于无人机在叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距；

S2，获取无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，并根据无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，计算出无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离；

S3，根据无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长构建步长等差数列，并计算出所述步长等差数列的步长公差；

S4，根据所述步长等差数列的步长公差计算出无人机在各个航路点的步长，并结合无人机在叶根处或叶尖处规划的航路点的GPS坐标计算出无人机在各个航路点的GPS坐标，得到规划路径；

S5，控制无人机按照规划路径进行风机叶片巡检；或，在无人机按照规划路径进行风机叶片巡检的过程中，对当前航路点处的无人机的位置进行调整，得到当前调整航路点，根据调整前后剩余航线空间距离的比例计算出无人机在当前调整航路点处步长，并结合无人机在当前调整航路点的GPS坐标计算出无人机由当前调整航路点飞往下一个航路点的GPS坐标。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，其特征在于：所述云台相机视角包括云台相机水平视角和云台相机垂直视角；在所述S1中，无人机在叶根处规划的航路点步长包括无人机在叶根处规划的航路点步长的垂直分量和水平分量，无人机在叶尖处规划的航路点步长包括无人机在叶尖处规划的航路点步长的垂直分量和水平分量；且无人机在叶根处规划的航路点步长的垂直分量和水平分量以及无人机在叶尖处规划的航路点步长的垂直分量和水平分量的计算公式分别为，

，

，

，

；

其中，为无人机在叶根处规划的航路点步长的垂直分量，为无人机在叶根处规划的航路点步长的水平分量，为无人机在叶尖处规划的航路点步长的垂直分量，为无人机在叶尖处规划的航路点步长的水平分量，为所述照片重叠率，为无人机在叶根处规划的航路点距离风机叶片的物距，为无人机在叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距，为所述云台相机垂直视角，为云台相机水平视角。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，其特征在于：在所述S3中，所述步长等差数列包括步长水平分量等差数列和步长垂直分量等差数列；

所述步长水平分量等差数列的和为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的水平分量，所述步长水平分量等差数列的首项和尾项为无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的水平分量；

所述步长垂直分量等差数列的和为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的垂直分量，所述步长垂直分量等差数列的首项和尾项为无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的垂直分量。

4.根据权利要求3所述的基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，其特征在于：在所述S3中，所述步长公差包括步长水平分量公差和步长垂直分量公差，计算所述步长公差的具体过程为，

根据无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的水平分量以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的水平分量，计算出无人机在水平方向上所需移动步长的次数；

根据无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的垂直分量以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的垂直分量，计算出无人机在垂直方向上所需移动步长的次数；

判断无人机在水平方向以及垂直方向上所需移动步长的次数是否相等；若是，则将无人机在水平方向或垂直方向上所需移动步长的次数确定为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数；若否，则将无人机在水平方向和垂直方向上所需移动步长的次数中的较小次数确定为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数；

根据无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的水平分量以及无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数，计算出所述步长水平分量等差数列的步长水平分量公差；

根据无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长的垂直分量以及无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数，计算出所述步长垂直分量等差数列的步长垂直分量公差。

5.根据权利要求4所述的基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，其特征在于：无人机在水平方向以及垂直方向上所需移动步长的次数的计算公式分别为，

，；

其中，为无人机在水平方向上所需移动步长的次数，为无人机在垂直方向上所需移动步长的次数，为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的水平分量，为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离的垂直分量。

6.根据权利要求5所述的基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，其特征在于：当时，；当时，；其中，为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数。

7.根据权利要求4所述的基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，其特征在于：当无人机的巡检方向由叶根点至叶尖点时，则所述步长水平分量等差数列的首项为无人机在叶根处规划的航路点步长的水平分量且所述步长水平分量等差数列的尾项为无人机在叶尖处规划的航路点步长的水平分量，所述步长垂直分量等差数列的首项为无人机在叶根处规划的航路点步长的垂直分量且所述步长垂直分量等差数列的尾项为无人机在叶尖处规划的航路点步长的垂直分量；那么，所述步长水平分量公差以及所述步长垂直分量公差的计算公式分别为，

