[发明专利]无人机巡检航线规划方法及装置

说明书

本申请提供了一种无人机巡检航线规划方法及装置，其中，所述方法包括：获取输电线路的激光点云，将所述激光点云加载至三维笛卡尔坐标系；在三维笛卡尔坐标系中，以单个杆塔为基本单元，构造塔杆横切面和纵切面的塔杆切面参考系；基于所述塔杆切面参考系，建立球型移动参考系；根据球型移动参考系以及目标位置，获取无人机巡检航线；其中，所述目标位置为塔杆上需要拍摄的位置。采用前述的方案，解决了无人机在巡检位置巡检时，绕拍照位置(即目标位置)移动不便的问题，并解决了现场根据拍照效果反复调整航线的问题；同时极大的提高规划效率，进而提高了无人机巡检效率，实现了精细化巡检。

技术领域

本申请涉及电力巡检技术领域，尤其涉及一种无人机巡检航线规划方法及装置。

背景技术

为了保证输电线路的安全运行，电力人员需定期对输电线路进行巡检维护。传统的电力巡检方式通常为人工巡检，但是人工巡检不仅费时费力，效率低，且在巡检过程中还存在各种安全隐患，因此，随着无人机技术的飞速发展，电力巡检工作逐渐由无人机替代。将无人机应用到电力巡检方面，大大提高了电力巡检效率，同时降低了劳动强度，进一步地，无人机能够及时的发现缺陷，及时处理，避免因停电带来损失。

在使用无人机进行电力巡检时，通常需预先规划巡检航线，无人机依据规划好的巡检航线进行自动飞行，并在杆塔等关键部位附近执行相关动作(例如：拍照、录像等)，并传输至控制中心，完成自动巡检工作。上述过程中，比较重要的环节是巡检航线的规划，常规航线的规划是，首先获取输电线路的坐标系，根据坐标系，在距离坐标点一定距离处规划直线航线，但是，无人机在塔杆附件移动位置时，既要考虑拍照角度，同时要兼顾拍照距离，根据直线航线不方便调整位置，降低了巡检效率。

发明内容

本申请提供了一种无人机巡检航线规划方法及装置，以解决现有航线规划时，无人机按照该航线巡检时，巡检效率较低的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种无人机巡检航线规划方法，包括：

获取输电线路的激光点云，将所述激光点云加载至三维笛卡尔坐标系；

在三维笛卡尔坐标系中，以单个杆塔为基本单元，构造塔杆横切面和纵切面的塔杆切面参考系；

基于所述塔杆切面参考系，建立球型移动参考系；

根据球型移动参考系以及目标位置，获取无人机巡检航线；其中，所述目标位置为塔杆上需要拍摄的位置。

结合第一方面，在一种实现方式中，构造塔杆横切面和纵切面的塔杆切面参考系，包括：

将杆塔按高程分为下、中、上三部分激光点云；

分别计算下部和上部的最小包围框，将上部和下部两个最小包围框四条边的中点对边连线，各生成两个切线，由上部最小包围框的较长切线和底部最小包围框的两个切线分别求向量夹角；

将向量夹角较小的底部切线作为杆塔的横切线，另一条则为纵切线，将横切线和纵切线分别等间隔扩展形成切面，构造成塔杆横切面和纵切面的塔杆切面参考系。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述分别计算下部和上部的最小包围框包括：

将杆塔三等分后，将上下两部分激光点云分别做相对XOY平面投影，分别计算平面内n个点的点集凸包，再求出凸包的最小外接矩形，即为最小包围框。

结合第一方面，在一种实现方式中，建立球型移动参考系包括：

沿塔杆坐标系中的杆塔横切面平行方向向杆塔外引出旋转轴，该旋转轴为固定半径的向量，其中，所述旋转轴的半径由目标位置确定；

以该向量为基准上下左右旋转，旋转轴末端的轨迹形成球型移动参考系；其中，无人机在球型移动参考系中的巡检位置由目标位置以及拍摄角度确定。