CN112799422B - 一种用于电力巡检的无人机飞行控制方法及装置 - Google Patents

一种用于电力巡检的无人机飞行控制方法及装置 Download PDF

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CN112799422B CN202110365262.8A CN202110365262A CN112799422B CN 112799422 B CN112799422 B CN 112799422B CN 202110365262 A CN202110365262 A CN 202110365262A CN 112799422 B CN112799422 B CN 112799422B
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Abstract

本发明公开了一种用于电力巡检的无人机飞行控制方法、装置及无人机，方法包括：控制无人机飞行至待检杆塔上方；调整无人机姿态，使得无人机的目标航向角朝向待检杆塔的一侧；确定待检杆塔的水平安全距离；控制无人机朝待检杆塔的一侧平移飞行水平安全距离，之后控制无人机按照预设速度垂直下降；垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像；该方法能够有效降低巡检规划的人力和物力成本。

Description

一种用于电力巡检的无人机飞行控制方法及装置
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种用于电力巡检的无人机飞行控制方法及装置。
背景技术
现有无人机电力自动巡检规划需提前规划无人机飞行航线后才能够进行自动化巡检，主要分为人工示教航点生成航线和使用GIS点云地图航迹规划两种形式，人工示教航点生成航线需要工作人员携带无人机设备前往现场对巡检目标的所有巡检点位进行拍照，生成并保存无人机飞行航线文件并进行现场航线验证，在后续的精细化巡检时，无人机可直接加载所需巡检目标的航线文件进行航线复飞完成电力设备巡检。GIS点云地图航迹规划首先需要人工到现场控制无人机搭载激光雷达对目标进行激光扫描生成点云地图，而后人工在三维点云地图上手动标注航点生成无人机飞行航线。无人机巡检时便根据点云地图上生成航线进行电力设备巡检。由此可见无论哪种方法，为能够实现全自动巡检都需要投入较大人力、物力做前期准备，智能化程度低，成本高。
此外，无人机在进行电网杆塔精细化巡检过程中，由于云台相机参数、自身定位精度、相机云台旋转精度等问题，无人机巡检航点位置会存在一定偏差，进行拍摄时会导致目标拍摄不全或者不清晰的现象，从而影响后续的图像处理和目标物缺陷识别的准确性。
发明内容
本发明提供了一种用于电力巡检的无人机飞行控制方法及装置，能够有效减少自动巡检规划的人力投入和物力投入，有效降低成本。
一种用于电力巡检的无人机飞行控制方法，包括：
控制无人机飞行至待检杆塔上方；
调整无人机姿态，使得无人机的目标航向角朝向待检杆塔的一侧；
根据无人机位置信息和待检杆塔的位置信息，确定所述待检杆塔的水平安全距离；
控制无人机朝所述待检杆塔的一侧平移飞行所述水平安全距离，之后控制无人机按照预设速度垂直下降；
垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像。
进一步地，所述无人机的目标航向角通过以下公式进行计算：
Figure 294583DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 149406DEST_PATH_IMAGE002
为无人机的目标航向角，
Figure 929143DEST_PATH_IMAGE003
为无人机的解算航向角，
Figure 324353DEST_PATH_IMAGE004
为无人机与目标方向的偏差角。
进一步地，所述待检杆塔的水平安全距离通过以下公式进行计算：
Figure 325675DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，D为待检杆塔的水平安全距离，R为地球半径，
Figure 148138DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 352854DEST_PATH_IMAGE007
分别为无人机位置的经度和纬度，