，；

当无人机的巡检方向由叶尖点至叶根点时，则所述步长水平分量等差数列的首项为无人机在叶尖处规划的航路点步长的水平分量且所述步长水平分量等差数列的尾项为无人机在叶根处规划的航路点步长的水平分量，所述步长垂直分量等差数列的首项为无人机在叶尖处规划的航路点步长的垂直分量且所述步长垂直分量等差数列的尾项为无人机在叶根处规划的航路点步长的垂直分量；那么，所述步长水平分量公差以及所述步长垂直分量公差的计算公式分别为，

，；

其中，为所述步长水平分量公差，为所述步长垂直分量公差，为无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间所需移动步长的次数。

8.根据权利要求2至7任一项所述的基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，其特征在于：当无人机的巡检方向为由叶根点至叶尖点时，航线上首个航路点为无人机在叶根处规划的航路点，航线上最后一个航路点为无人机在叶尖处规划的航路点；当无人机的巡检方向为由叶尖点至叶根点时，航线上首个航路点为无人机在叶尖处规划的航路点，航线上最后一个航路点为无人机在叶根处规划的航路点；所述S4具体为，

根据航线上首个航路点步长的水平分量以及所述步长水平分量公差，计算出无人机在各个航路点处步长的水平分量；

根据航线上首个航路点步长的垂直分量以及所述步长垂直分量公差，计算出无人机在各个航路点处步长的垂直分量；

将无人机在各个航路点处步长的水平分量和垂直分量进行向量合成，对应得到无人机在各个航路点处步长；

以航线上首个航路点到最后一个航路点连线的方向为飞行朝向，根据航线上首个航路点的GPS坐标以及无人机在各个航路点处步长，对应计算出无人机在各个航路点的GPS坐标。

9.根据权利要求2至7任一项所述的基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划方法，其特征在于：无人机在当前调整航路点处步长由无人机在当前调整航路点处步长的水平分量和垂直分量进行向量合成，

无人机在当前调整航路点处步长的水平分量和垂直分量的计算公式分别为，

，；

其中，为无人机在当前调整航路点处步长的水平分量，为无人机在当前调整航路点至航线上最后一个航路点之间的空间距离的水平分量，为无人机在当前航路点至航线上最后一个航路点之间的空间距离的水平分量，为无人机在当前航路点处步长的水平分量；为无人机在当前调整航路点处步长的垂直分量，为无人机在当前调整航路点至航线上最后一个航路点之间的空间距离的垂直分量，为无人机在当前航路点至航线上最后一个航路点之间的空间距离的垂直分量，为无人机在当前航路点处步长的垂直分量。

10.基于无人机的风机叶片巡检局部动态路径规划系统，其特征在于：利用搭载有云台相机的无人机对风机任一叶片的任一面在叶根和叶尖之间进行巡检，包括以下模块，

始末步长计算模块，其用于获取云台相机视角，设置云台相机拍摄风机叶片的照片重叠率以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距，并根据所述云台相机视角、所述照片重叠率以及所述物距，计算出无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长；其中，无人机在叶根处规划的航路点距离风机叶片的物距大于无人机在叶尖处规划的航路点距离风机叶片的物距；

空间距离计算模块，其用于获取无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，并根据无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点的GPS坐标，计算出无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离；

步长公差计算模块，其用于根据无人机在叶根处和叶尖处规划的航路点之间的空间距离以及无人机分别在叶根处和叶尖处规划的航路点步长构建步长等差数列，并计算出所述步长等差数列的步长公差；

路径规划模块，其用于根据所述步长等差数列的步长公差计算出无人机在各个航路点的步长，并结合无人机在叶根处或叶尖处规划的航路点的GPS坐标计算出无人机在各个航路点的GPS坐标，得到规划路径；

路径局部动态调整模块，其用于控制无人机按照规划路径进行风机叶片巡检；或，在无人机按照规划路径进行风机叶片巡检的过程中，对当前航路点处的无人机的位置进行调整，得到当前调整航路点，根据调整前后剩余航线空间距离的比例计算出无人机在当前调整航路点处步长，并结合无人机在当前调整航路点的GPS坐标计算出无人机由当前调整航路点飞往下一个航路点的GPS坐标。

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