[发明专利]一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机应用领域，涉及新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法。

背景技术

高耸结构（high-rise structure），指的是高度较大、横断面相对较小的结构，以水平荷载（特别是风荷载）为结构设计的主要依据。根据其结构形式可分为自立式塔式结构和拉线式桅式结构。如广电部门的无线电塔和电视塔；电力、冶金、石油、化工等企业的电线路塔、石油钻井塔、炼油化工塔、风动机塔、排气塔、水塔、烟囱等；邮电、交通、运输等部门的电信塔、导航塔、航空指挥塔、雷达塔、灯塔等。此外，还有卫星发射塔、跳伞塔和环境气象塔等。

目前，高耸结构的外观巡检，大多数采用的是人工攀登巡检的方式，其作业难度大、作业危险系数高。因此，逐渐出现了采用无人机吊装摄像头，对高耸结构进行外观巡检。随着，工业化、城市化的发展，高耸结构空间周围可能同时存在高耸结构、高大建筑物或者高压线径路等，无人机巡检时一但失控，可能会发生无人机撞碰附近设备，造成严重后果。

为此，本发明提出了一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法。其特点是利用布设于高耸结构周围的一个无线信号发射源阵列，发射源阵列发射位置限制信号，无人机通过接收该限制信号，自动约束无人机的飞行区域，确保无人机在围绕高耸结构进行巡检飞行的时候，防止无人机失控，飞离安全飞行区域，造成无人机撞碰附近设备的问题发生。

发明内容

本发明提出了一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法。其特点是利用布设于高耸结构周围的一个无线信号发射源阵列，发射源阵列发射位置限制信号，无人机通过接收该限制信号，自动约束无人机的飞行区域。，确保无人机在围绕高耸结构进行巡检飞行的时候，防止无人机失控，飞离安全飞行区域，造成无人机撞碰附近设备的问题发生。具体如下：

①在高耸结构周围布设一定数量（N=1,2，……,+∞）的无线信号发射源S^q (q=1,2,……,N)，形成无线信号发射阵列S_N。

②每一个无线信号发射源S^q(x,y)以广播的形式发射飞行区域限制信号SS ^q，形成无线信号阵列SS_N。

③无人机在围绕高耸结构飞行时，不断地接收来自于S_N发送的位置限制信号SS ^q（q=1,2,……,N），自动计算出自身允许自由飞行的飞行区域，该飞行区域可以是飞行区域在大地水平面上的竖直投影SCP_limt、也可以是三维空间区域SCP_3Dlimt。

④当无人机在围绕高耸结构飞行时，判断出自己的位置超出了SCP_limt或SCP_3Dlimt，则自动调整飞行姿态、方向，回到允许的飞行区域内，继续完成巡检工作。

⑤该方法①至③中所提及的无线信号发射源，所发射的无线信号，可以是光信号，也可以是电磁波信号。

⑥该方法②至④中所提及的SCP_limt，是指无人机进行高耸结构巡检时，其安全飞行的空间范围在大地水平面上的垂直投影范围；该范围可以是封闭空间、任何形状，如三角形、四边形、多边形、圆形、椭圆形、五角星等，也可是半封闭、开阔形状。

本发明产生的有益效果：本发明提出了一种新型的无人机巡检高耸结构时的飞行区域控制方法，可以实现无人机在进行高耸结构巡检时飞行区域的有效控制，能够有效防止因无人机飞离安全飞行范围、碰撞高耸结构周围相关建筑、设备的问题发生。。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为一种利用5处无线信号发射源对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图

图2是利用3处无线信号发射源对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图

图3是利用1处无线信号发射源对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图

图4是一种利用激光阵列对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图

图5是一种利用激光阵列对无人机巡检高耸结构时进行飞行区域控制的实施方案示意图