[发明专利]一种针对电力杆塔的无人机自主巡检航线生成方法

说明书

本发明公开了一种针对电力杆塔的无人机自主巡检航线生成方法，包括以下步骤：S1.判断电力杆塔的几何结构是否已知：若是，获取电力杆塔的部分巡检点三维坐标然后进行优化，并结合电力杆塔的几何结构，得到其它巡检点坐标；若否，获取电力杆塔所有巡检点的三维坐标；S2.根据位置约束条件，确定与电力杆塔巡检点数目相同且一一对应的多个巡航点；S3.在线生成包括多个巡航点的自主巡检航线。本发明有助于减少无人机巡检航线生成的计算量，节省了时间成本，提高了巡检航线的精确度，有利于提高无人机自主巡检航线生成的效率。

技术领域

本发明涉及电力杆塔巡检，特别是涉及一种针对电力杆塔的无人机自主巡检航线生成方法。

背景技术

目前，我国的高压输电线路总长度已超过50万公里。这些电力传输线路常年暴露野外，人迹罕至，有些地方的自然环境异常复杂，暴露在这样环境中的输电线路不可避免地会遭受到来自各方面因素的影响，比如暴风雨、冰雪天气和雷击等恶劣的气候，鸟兽在线缆上的停歇筑巢对线缆造成的短路，以及来自周围人类的活动对线缆造成的破坏，为了保证输电线路的安全运行，各地区的电力公司都会制定相应的章程来保证对输电线路的定期巡视维护。传统的人工巡检作业费时费力，效率非常低，在巡检过程中存在各种安全隐患等问题，随着近年来无人机技术的不断发展，各地市的电力公司已经大量采用无人机对输电线路进行巡检，包括通道巡检，精细化巡检，树障巡检等方式。

精细化巡检方式主要是对电力杆塔进行巡检，目前利用无人机对电力杆塔的巡检方式主要有手动和自主巡检。手动巡检是以人工操纵无人机巡检为主，需要大量的人力去拍摄电力杆塔的主要结构进行缺陷巡检，但受困于恶劣的地形地貌和气候环境影响，人工巡检的效率低且存在极大的安全隐患。目前自主巡检方式一般是采用机器学习的方法，这种方法首先需要手动控制无人机进行巡检学习，记录需要巡检的位置，然后根据这些位置，利用一些航线规划算法生成巡检航线，以此进行自主巡检。但是目前这种自主巡检依然存在以下问题：

由于生成巡检的线路需要精度很高的巡检点位置，而目前的无人机的GPS定位精度较低，导致在巡检后，拍摄的部位、顺序均会有较大差异，导致后面的缺陷分析难度加大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种针对电力杆塔的无人机自主巡检航线生成方法，降低了巡检航线生成的工作量，提高了巡检航线的精确度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种针对电力杆塔的无人机自主巡检航线生成方法，包括以下步骤：

S1.判断电力杆塔的几何结构是否已知：

若是，获取电力杆塔的部分巡检点三维坐标，并结合电力杆塔的几何结构，得到其它巡检点坐标然后进行优化；

若否，获取电力杆塔所有巡检点的三维坐标；

S2.根据位置约束条件，确定与电力杆塔巡检点数目相同且一一对应的多个巡航点，所述的巡检点指的是杆塔上需要检查缺陷的位置点，巡航点指的是无人机拍照时的位置点；

S3.在线生成包括多个巡航点的自主巡检航线。

所述步骤S1中，若已知电力杆塔的几何结构，获取电力杆塔的部分巡检点三维坐标然后进行优化，并结合电力杆塔的几何结构，得到其它巡检点坐标的具体步骤包括：

A1、获取对电力杆塔上若干个巡检点拍摄的多张图像和对应的数据；

A2、处理图像和对应的数据计算巡检点的三维坐标；

A3、由巡检点之间的结构信息引入额外的优化巡检点坐标方法；

A4、利用杆塔几何结构信息和几何测量方法计算其它多个巡检点坐标。

其中，所述步骤A1包括以下两种信息获取方式：