[发明专利]一种电力无人机巡检路线规划方法和装置

说明书

本发明公开了一种电力无人机巡检路线规划方法和装置，该方法包括环境建模、任务建模、路线规划3个步骤。本发明提出的电力无人机巡检路线规划方法，将待巡视的杆塔、线路、场地等电力设施及其周边环境，进行空间三维建模；将巡检任务所包含的各个任务点的位置坐标、拍摄角度等参数进行整理，得到子任务集合；根据环境建模结果和任务建模结果，计算最优路线。该方法具有安全性强、规划速度快、巡检效率高等优点。

技术领域

本发明涉及一种电力无人机巡检路线规划方法和电力无人机巡检路线规划装置。

背景技术

随着电网技术发展，使用无人机进行输电线路巡检已经成为常态，现有的电力巡检无人机通常由巡检人员操作飞行，或事先将飞行路径设置好，再由智能飞控系统操作无人机飞行。

在无人机巡检路线规划方面，一般是专业技术人员根据自己的经验和习惯手动决定。人工进行无人机巡检线路规划，比较方便，但也比较粗糙，往往得不到一个耗时耗能最低的巡检方案。而如果经过精确计算，来获得一个耗时耗能较低的巡检方案，又需要花费很长时间来进行计算和规划。

因此，需要一种电力无人机巡检路线智能规划方法，来对无人机巡检的方案进行高效快速规划，并得到安全可靠、低耗时低耗能的巡检路线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力无人机巡检路线规划方法，以代替人工手动规划。

本发明的目的还在于提供一种电力无人机巡检路线规划装置，以代替人工手动规划。

为此，本发明一方面提供了一种电力无人机巡检线路规划方法，包括以下步骤：空间建模步骤：对待巡视的电力设施及其周边环境，进行空间三维建模，得到他们的空间占位信息；状态建模步骤：根据现场安全因素设置安全飞行距离和安全飞行高度，结合空间建模步骤的信息，得到无人机在此次任务中允许飞行的空间；任务建模步骤：将此次巡检任务所包含的各个任务点的相关参数进行整理，得到子任务集合，且分别设置合适的起飞位置范围和合适的降落位置范围，分别对应起飞前状态和降落后状态；问题建模步骤：将无人机路线规划问题转换为一个简单有向图的周游问题，其中，所述简单有向图的节点包括：无人机起飞前的状态为起始节点，落地状态为终止节点，各个子任务的状态为中间节点；所述简单有向图的节点之间边的权重为无人机从一个节点到达另一个节点的最低代价；以及问题求解步骤：利用图论相关算法，对所述问题建模步骤产生的周游问题求最优解，得到无人机路线规划最优方案。

根据本发明的另一方面，提供了一种电力无人机巡检线路规划装置，包括：空间建模模块，用于对待巡视的电力设施及其周边环境，进行空间三维建模，得到他们的空间占位信息；状态建模模块，用于根据现场安全因素设置安全飞行距离和安全飞行高度，结合所述三维建模的信息，得到无人机在此次任务中允许飞行的空间；任务建模模块，用于将此次巡检任务所包含的各个任务点的相关参数进行整理，得到子任务集合，且分别设置合适的起飞位置范围和合适的降落位置范围，分别对应起飞前状态和降落后状态；问题建模模块，用于将无人机路线规划问题转换为一个简单有向图的周游问题，其中，所述简单有向图的节点包括：无人机起飞前的状态为起始节点，落地状态为终止节点，各个子任务的状态为中间节点；所述简单有向图的节点之间边的权重为无人机从一个节点到达另一个节点的最低代价；以及问题求解模块，用于利用图论相关算法，对所述周游问题，求最优解，得到无人机路线规划最优方案。

本发明的电力无人机巡检路线规划方法具有如下优势：

1、根据巡检目标的空间占位，考虑运行状态、环境状态等因素，确定安全距离，得到空间中的安全飞行范围，保证了路线规划的结果的安全性；

2、利用智能路线规划方法，规划速度比人工规划有显著提升；

3、将路线规划问题转换为图论问题求解，得到的巡检路线方案具有低耗时低耗能等优点，提高了无人机巡检的效率。