Figure 240170DEST_PATH_IMAGE008
和
Figure 909049DEST_PATH_IMAGE009
分别为待检杆塔位置的经度和纬度。
进一步地，垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像，包括：
检测相机画面中是否出现目标物；
相机画面中出现目标物之后，对目标物进行框选，获取选择框的两个对角坐标；
根据所述两个对角坐标，计算所述选择框的中心坐标；
根据所述选择框的中心坐标，生成云台控制信号控制云台转动，使得所述目标物位于相机画面中心。
进一步地，相机画面中出现目标物之后，还包括：
通过激光雷达扫描目标物，解算目标物和无人机的第一相对位置；或者，通过目标物在相机画面中的角度，解算目标物和无人机的第二相对位置；
根据目标物与无人机的第一相对位置或者第二相对位置，调整无人机至预设拍摄位置。
进一步地，通过激光雷达扫描目标物获得的目标物和无人机的第一相对位置的关系如下：
Figure 840096DEST_PATH_IMAGE010
；
Figure 781376DEST_PATH_IMAGE011
；
其中，X、Y、Z为目标物在无人机坐标系中的坐标，
Figure 518388DEST_PATH_IMAGE012
为目标物与激光雷达的距离，
Figure 979456DEST_PATH_IMAGE013
为激光雷达的安装角度，
Figure 409300DEST_PATH_IMAGE014
为激光雷达的安装高度，
Figure 339341DEST_PATH_IMAGE015
为扫描角度；
目标物和无人机的第二相对位置的关系如下：
Figure 614465DEST_PATH_IMAGE016
；
Figure 195619DEST_PATH_IMAGE017
；
其中，
Figure 530785DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 446657DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 525472DEST_PATH_IMAGE020
分别为云台的俯仰角、偏航角和滚转角；
Figure 961132DEST_PATH_IMAGE021
为目标物相对无人机的角度，
Figure 732779DEST_PATH_IMAGE022
为目标物在相机画面中的角度。
进一步地，所述选择框的中心坐标通过以下公式进行计算：
Figure 365974DEST_PATH_IMAGE023
；
Figure 248479DEST_PATH_IMAGE024
；
其中，
Figure 538646DEST_PATH_IMAGE025
和
Figure 481195DEST_PATH_IMAGE026
为选择框的两个对角坐标，
Figure 106080DEST_PATH_IMAGE027
为选择框的中心坐标。
进一步地，根据所述选择框的中心坐标，生成云台控制信号控制云台转动，使得所述目标物位于相机画面中心，包括：
根据所述选择框的中心坐标，计算使得所述目标物位于相机画面中心云台所需转动角度；
根据所述云台所需转动角度生成所述云台控制信号控制云台转动。
进一步地，所述云台所需转动角度包括水平方向所需转动角度和纵向转动所需角度；所述水平方向所需转动角度和纵向转动所需角度通过以下公式进行计算：
Figure 526697DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure 936950DEST_PATH_IMAGE029
；
其中，
Figure 50399DEST_PATH_IMAGE030
为水平方向所需转动角度，
Figure 664045DEST_PATH_IMAGE031
为纵向转动所需角度，
Figure 888353DEST_PATH_IMAGE027
为选择框的中心坐标，W为相机画面宽度，H为相机画面高度，
Figure 949850DEST_PATH_IMAGE032
为相机的实际焦距，width为像素宽度；
像素宽度width通过以下公式进行计算：
Figure 171884DEST_PATH_IMAGE033
；
Figure 584411DEST_PATH_IMAGE034
；
Length为相机的感光元件对角线长度，
Figure 799361DEST_PATH_IMAGE035
为相机的等效焦距。
一种用于电力巡检的无人机飞行控制装置，包括：
