[发明专利]一种输电杆塔的无人机巡检航线自动生成方法

权利要求书

1.一种输电杆塔的无人机巡检航线自动生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取待巡检输电杆塔的塔基点云投影；根据所述塔基点云投影，提取区域点云；所述区域点云包含所述输电杆塔的横担及左右地线的完整结构；

S2、在所述区域点云内自下往上动态截取第一预设距离范围内的平面点云，构造点云组；根据是否满足横担高程间隔距离对所述点云组进行过滤；根据过滤后的所述点云组，获取所述输电杆塔的横担层数和每层横担中心点的位置；

S3、根据所述横担层数和每层横担中心点的位置，识别所述输电杆塔的塔型，并获取挂点位置信息；

S4、根据所述挂点位置信息，由穿针引线的方式生成航点序列对；根据所述航点序列对，按预设安全航线距离生成自动巡检航线。

2.如权利要求1所述的一种输电杆塔的无人机巡检航线自动生成方法，其特征在于，还包括：

S5、对所述自动巡检航线进行安全检测，获取不满足所述输电杆塔的安全距离要求的航点区段，筛选出待调整航点；对所述待调整航点进行调整，直至满足所述输电杆塔的安全距离要求；所述待调整航点为所述航点区段的两端航点中距离点云最近的点；

S6、根据调整后的航点序列对，按预设安全航线距离生成自动巡检航线。

3.如权利要求2所述的一种输电杆塔的无人机巡检航线自动生成方法，其特征在于，对所述待调整航点进行调整，包括：

对所述待调整航点按照先调整与最近点云的距离，再调整竖直角度，后调整水平角度的顺序进行调整；

监测调整后的航点与所述最近点云的距离的增量是否是正相关，如果为正相关，则继续调整；如果为负相关，则反向调整或停止调整；

直至所述待调整航点满足所述输电杆塔的安全距离要求或者迭代计算次数超过预设阈值，停止调整。

4.如权利要求1所述的一种输电杆塔的无人机巡检航线自动生成方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、获取待巡检输电杆塔的塔基点云投影；根据所述塔基点云投影的最小包围框对角线的交点，确定所述输电杆塔的中心点；根据所述输电杆塔的中心点，确定所述输电杆塔的塔切面；

S12、以所述输电杆塔的中心点为中心，分别沿所述塔切面的方向的两侧以及所述塔切面的法向量方向的两侧外延第二预设距离，构造选择范围；

S13、在所述选择范围内提取区域点云；所述区域点云包含所述输电杆塔的横担及左右地线的完整结构。

5.如权利要求4所述的一种输电杆塔的无人机巡检航线自动生成方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据过滤后的所述点云组，获取所述输电杆塔的横担层数和每层横担中心点的位置，包括：

S21、计算过滤后的每组所述点云组的二维最小包围框；将所述二维最小包围框的短边中点在所述塔切面上的投影作为横担中心点；所述二维最小包围框的高程为每组所述点云组内点云的最小高程；

S22、获取每组所述点云组的横担中心点；

S23、循环执行步骤S21～步骤S22，直至所述横担中心点的个数满足预设条件；记录所述输电杆塔的横担层数和每层横担中心点的位置；所述横担层数等于所述横担中心点的个数的预设倍数。

6.如权利要求1所述的一种输电杆塔的无人机巡检航线自动生成方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据所述横担层数和每层横担中心点的位置，识别所述输电杆塔的塔型，包括：

S31、自所述横担中心点向远离所述输电杆塔的方向外延第三预设距离，并在向下第四预设距离的位置处设置第一标记，将距离所述第一标记的最近点云投影到所述塔切面的点作为下挂点；

S32、分别在所述下挂点的左右两侧第五预设距离处设置第二标记和第三标记，获取所述第二标记和第三标记的最近点云；若所述第二标记和第三标记的最近点云的高程均大于所述下挂点的高程，则所述输电杆塔为耐张杆塔；否则，为直线杆塔；若所述横担层数小于3，则所述输电杆塔的塔型为单回；若所述横担层数等于3，则所述输电杆塔的塔型为双回。

7.如权利要求6所述的一种输电杆塔的无人机巡检航线自动生成方法，其特征在于，所述步骤S3中，获取挂点位置信息，包括：

以所述横担中心点为中心，分别沿所述塔切面的法向量方向的两侧外延第六预设距离，等预设间隔划分构造矩形范围，提取局部点云；当所述局部点云中存在点云的高程低于第七预设距离且外延距离大于第八预设距离时，则将所述点云的位置信息标记为左右挂点的位置信息；

以所述下挂点与所述横担中心点的连线中点为中心，构造半径为第九预设距离的球型范围；若所述球型范围内的点云个数大于1，则将所述点云的位置信息标记为跳线绝缘子航点的位置信息；

重复执行上述步骤，获取每层横担的左右挂点和跳线绝缘子航点的位置信息，作为挂点位置信息。