[发明专利]一种无人机进狭窄空间的路径规划方法及装置

说明书

本发明公开一种无人机进狭窄空间的路径规划方法及装置，方法包括：建立三维坐标系，并对狭窄空间进行三维划分为至少三个平面；测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线；判断无人机与某一平面的间距是否达到预设间距值；若无人机与某一平面的间距达到预设间距值，测量无人机的不同角度与另一平面的距离，并确定无人机的第二航行角度和第二航行路线，直至无人机移动至目标点的正上方。通过测量不同角度无人机与各个不同面的距离，求出无人机与平面最小距离的角度为无人机的航行角度，通过调整无人机姿态来改变无人机的航向，最终使无人机沿着确定的路径到达目标位置，这样提高了无人机工作的效率。

技术领域

本发明属于电力巡检技术领域，尤其涉及一种无人机进狭窄空间的路径规划方法及装置。

背景技术

线路巡检是保证架空线路正常运行的重要手段，随着我国输电线路的快速发展，线路巡检工作面临着作业强度大、周期长，部分线路环境恶劣等问题，传统的人工巡视方法面临巨大挑战。为此，近年来电网积极引进新技术，提高线路巡检工作自动化程度，改进巡检工作模式。多旋翼无人机由多个旋翼产生升力，通过改变各个旋翼的转速控制飞行器的姿态，具有小巧灵活、垂直起降、精准悬停的优点，但存在机动性和飞行高度较低，负载较小，续航时间短等问题。

续航能力不足是制约无人机巡检效率的主要问题之一，也是进一步实现全自主无人机巡检必须解决的关键问题之一。目前，无人机巡检以小型多旋翼机型为主，典型续航时间为20～45min，油电混合的中大型机也难以超过3h，需要频繁更换电池，严重影响巡检效率。针对这一问题，除了增加电池容量和减小无人机功耗外，当前业界的主流方案是设置无人机机巢，并配合无人机自主起降技术来提高无人机电池管理自动化程度，从而减轻续航问题对巡检效率的影响。然而因为机巢的空间狭窄，所以无人机进机巢的路径规划具有重要意义。现有的使用传统的局部路径规划算法时，当环境信息未知时，存在冗余点和拐点，导致收敛时间长、路径节点扩展代价大、易出现局部最优等问题。

发明内容

本发明提供一种无人机进狭窄空间的路径规划方法及装置，用于至少解决上述技术问题之一。

第一方面，本发明提供一种无人机进狭窄空间的路径规划方法，包括：建立三维坐标系，并对狭窄空间进行三维划分为至少三个平面；测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线，其中，所述第一航行角度为无人机至所述某一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第一航行路线为无人机至所述某一平面时的最小移动距离；判断无人机与所述某一平面的间距是否达到预设间距值；若无人机与所述某一平面的间距达到预设间距值，测量无人机的不同角度与另一平面的距离，并确定无人机的第二航行角度和第二航行路线，直至无人机移动至目标点的正上方，其中，所述第二航行角度为无人机至所述另一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第二航行路线为无人机至所述另一平面时的最小移动距离。

第二方面，本发明提供一种无人机进狭窄空间的路径规划装置，包括：划分模块，配置为建立三维坐标系，并对狭窄空间进行三维划分为至少三个平面；第一确定模块，配置为测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线，其中，所述第一航行角度为无人机至所述某一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第一航行路线为无人机至所述某一平面时的最小移动距离；判断模块，配置为判断无人机与所述某一平面的间距是否达到预设间距值；第二确定模块，配置为若无人机与所述某一平面的间距达到预设间距值，测量无人机的不同角度与另一平面的距离，并确定无人机的第二航行角度和第二航行路线，直至无人机移动至目标点的正上方，其中，所述第二航行角度为无人机至所述另一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第二航行路线为无人机至所述另一平面时的最小移动距离。

第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的无人机进狭窄空间的路径规划方法的步骤。