初始控制模块，用于控制无人机飞行至待检杆塔上方；
调整模块，调整无人机姿态，使得无人机的目标航向角朝向待检杆塔的一侧；
距离确定模块，用于根据无人机位置信息和待检杆塔的位置信息，确定所述待检杆塔的水平安全距离；
巡检控制模块，用于控制无人机朝所述待检杆塔的一侧平移飞行所述水平安全距离，之后控制无人机按照预设速度垂直下降；
目标检测模块，用于垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像。
本发明提供的用于电力巡检的无人机飞行控制方法及装置，至少包括如下有益效果：
（1）巡检规划只需根据待检杆塔的位置信息确定巡检起点，之后无人机下降过程中检测目标物并采集目标物图像，无需人工示教航点以及手动标注航点，有效节约自动巡检规划的人力和物力，智能化程度高，有效降低生产成本；
（2）通过计算生成云台控制信号调整云台，使得目标物位于相机画面中心，此时采集目标物的图像，获得的目标物更加完整清晰，提高后续图像处理以及目标物缺陷识别的准确性。
附图说明
图1为本发明提供的用于电力巡检的无人机飞行控制方法一种实施例的流程图。
图2为本发明提供的用于电力巡检的无人机飞行控制方法中一种应用场景下巡检起点的示意图。
图3为本发明提供的用于电力巡检的无人机飞行控制装置一种实施例的结构示意图。
图4为本发明提供的用于电力巡检的无人机一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
参考图1，在一些实施例中，提供一种用于电力巡检的无人机飞行控制方法，包括：
S1、控制无人机飞行至待检杆塔上方；
S2、调整无人机姿态，使得无人机的目标航向角朝向待检杆塔的一侧；
S3、根据无人机位置信息和待检杆塔的位置信息，确定所述待检杆塔的水平安全距离；
S4、控制无人机朝所述待检杆塔的一侧平移飞行所述水平安全距离，之后控制无人机按照预设速度垂直下降；
S5、垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像。
具体地，步骤S1中，控制无人机飞行至待检杆塔上方，包括：
S11、根据待检杆塔的高度信息以及位置信息，确定位于待检杆塔上方位置的坐标；
S12、根据待检杆塔上方位置的坐标，控制无人机飞行至待检杆塔上方。
预先获取待检杆塔的高度信息和待检杆塔的位置信息，不同类型的杆塔，安全高度距离不同。待检杆塔的位置信息包括GPS坐标或者RTK坐标，将待检杆塔的GPS坐标或者RTK坐标转换为无人机坐标系下的坐标，再将待检杆塔的高度和安全高度距离相加，获得纵向坐标，从而获得待检杆塔上方位置的坐标。
进一步地，步骤S2中，所述无人机的目标航向角通过以下公式进行计算：
Figure 980943DEST_PATH_IMAGE036
；（1）
其中，
Figure 108299DEST_PATH_IMAGE002
为无人机的目标航向角，
Figure 8122DEST_PATH_IMAGE003
为无人机的解算航向角，
Figure 262648DEST_PATH_IMAGE004
为无人机与目标方向的偏差角。
进一步地，步骤S3中，所述待检杆塔的水平安全距离通过以下公式进行计算：
Figure 564316DEST_PATH_IMAGE005
；（2）
其中，D为待检杆塔的水平安全距离，R为地球半径，
Figure 49524DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 374327DEST_PATH_IMAGE007
分别为无人机位置的经度和纬度，
Figure 744128DEST_PATH_IMAGE008
和
Figure 323139DEST_PATH_IMAGE009
分别为待检杆塔位置的经度和纬度。
进一步地，步骤S4中，控制无人机朝所述待检杆塔的一侧平移飞行所述水平安全距离，到达巡检起点，之后控制无人机按照预设速度垂直下降。
以下以具体的应用场景做进一步说明。
参考图2，待检杆塔为100，无人机的位于A点，水平安全距离为L，无人机平移水平安全距离L后位于B点，B点为巡检起点，到达B点后按照预设速度垂直下降。
进一步地，步骤S5中，无人机在垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像，具体包括：
S51、检测相机画面中是否出现目标物；
S52、相机画面中出现目标物之后，对目标物进行框选，获取选择框的两个对角坐标；
