CN110579768A - 一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法，从测区首个航点开始，计算每相邻三个航点构成的转弯角，并设定一个转弯角的对比值，若转弯角大于对比值，设定该航点正常转弯，若转弯角小于对比值，则设定该航点进行协调转弯，重新规划航线，生成正常转弯转弯点和协调转弯转弯点，最终得到固定翼无人机激光雷达电力巡线航线。该航线设计可快速获取输电线路本体及走廊的高精度三维点云信息，极大地提高巡线效率和巡检精度。在杆塔线路转角较大的地方通过协调转弯，不受飞机转弯姿态的影响，保证了在复杂的巡线情况下也能获取完整、均匀的获取点云数据，构建有效的三维巡检通道。

Description

一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法
技术领域
本发明涉及无人机控制技术领域，尤其涉及一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法。
背景技术
目前电力线路巡检主要包括人工地面巡检和旋翼无人机巡检两种方式，不仅劳动强度大、工作条件艰苦，劳动效率低，而且人工观测巡检很难对输电线路通道内的地形地物和线路安全距离隐患进行准确判断。垂起固定翼无人机以不受起飞场地约束、速度快、续航时间长的优势，搭载激光雷达设备可高效快速的采集输电线路本体及走廊的高精度三维点云信息，能够穿透植被获取地表信息，***无须人工干预可以完全自动对造成线路安全问题的隐患和异常进行分析，极大地提高巡线效率、提升巡检精度、消除巡检盲区。
但随着架空输电线路规模日益扩大，特别是超高压交直流、特高压交直流线路，遍布大江南北，并且大多数的电力路线走廊交叉跨越和周围环境复杂，受地形、气候、飞机转弯时间等因素的影响，一直沿杆塔路线飞行难以保证飞行质量，导致转弯处采集的三维点云数据缺失，从而无法构建完整的三维巡检通道。
在无人机机载雷达电力巡线作业时，通常是沿杆塔位置的两侧上方直飞，在杆塔转角较大时，飞机飞行过程中会提前转弯，导致测区不能完全覆盖，导致点密度十分不均匀，加之电力线自身反射能力有限，在测区转弯，飞行姿态变化过大，则无法获取完整的三维通道信息，导致数据无效，需要重飞或补飞，无形之中增加了人力物力成本，降低了作业效率。
发明内容
本发明的目的即为解决通过航线规划，在巡线杆塔转角较大时，在进入下一航路点时先进行协调转弯，不受飞机转弯姿态的影响，保证在航线能完整的覆盖到整个测区，从而能够获取高精度的电力巡检三维通道信息，提高作业效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法，导入电力巡线测区文件，在电力巡线测区中选定无人机的起飞点和降落点，设定无人机航线与所测线路两侧的偏移量，生成初始航线，从测区首个航点开始，计算每相邻三个航点构成的转弯角，并设定一个转弯角的对比值，若转弯角大于对比值，设定该航点正常转弯，若转弯角小于对比值，则设定该航点进行协调转弯，重新规划航线，生成正常转弯转弯点和协调转弯转弯点，最终得到固定翼无人机激光雷达电力巡线航线。
进一步的，航点为所测线路中塔杆的两侧的偏移点。
进一步的，转弯角为相邻三个航点构成的位于偏移方向外侧的角。
进一步的，转弯角的对比值的设定与无人机执行任务设定的飞行速度呈正相关。
进一步的，正常转弯转弯点为根据无人机执行任务设定的飞行速度形成的转弯半径所构成的圆，该圆与航线转弯角形成的切点。
进一步的，协调转弯转弯点为根据无人机执行任务设定的飞行速度形成的转弯半径所构成的圆，该圆与航线转弯角延伸段形成的切点。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明的航线设计目的是在杆塔转角较大的情况下，使无人机通过协调转弯再进入下一航点。可快速获取输电线路本体及走廊的高精度三维点云信息，极大地提高巡线效率和巡检精度。在杆塔线路转角较大的地方通过协调转弯，不受飞机转弯姿态的影响，保证了在复杂的巡线情况下也能获取完整、均匀的获取点云数据，构建有效的三维巡检通道。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明航线设计一种流程图；
图2是本发明航线设计初始航线生成的一种实施例示意图；
图3是不进行协调转弯航线生成的一种示意图；
图4是本发明航线设计进行协调转弯航线生成的一种实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法，导入电力巡线测区文件，根据具体的地形情况合理地选择开阔、平坦区域作为起降场地，并在导入的电力巡线测区文件中选定无人机的起飞点和降落点，随之设定无人机航线与所测线路两侧的偏移量，生成初始航线。
以所测线路中塔杆的两侧的偏移点作为航点，从测区首个航点开始，计算每相邻三个航点构成的转弯角，其转弯角为相邻三个航点构成的位于偏移方向外侧的角，并设定一个转弯角的对比值，若转弯角小于对比值，则认为该航点转弯比较急，该航路点需协调转弯，若转弯角大于对比值，则认为该航点转弯较为平缓，可直接进入下一航路点。在初始航线的基础下重新规划航线，根据无人机执行任务设定的飞行速度形成的转弯半径所构成的圆，在该圆与航线转弯角形成的切点生成正常转弯的转弯点。根据无人机执行任务设定的飞行速度形成的转弯半径所构成的圆，该圆与航线转弯角延伸段形成的切点生成协调转弯的转弯点。并生成转弯的航线，最终得到固定翼无人机激光雷达电力巡线航线。该电力巡线航线可导入执行任务无人机中，使其按照航线进行飞行，执行任务。
由于无人机的飞行速度越大，其转弯半径越大。因此，该对比值的设定与无人机执行任务设定的飞行速度呈正相关，无人机设定的飞行速度越快，该对比值应当设定越大，无人机设定的飞行速度越慢，该对比值则应当设定越小。在实际任务的过程中，无人机在起飞后，以约100km/h的速度匀速的飞行。以100km/h的飞行速度进行试验，得到转弯角的对比值为约100度时，可以克服杆塔转角较大，测区不能完全覆盖的问题，同时不会频繁地进行协调转弯。
图2为初始航线生成的实施例，根据设定的偏移量，生成初始航线。图3为不进行协调转弯的实施例，在转弯角较小的航点进行正常转弯就会出现飞机在飞行过程中会提前转弯，导致测区不能完全覆盖，导致点密度十分不均匀，则无法获取完整的三维通道信息，导致数据无效的情况。图4为进行协调转弯的实施例，在转弯角较小的航点无人机就会通过协调转弯的方式克服提前转弯，导致测区不能完全覆盖的问题。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法，其特征在于：导入电力巡线测区文件，在电力巡线测区中选定无人机的起飞点和降落点，设定无人机航线与所测线路两侧的偏移量，生成初始航线，从测区首个航点开始，计算每相邻三个航点构成的转弯角，并设定一个转弯角的对比值，若转弯角大于对比值，设定该航点正常转弯，若转弯角小于对比值，则设定该航点进行协调转弯，重新规划航线，生成正常转弯转弯点和协调转弯转弯点，最终得到固定翼无人机激光雷达电力巡线航线。
