[发明专利]基于电力线点云目标实时识别的无人机仿线飞行控制方法

说明书

本发明公开了一种基于电力线点云目标实时识别的无人机仿线飞行控制方法，利用三维激光点云数据对无人机仿线飞行路径进行预测得到仿线巡检自飞行路径，实现无人机自主仿线飞行，同时对仿线巡检自飞行路径进行实时更新，减少无人机仿线飞行过程中判断路径的时间，提高无人机巡检效率。

技术领域

本发明涉及无人机飞行控制领域，尤其涉及一种基于电力线点云目标实时识别的无人机仿线飞行控制方法。

背景技术

现代社会不断发展，电力线路铺设到各个区域，对电力线路的巡检也得到了更高的挑战，无人机电力线路巡检是通过对无人机航拍采集到的通道图像进行分析与处理,我们可以发现线路部件是否出现缺陷。

图像处理技术(即高精度卫星检测树木高度手段)可以突破处理海量图像的技术瓶颈,替代人工观察检测图像,降低了因为人为导致的误检率,在无人机电力巡检中具有良好的应用前景。

但是在现实情况中无人机电力线路巡检过程中，巡检路径上往往会出现各种障碍，如电力线通过的峭壁，电力线路旁的树木，此时需要控制无人机进行避障；传统的避障通过控制无人机垂直升降越过障碍物进行避障，能耗较大且不能提前进行避障准备，在遇到障碍物时首先需要进行判断，浪费时间；且最为重要的是障碍物中有可能存在树木，然后树木是随时生长的，这样自行预设的仿线路径都可能因障碍物树导致仿线飞行误差，甚至出现撞机事件。

发明内容

本发明的目的在于提供基于电力线激光点云目标实时识别的无人机仿线飞行控制系统及方法，解决了现有技术中指出的上述技术问题。

本发明提供了一种基于电力线激光点云目标实时识别的无人机仿线飞行控制系统，包括地面站服务器、多个无人机；

其中，上述无人机包括激光点云模块、检测模块、GPS定位模块、多个无人机本体；其中，上述检测模块包括IMU惯性测量单元、气压计；

所述地面站服务器与所述激光点云模块通信连接；且所述激光点云模块分别与所述IMU惯性测量单元、气压计、GPS定位模块、无人机本体通过接口实现连接；

其中，所述地面站服务器包括调取模块、初始化模块、避障处理模块、协同飞控模块；

所述调取模块，用于与所述地面站服务器的GPS定位模块协同，首先获取所述无人机的位置信息，然后访问所述IMU惯性测量单元及所述气压计并实时发起请求调取位置信息对应的无人机飞行姿态、无人机飞行高度；

所述初始化模块，根据所述发起请求调取位置信息对应的无人机飞行姿态、无人机飞行高度的同一时刻调取无人机处的三维激光点云数据，并根据所述位置信息及所述三维激光点云数据获取基于未来巡检范围内的三维激光点云数据变化临时建立初始化的预测仿线巡检自飞行路径；

所述避障处理模块，将所述初始化的预测仿线巡检自飞行路径供给仿线飞行无人机供其下载保存；根据所述巡检路线轨迹协调所有的仿线飞行无人机确定初始化的预测仿线巡检自飞行路径；

所述协同飞控模块，用于实时获取三维激光点云数据中的障碍物位置；根据所述障碍物位置确定当前位置的初始化的预测仿线巡检自飞行路径；实时获取无人机仿线飞行过程中的三维激光点云数据，在无人机飞抵三位激光点云数据中的障碍物的安全距离时，控制无人机进行避障操作；将当前无人机位置及避障路径发送至多个协同工作无人机；检测其他多个协同工作无人机仿线飞行巡检路线是否与当前无人机仿线飞行巡检路线一致，若一致则为目标无人机，目标无人机在进入当前无人机巡检区域时控制目标无人机使用当前避障路径进行避障操作后继续进行仿线飞行巡检操作。

相应地，本发明提出的基于电力线点云目标实时识别的无人机仿线飞行控制方法，包括如下操作步骤：

地面站服务器的GPS定位模块，首先获取无人机的位置信息，然后访问IMU惯性测量单元及气压计并实时发起请求调取位置信息对应的无人机飞行姿态、无人机飞行高度；