[发明专利]一种基于无人机的高速公路边坡巡查的路径优化方法

说明书

本发明属于高速公路边坡巡查技术领域，具体涉及一种基于无人机的高速公路边坡巡查的路径优化方法：步骤1，对无人机拍摄质量进行控制，以获取最佳拍摄角度；步骤2，对拍摄对象进行分类，并根据分类情况确定拍摄方式；步骤3，通过无人机拍摄需要拍摄的对象，根据拍摄的图片，进行排查，提取出图片中边坡存在的病害嫌疑点；步骤4，计算各病害嫌疑点之间的距离，并构建病害嫌疑点的邻接矩阵；步骤5，将步骤4构建的邻接矩阵作为模拟退火算法的输入，计算得到无人机遍历病害嫌疑点的最短路径。本发明通过无人机对高速公路边坡进行巡查，并且能够规划处合理的巡查路径，能够解决现有技术中存在的人工巡查工作量大的问题。

技术领域

本发明属于高速公路边坡巡查技术领域，具体涉及一种基于无人机的高速公路边坡巡查的路径优化方法。

背景技术

随着计算机、通讯等方面的快速发展，无人机航摄系统也从最初的军事领域研究阶段进入各行业实际应用阶段，并广泛应用于森林防火、资源探测、搜索营救、农业检测、航拍等方面。国内外对于无人机的巡检应用已经覆盖至电力、石油、农业、通信等多个领域，但是对于无人机在公路养护特别是道路边坡巡查的研究成果还比较少，而边坡养护巡查既是公路养护巡查的重点也是难点。目前主要采用人工巡查的作业方式对边坡进行巡查，但人工巡查工作量大，边坡养护巡查工作要花费巡查人员大量的时间和精力，而且还存在巡查路径不合理的情况，这增加了巡查人员的工作量，降低了道路养护巡查整体的工作效率。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于无人机的高速公路边坡巡查的路径优化方法，该方法通过无人机对高速公路边坡进行巡查，并且能够规划处合理的巡查路径，能够解决现有技术中存在的人工巡查工作量大的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于无人机的高速公路边坡巡查的路径优化方法，包括如下步骤：

步骤1，对无人机拍摄质量进行控制，以获取最佳拍摄角度；

步骤2，对拍摄对象进行分类，并根据分类情况确定拍摄方式；

步骤3，通过无人机拍摄需要拍摄的对象，根据拍摄的图片，进行排查，提取出图片中边坡存在的病害嫌疑点；

步骤4，计算各病害嫌疑点之间的距离，并构建病害嫌疑点的邻接矩阵；

步骤5，将步骤4构建的邻接矩阵作为模拟退火算法的输入，计算得到无人机遍历病害嫌疑点的最短路径。

所述步骤1中，对无人机拍摄质量进行控制包括摄像质量控制以及飞行质量控制；

摄像质量控制是根据天气、季节、地域、时间和投射方向对无人机进行，具体为：

将天气划分为六类，分别为强烈日光、直射日光、薄云晴天、光亮阴天、阴雨天气及浓黑阴雨；后一类的天气相对于前一类的天气，无人机的曝光量增加一档；

将季节依次按照冬季、夏季和春季划分，或者依次按照冬季、夏季和秋季划分，后一个季节相比于前一个季节，无人机的曝光量增加一档；

根据地域对无人机进行摄像质量控制时，纬度每增加15°，无人机光圈相应的增加半档或一档；当根据纬度调整完无人机光圈后，海拔在1000m以下时，无人机光圈大小保持不变；海拔在1000m～2000m时，无人机光圈减小一档；海拔在2000m～4000m时，无人机光圈减小两档；

根据时间对无人机进行摄像质量控制时，选取白天的时间段，以当地正午前后1h以内的时间段作为参照；当地日出日落时刻的无人机光圈比正午前后1h以内时间段无人机光圈的曝光量减少三档；日出后1h以内以及日落前1h以内无人机光圈的曝光量较正午前后1h以内的曝光量减少两档；日出后的1h～2h以及日落前的1h～2h内无人机的曝光量较正午前后1h以内的曝光量减少一档；