2.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法，其特征在于：航点为所测线路中塔杆的两侧的偏移点。
3.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法，其特征在于：转弯角为相邻三个航点构成的位于偏移方向外侧的角。
4.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法，其特征在于：转弯角的对比值的设定与无人机执行任务设定的飞行速度呈正相关。
5.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法，其特征在于：正常转弯转弯点为根据无人机执行任务设定的飞行速度形成的转弯半径所构成的圆，该圆与航线转弯角形成的切点。
6.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机载激光雷达电力巡线航线设计方法，其特征在于：协调转弯转弯点为根据无人机执行任务设定的飞行速度形成的转弯半径所构成的圆，该圆与航线转弯角延伸段形成的切点。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112414409A (zh) * 2020-11-16 2021-02-26 天津航天中为数据***科技有限公司 一种基于串结构的自主巡检路径规划方法及飞行器
CN112711267A (zh) * 2020-04-24 2021-04-27 江苏方天电力技术有限公司 基于rtk高精度定位与机器视觉融合的无人机自主巡检方法
CN113075938A (zh) * 2021-03-26 2021-07-06 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***及方法
CN113268085A (zh) * 2021-07-16 2021-08-17 成都纵横大鹏无人机科技有限公司 一种航线规划方法、装置及机载激光雷达的飞行设备
CN113296537A (zh) * 2021-05-25 2021-08-24 湖南博瑞通航航空技术有限公司 基于电力杆塔模型匹配的电力无人机巡检方法及***
CN114995418A (zh) * 2022-05-31 2022-09-02 郑州北斗七星通讯科技有限公司 一种水上机器人路线规划方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6669145B1 (en) * 2002-12-30 2003-12-30 The Boeing Company Apparatus, method and system for fluid-motion-powered modulation of a retroreflector for remote position sensing
CN108062438A (zh) * 2017-12-07 2018-05-22 北京天润新能投资有限公司 一种用于风电场运行道路的选线***及选线方法
CN108132675A (zh) * 2017-11-23 2018-06-08 东南大学 一种工厂巡视无人机自主路径巡航以及智能避障方法
CN108332753A (zh) * 2018-01-30 2018-07-27 北京航空航天大学 一种无人机电力巡检路径规划方法
CN110032214A (zh) * 2019-04-17 2019-07-19 中国人民解放军海军航空大学 基于矢量场的快速Standoff目标跟踪方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6669145B1 (en) * 2002-12-30 2003-12-30 The Boeing Company Apparatus, method and system for fluid-motion-powered modulation of a retroreflector for remote position sensing
CN108132675A (zh) * 2017-11-23 2018-06-08 东南大学 一种工厂巡视无人机自主路径巡航以及智能避障方法
CN108062438A (zh) * 2017-12-07 2018-05-22 北京天润新能投资有限公司 一种用于风电场运行道路的选线***及选线方法
CN108332753A (zh) * 2018-01-30 2018-07-27 北京航空航天大学 一种无人机电力巡检路径规划方法
CN110032214A (zh) * 2019-04-17 2019-07-19 中国人民解放军海军航空大学 基于矢量场的快速Standoff目标跟踪方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112711267A (zh) * 2020-04-24 2021-04-27 江苏方天电力技术有限公司 基于rtk高精度定位与机器视觉融合的无人机自主巡检方法
CN112414409A (zh) * 2020-11-16 2021-02-26 天津航天中为数据***科技有限公司 一种基于串结构的自主巡检路径规划方法及飞行器
CN113075938A (zh) * 2021-03-26 2021-07-06 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***及方法
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***及方法
CN113296537A (zh) * 2021-05-25 2021-08-24 湖南博瑞通航航空技术有限公司 基于电力杆塔模型匹配的电力无人机巡检方法及***
CN113296537B (zh) * 2021-05-25 2024-03-12 湖南博瑞通航航空技术有限公司 基于电力杆塔模型匹配的电力无人机巡检方法及***
CN113268085A (zh) * 2021-07-16 2021-08-17 成都纵横大鹏无人机科技有限公司 一种航线规划方法、装置及机载激光雷达的飞行设备
CN114995418A (zh) * 2022-05-31 2022-09-02 郑州北斗七星通讯科技有限公司 一种水上机器人路线规划方法
CN114995418B (zh) * 2022-05-31 2023-10-20 郑州北斗七星通讯科技有限公司 一种水上机器人路线规划方法

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