[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

说明书

本发明公开了一种电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法，首先获取飞行器航迹规划区域内的电力线走廊激光点云数据；然后确定所述规划航线的航迹点；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；获取飞行通道上障碍物的空间坐标和范围；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；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。利用上述方法能够在线动态规划回避障碍物的飞行路线，从而实现电力线路巡检过程中障碍物的有效回避。

技术领域

本发明涉及电力系统巡检技术领域，尤其涉及一种电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法。

背景技术

目前，电力输电线路巡检是电网公司日常维护的基本工作之一，传统的人工巡检方式工作量大、效率低、成本高，且受天气和地理环境的影响大，随着航空和电子技术发展，利用飞机搭载激光雷达等传感器，成为电力线路巡检的重要途径。

现有技术中电力线路巡检多采用直升机或无人机搭载相应的传感器巡检，在电力巡检作业前，首先进行电力巡检的飞行路线规划，飞机驾驶员或无人机操控人员沿规划的飞行路线开展巡检作业。由于输电线路多分布于山区，地形复杂，树木繁多，预先设定的航线不能对未知障碍物准确回避，特别是无人机在远距离情况下不可能通过人为干预回避障碍物，势必造成重大的经济财产损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法，利用该方法能够在线动态规划回避障碍物的飞行路线，从而实现电力线路巡检过程中障碍物的有效回避。

一种电力线路巡检过程中飞行路径的动态规划方法，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；

步骤4、所述飞行器在沿所述初始飞行航线飞行的过程中，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。

在所述步骤1中，所述得到各塔杆顶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，得到各塔杆顶点的正确空间坐标。

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。

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；

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。