S53、根据所述两个对角坐标，计算所述选择框的中心坐标；
S54、根据所述选择框的中心坐标，生成云台控制信号控制云台转动，使得所述目标物位于相机画面中心。
具体起，相机画面中出现目标物之后，对目标物进行框选，计算选择框的中心坐标，根据中心坐标，计算使得目标物位于相机画面中心云台所需转动角度，生成云台控制信号。
进一步地，步骤S51中，通过相机采集图像，基于YOLOv5模型进行目标物识别；所述目标物包括但不限于绝缘子、横担挂点和导线挂点等。
作为一种可选的实施方式，相机画面中出现目标物之后，还包括：
通过激光雷达扫描目标物，解算目标物和无人机的第一相对位置；或者，通过目标物在相机画面中的角度，解算目标物和无人机的第二相对位置；
根据目标物与无人机的第一相对位置或者第二相对位置，调整无人机至预设拍摄位置。
通过激光雷达扫描目标物获得的目标物和无人机的第一相对位置的关系如下：
Figure 120194DEST_PATH_IMAGE010
；（3）
Figure 666713DEST_PATH_IMAGE011
；（4）
其中，X、Y、Z为目标物在无人机坐标系中的坐标，
Figure 840205DEST_PATH_IMAGE012
为目标物与激光雷达的距离，
Figure 37837DEST_PATH_IMAGE013
为激光雷达的安装角度，
Figure 5793DEST_PATH_IMAGE014
为激光雷达的安装高度，
Figure 39608DEST_PATH_IMAGE015
为扫描角度；
目标物和无人机的第二相对位置的关系如下：
Figure 751212DEST_PATH_IMAGE016
；（5）
Figure 298956DEST_PATH_IMAGE017
；（6）
其中，
Figure 437814DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 958925DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 395591DEST_PATH_IMAGE020
分别为云台的俯仰角、偏航角和滚转角；
Figure 380865DEST_PATH_IMAGE021
为目标物相对无人机的角度，
Figure 628307DEST_PATH_IMAGE022
为目标物在相机画面中的角度。
根据电网的拍摄规范，对于目标物，有时需要进行多角度的拍摄，例如目标物的正前方、正上方、正下方、斜上方、斜下方等，通过激光雷达扫描目标物，解算目标物和无人机的第一相对位置，即目标物在无人机坐标系下的坐标，可根据该坐标调整无人机位置，使得无人机位于预设拍摄位置，预设拍摄位置包括目标物的正前方、正上方、正下方、斜上方、斜下方等；或者，还可根据目标物在相机画面中的角度获得目标物相对无人机的角度，通过该角度调节无人机的位置，使得无人机位于预设拍摄位置。
进一步地，步骤S52中，在相机坐标系下，对目标物进行框选，选择框为矩形，获取选择框的两个对角坐标，分别为
Figure 699031DEST_PATH_IMAGE037
和
Figure 440853DEST_PATH_IMAGE038
。
进一步地，步骤S53中，根据所述两个对角坐标，计算所述选择框的中心坐标，所述选择框的中心坐标通过以下公式进行计算：
Figure 280633DEST_PATH_IMAGE023
；（7）
Figure 698976DEST_PATH_IMAGE024
；（8）
其中，
Figure 991417DEST_PATH_IMAGE025
和
Figure 35465DEST_PATH_IMAGE026
为选择框的两个对角坐标，
Figure 729752DEST_PATH_IMAGE027
为选择框的中心坐标。
具体地，步骤S54中，根据所述选择框的中心坐标，生成云台控制信号控制云台转动，使得所述目标物位于相机画面中心，包括：
根据所述选择框的中心坐标，计算使得所述目标物位于相机画面中心云台所需转动角度；
根据所述云台所需转动角度生成所述云台控制信号控制云台转动。
根据所述选择框的中心坐标，计算使得所述目标物位于相机画面中心云台所需转动角度；所述云台所需转动角度包括水平方向所需转动角度和纵向转动所需角度，具体通过以下公式进行计算：
Figure 318996DEST_PATH_IMAGE028
；（9）
Figure 364312DEST_PATH_IMAGE029
；（10）
其中，
