[发明专利]一种电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法

权利要求书

1.一种电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、获取飞行器航迹规划区域内的电力线走廊激光点云数据，在所获取的激光点云数据中提取电力沿线的塔杆，得到各塔杆顶点的空间坐标；

步骤2、设置所述飞行器规划航线的起点和终点，以及该规划航线相对于各塔杆顶点的间隔，确定所述规划航线的航迹点；

步骤3、利用所述航迹点和航线规划算法生成初始飞行航线，将所述初始飞行航线载入所述飞行器的飞行导航及控制系统；其中，所述利用所述航迹点和航线规划算法生成初始飞行航线具体包括：将所述规划航线的起点、终点和航迹点导入电力沿线的激光点云数据中；

步骤4、所述飞行器在沿所述初始飞行航线飞行的过程中，通过激光雷达实时获取飞行通道上障碍物的空间坐标和范围；

步骤5、根据所述障碍物的空间坐标和范围计算回避障碍物的航迹点，并利用航线规划算法计算得到所述飞行器避障和回归规划航线的最优飞行航线；

步骤6、将所得到的最优飞行航线载入所述飞行器的飞行导航及控制系统，实现飞行路径的动态规划。

2.根据权利要求1所述电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述得到各塔杆顶点的空间坐标的过程具体为：

依据电力沿线各塔杆结构特征，搜索各塔杆的空间坐标，在所获取的激光点云数据中提取各塔杆顶点的空间坐标；

通过人工交互方式修改和确认各塔杆的顶点，得到各塔杆顶的空间坐标。

3.根据权利要求1所述电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述设置所述飞行器规划航线的起点和终点具体包括：

通过直接输入飞行器的起点和终点的空间坐标，或者在电力沿线的激光点云上选取并得到起点和终点的空间坐标，来设置所述飞行器规划航线的起点和终点。

4.根据权利要求1所述电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述利用所述航迹点和航线规划算法生成初始飞行航线还包括：

设置飞行通道半径、拐弯半径和飞机爬坡代价系数，并计算过渡航迹点；

利用最短路径航线规划算法计算规划航线，选择目标函数值最小的航线作为初始飞行航线。

5.根据权利要求1所述电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述获取飞行通道上障碍物的空间坐标和范围具体包括：

通过搭载在所述飞行器上的避障激光雷达或其他传感器实时检测飞行通道上障碍物的空间坐标和范围。

6.根据权利要求1所述电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法，其特征在于，在所述步骤5中，所述根据所述障碍物的空间坐标和范围计算回避障碍物的航迹点，并利用航线规划算法计算得到所述飞行器避障和回归规划航线的最优飞行航线具体包括：

首先以所述飞行器当前飞行位置为起点，沿所述初始飞行航线检测飞行通道内的障碍物；

然后检测障碍物相对于飞行通道的上方、下方、左方和右方的边缘点和范围，分别基于飞行通道断面的不同方向，计算回避该障碍物的航迹点；

再计算回避该障碍物的飞行代价和最短路径，选择目标函数最小代价的路经为避障飞行的最短路经，并作为最优飞行航线。