[发明专利]电梯井道巡检及建模方法、装置和巡检建模系统

权利要求书

1.一种电梯井道巡检方法，其特征在于，包括：

接收激光雷达输出的机体至井道底坑的当前高度数据，以及惯性测量单元输出的当前姿态数据；所述当前姿态数据包括翻滚角、俯仰角和偏航角；

处理所述当前高度数据和所述当前姿态数据，得到当前高度位置；其中，基于以下公式得到所述当前高度位置：

Z_n估计=H_n•cos(arctan(tan²θ_n+tan²Φ_n)^1/2)±L_b•sin(arctan(tan²θ_n+tan²Φ_n)^1/2)－(L_c－L_c•cos(arctan(tan²θ_n+ tan²Φ_n)^1/2))

其中，Z_n估计表示所述当前高度位置；H_n表示所述当前高度数据；Φ_n表示所述翻滚角；θ_n表示所述俯仰角；Ψ_n表示所述偏航角；L_b为激光雷达光束中心到下直角发射棱镜放射面的距离；L_c为激光雷达云台的各摆臂旋转轴线交汇点到激光雷达光束中心的距离；

在所述当前高度位置满足站点高度位置时，确认到达所述站点高度位置对应的站点；其中，所述站点高度位置为土建图纸数据经处理得到；所述土建图纸数据包括孔洞高度方向边界位置，圈梁高度方向边界位置，机体离井道顶部安全距离，以及着陆状态下机体离井道底坑安全位置；

在到达本站点的情况下，进入悬停状态并确认当前是否恢复至初始化位姿；

若所述确认的结果为是，则启动本次采集，输出本站点的电梯井道采集数据至地面控制终端；所述电梯井道采集数据包括激光雷达数据；

在所述本次采集结束的情况下，移动至下一个站点悬停、以获取所述下一个站点的电梯井道采集数据并输出，直至满足巡检结束条件；

其中，各站点的所述电梯井道采集数据用于指示所述地面控制终端输出井道三维模型。

2.根据权利要求1所述的电梯井道巡检方法，其特征在于，所述电梯井道采集数据还包括图像数据；所述初始化位姿包括激光雷达初始化位姿和/或相机初始化位姿；

所述巡检结束条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：各所述站点均采集完毕，机体当前与井道顶部的距离落入安全距离范围，以及当前接收到巡检结束指令。

3.根据权利要求1所述的电梯井道巡检方法，其特征在于，确认当前恢复至初始化位姿的步骤包括：

根据所述翻滚角和所述俯仰角，输出动作控制指令；所述动作控制指令用于指示激光雷达云台的动作组件和/或相机云台的动作组件旋转相应的角度，以恢复至所述初始化位姿。

4.根据权利要求1或2所述的电梯井道巡检方法，其特征在于，所述激光雷达数据包括二维激光测距数据和机体至井道底坑的当前高度数据；

启动本次采集，输出本站点的电梯井道采集数据至地面控制终端的步骤，包括：

接收光电位置传感器输出的本站点激光雷达相对处于激光光斑初始位置的偏差值；

接收激光雷达输出的本站点激光雷达线束光在一个周期扫描中返回的距离值与扫描角度值，以及所述机体至井道底坑的当前高度数据；

根据所述偏差值、所述距离值与所述扫描角度值，确定并输出所述二维激光测距数据。

5.根据权利要求4所述的电梯井道巡检方法，其特征在于，还包括步骤：

获取着陆状态下，以机体重心为原点建立的机体坐标系、以及以无人机工作起始点为原点建立的工作坐标系；

将所述机体坐标系平移至所述工作坐标系，确认激光雷达中心在所述工作坐标系的初始坐标；

基于所述初始坐标输出所述二维激光测距数据。