Figure 447937DEST_PATH_IMAGE030
为水平方向所需转动角度，
Figure 996730DEST_PATH_IMAGE031
为纵向转动所需角度，
Figure 84772DEST_PATH_IMAGE027
为选择框的中心坐标，W为相机画面宽度，H为相机画面高度，
Figure 289488DEST_PATH_IMAGE032
为相机的实际焦距，width为像素宽度；
像素宽度width通过以下公式进行计算：
Figure 675339DEST_PATH_IMAGE033
；（11）
Figure 78639DEST_PATH_IMAGE034
；（12）
Length为相机的感光元件对角线长度，
Figure 337582DEST_PATH_IMAGE035
为相机的等效焦距。
将云台转动之后，目标物位于相机画面中心，此时采集目标物的图像，获得的目标物更加完整清晰，提高后续图像处理以及目标物缺陷识别的准确性。
上述实施例提供的方法，至少包括如下有益效果：
（1）巡检规划只需根据待检杆塔的位置信息确定巡检起点，之后无人机下降过程中检测目标物并采集目标物图像，无需人工示教航点以及手动标注航点，有效节约自动巡检规划的人力和物力，智能化程度高，有效降低生产成本；
（2）通过计算生成云台控制信号调整云台，使得目标物位于相机画面中心，此时采集目标物的图像，获得的目标物更加完整清晰，提高后续图像处理以及目标物缺陷识别的准确性。
参考图3，在一些实施例中，提供一种用于电力巡检的无人机飞行控制装置，包括：
初始控制模块201，用于控制无人机飞行至待检杆塔上方；
调整模块202，调整无人机姿态，使得无人机的目标航向角朝向待检杆塔的一侧；
距离确定模块203，用于根据无人机位置信息和待检杆塔的位置信息，确定所述待检杆塔的水平安全距离；
巡检控制模块204，用于控制无人机朝所述待检杆塔的一侧平移飞行所述水平安全距离，之后控制无人机按照预设速度垂直下降；
目标检测模块205，用于垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像。
具体地，初始控制模块201还用于根据待检杆塔的高度信息以及位置信息，确定位于待检杆塔上方位置的坐标；根据待检杆塔上方位置的坐标，控制无人机飞行至待检杆塔上方。
预先获取待检杆塔的高度信息和待检杆塔的位置坐标信息，不同类型的杆塔，安全高度距离不同。待检杆塔的位置信息包括GPS坐标或者RTK坐标，将待检杆塔的GPS坐标或者RTK坐标转换为无人机坐标系下的坐标，再将待检杆塔的高度和安全高度距离相加，获得纵向坐标，从而获得待检杆塔上方位置的坐标。
进一步地，调整模块202通过式（1）计算无人机的目标航向角。
进一步地，距离确定模块203通过式（2）确定待检杆塔的水平安全距离。
进一步地，目标检测模块205用于检测相机画面中是否出现目标物；相机画面中出现目标物之后，对目标物进行框选，获取选择框的两个对角坐标；根据所述两个对角坐标，计算所述选择框的中心坐标；根据所述选择框的中心坐标，生成云台控制信号控制云台转动，使得所述目标物位于相机画面中心。
进一步地，目标检测模块205还用于根据所述选择框的中心坐标，计算使得所述目标物位于相机画面中心云台所需转动角度；根据所述云台所需转动角度生成所述云台控制信号控制云台转动。
其中，所述目标物包括但不限于绝缘子、横担挂点和导线挂点。
进一步地，目标检测模块205还用于对目标物进行框选，选择框为矩形，获取选择框的两个对角坐标，分别为
Figure 29594DEST_PATH_IMAGE039
和
Figure 766606DEST_PATH_IMAGE040
。
根据所述两个对角坐标，计算所述选择框的中心坐标，所述选择框的中心坐标通过公式（7）和公式（8）进行计算。
所述云台所需转动角度包括水平方向所需转动角度和纵向转动所需角度，具体通过公式（9）-公式（12）进行计算。
将云台转动之后，目标物位于相机画面中心，此时采集目标物的图像，获得的目标物更加完整清晰，提高后续图像处理以及目标物缺陷识别的准确性。
此外，所述装置还包括相对位置调整模块206，用于机画面中出现目标物之后，通过激光雷达扫描目标物，解算目标物和无人机的第一相对位置；或者，通过目标物在相机画面中的角度，解算目标物和无人机的第二相对位置；根据目标物与无人机的第一相对位置或者第二相对位置，调整无人机至预设拍摄位置。
第一相对位置关系如公式（3）-（4）所示，第二相对位置关系如公式（5）-（6）所示。
上述实施例提供的装置，至少包括如下有益效果：
（1）巡检规划只需根据待检杆塔的位置信息确定巡检起点，之后无人机下降过程中检测目标物并采集目标物图像，无需人工示教航点以及手动标注航点，有效节约自动巡检规划的人力和物力，智能化程度高，有效降低生产成本；
（2）通过计算生成云台控制信号调整云台，使得目标物位于相机画面中心，此时采集目标物的图像，获得的目标物更加完整清晰，提高后续图像处理以及目标物缺陷识别的准确性。
参考图4，在一些实施例中，提供一种无人机301，无人机301上搭载有处理器305以及存储模块306；存储模块306存储有多条指令，处理器305用于读取所述多条指令并执行上述实施例所述的方法，例如：控制无人机飞行至待检杆塔上方；调整无人机姿态，使得无人机的目标航向角朝向待检杆塔的一侧；根据无人机位置信息和待检杆塔的位置信息，确定所述待检杆塔的水平安全距离；控制无人机朝所述待检杆塔的一侧平移飞行所述水平安全距离，之后控制无人机按照预设速度垂直下降；垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像。
此外，无人机上还搭载有云台303、相机304，相机304与云台303配合设置，处理器305与云台303以及相机304连接。
在一些实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述多条指令可被处理器读取并执行上述实施例所述的方法；例如：控制无人机飞行至待检杆塔上方；调整无人机姿态，使得无人机的目标航向角朝向待检杆塔的一侧；根据无人机位置信息和待检杆塔的位置信息，确定所述待检杆塔的水平安全距离；控制无人机朝所述待检杆塔的一侧平移飞行所述水平安全距离，之后控制无人机按照预设速度垂直下降；垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种用于电力巡检的无人机飞行控制方法，其特征在于，包括：
控制无人机飞行至待检杆塔上方；
调整无人机姿态，使得无人机的目标航向角朝向待检杆塔的一侧；
根据无人机位置信息和待检杆塔的位置信息，确定所述待检杆塔的水平安全距离；
控制无人机朝所述待检杆塔的一侧平移飞行所述水平安全距离，之后控制无人机按照预设速度垂直下降；
垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像；
所述无人机的目标航向角通过以下公式进行计算：
Figure 95043DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 651926DEST_PATH_IMAGE002
为无人机的目标航向角，
Figure 778014DEST_PATH_IMAGE003
为无人机的解算航向角，
Figure 445755DEST_PATH_IMAGE004
为无人机与目标方向的 偏差角；
垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像，包括：
检测相机画面中是否出现目标物；
相机画面中出现目标物之后，对目标物进行框选，获取选择框的两个对角坐标；
根据所述两个对角坐标，计算所述选择框的中心坐标；
根据所述选择框的中心坐标，生成云台控制信号控制云台转动，使得所述目标物位于相机画面中心。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相机画面中出现目标物之后，还包括：
通过激光雷达扫描目标物，解算目标物和无人机的第一相对位置；或者，通过目标物在相机画面中的角度，解算目标物和无人机的第二相对位置；
根据目标物与无人机的第一相对位置或者第二相对位置，调整无人机至预设拍摄位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过激光雷达扫描目标物获得的目标物和无人机的第一相对位置的关系如下：
Figure 583476DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 435894DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，X、Y、Z为目标物在无人机坐标系中的坐标，
Figure 659065DEST_PATH_IMAGE007
为目标物与激光雷达的距离，
Figure 989552DEST_PATH_IMAGE008
为 激光雷达的安装角度，
Figure 981779DEST_PATH_IMAGE009
为激光雷达的安装高度，
Figure 5099DEST_PATH_IMAGE010
为扫描角度；
目标物和无人机的第二相对位置的关系如下：
Figure 449987DEST_PATH_IMAGE011
；
Figure 584165DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 696477DEST_PATH_IMAGE013
分别为云台的俯仰角、偏航角和滚转角；
Figure 625119DEST_PATH_IMAGE014
为目标物相对无人 机的角度，
Figure 822882DEST_PATH_IMAGE015
为目标物在相机画面中的角度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择框的中心坐标通过以下公式进行计算：
Figure 495172DEST_PATH_IMAGE016
；
Figure 727570DEST_PATH_IMAGE017
；
其中，
Figure 827113DEST_PATH_IMAGE018
和
Figure 512172DEST_PATH_IMAGE019
为选择框的两个对角坐标，
Figure 129098DEST_PATH_IMAGE020
为选择框的中心坐标。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述选择框的中心坐标，生成云台控制信号控制云台转动，使得所述目标物位于相机画面中心，包括：
根据所述选择框的中心坐标，计算使得所述目标物位于相机画面中心云台所需转动角度；
根据所述云台所需转动角度生成所述云台控制信号控制云台转动。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述云台所需转动角度包括水平方向所需转动角度和纵向转动所需角度；所述水平方向所需转动角度和纵向转动所需角度通过以下公式进行计算：
Figure 75058DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure 486447DEST_PATH_IMAGE022
；
其中，
Figure 783437DEST_PATH_IMAGE023
为水平方向所需转动角度，
Figure 938474DEST_PATH_IMAGE024
为纵向转动所需角度，
Figure 879886DEST_PATH_IMAGE025
为选择框的中心 坐标，W为相机画面宽度，H为相机画面高度，
Figure 586810DEST_PATH_IMAGE026
为相机的实际焦距，width为像素宽度；
像素宽度width通过以下公式进行计算：
Figure 980883DEST_PATH_IMAGE027
；
Figure 939611DEST_PATH_IMAGE028
；
Length为相机的感光元件对角线长度，
Figure 860163DEST_PATH_IMAGE029
为相机的等效焦距。
7.一种用于电力巡检的无人机飞行控制装置，其特征在于，包括：
初始控制模块，用于控制无人机飞行至待检杆塔上方；
调整模块，调整无人机姿态，使得无人机的目标航向角朝向待检杆塔的一侧；
距离确定模块，用于根据无人机位置信息和待检杆塔的位置信息，确定所述待检杆塔的水平安全距离；
巡检控制模块，用于控制无人机朝所述待检杆塔的一侧平移飞行所述水平安全距离，之后控制无人机按照预设速度垂直下降；
目标检测模块，用于垂直下降过程中，检测目标物并采集目标物图像；
调整模块通过以下公式计算无人机的目标航向角：
Figure 878935DEST_PATH_IMAGE030
；
其中，
Figure 884937DEST_PATH_IMAGE031
为无人机的目标航向角，
Figure 381777DEST_PATH_IMAGE032
为无人机的解算航向角，
Figure 32201DEST_PATH_IMAGE033
为无人机与目标方向的 偏差角；
目标检测模块用于检测相机画面中是否出现目标物；相机画面中出现目标物之后，对目标物进行框选，获取选择框的两个对角坐标；根据所述两个对角坐标，计算所述选择框的中心坐标；根据所述选择框的中心坐标，生成云台控制信号控制云台转动，使得所述目标物位于相机画面中心。
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