[发明专利]一种无人机巡线航迹规划方法及其系统

说明书

本发明涉及无人机飞行控制领域，特别是涉及一种无人机巡线航迹规划方法及其系统。该方法步骤如下：S1：为无人机划分目标巡线区域。S2：获取当前无人机的目标巡线区域的地图，并查询地图中包含的所有电力设施和无人机换电站的位置坐标。S3：生成包含目标巡线区域内所有电力设施的第一轨迹点。S4：生成包含目标巡线区域内所有电力设施的第二轨迹点。S5：生成包含目标巡线区域内无人机换电站的补给点。S6：生成一条包含当前目标巡线区域内所有第一轨迹点的预设路径。S7：判定无人机是否需要电力补给进而对预设路径进行调整。本发明解决了现有无人机执行电力巡线任务时需要进行人工飞行操控，且无人机控制过程繁琐，巡线效率不高的问题。

技术领域

本发明涉及无人机飞行控制领域，特别是涉及一种无人机巡线航迹规划方法及其系统。

背景技术

电力设备在使用过程中需要进行定期巡查，及时发现可能存在的安全隐患，进而排除隐患保障电力用户的用电稳定性。现有的电力设备巡线任务主要由人工完成，管理人员对各自辖区内的所有电力设施进行巡视。

随着无人机技术的发展，无人机被越来越多地应用到电力巡线中，通过无人机对辖区内的所有电力设施进行巡视时，管理人员只需要操控相关的无人机按照需要巡视路径进行飞行即可，无需实际进入到辖区内的各个位置，这大大降低了管理人员的工作负担。此外，无人机相对管理人员而言，可以从上部的俯视角度巡视电力设施，因此安全性更高，观察的效果更好。

但是在现有技术条件下，无人机执行电力巡线任务时，需要配置相关的飞行操控人员。而且由于无人机的操控距离有限，在进行大区域巡视时，容易出现无人机飞出控制范围之外的情况，因此操控人员也需要进行位置移动。此外，考虑到无人机的电量有限，巡航距离也受到限制，因此还需要在飞行过程频繁进行返航更换电池，非常麻烦。

发明内容

基于此，有必要针对无人机执行电力巡线任务时需要进行人工飞行操控，且无人机控制过程繁琐，巡线效率不高的问题；提供一种无人机巡线航迹规划方法及其系统，实现无人机自动巡线。

一种无人机巡线航迹规划方法，该规划方法包括如下步骤：

S1：为无人机划分目标巡线区域，目标巡线区域为整个待执行巡线任务的区域的子区域。

S2：获取当前无人机的目标巡线区域的地图，并查询地图中包含的所有电力设施和无人机换电站的位置坐标。定义电力设施中的各个零星电力设备为点目标，定义穿越目标巡线区域的电力架空线路为线目标，定义包含多个集中的电力设备的电力设施站点为面目标。

S3：生成包含目标巡线区域内所有电力设施的第一轨迹点。其中，点目标以其中心处的位置坐标为第一轨迹点，线目标以其两端点的位置坐标为第一轨迹点；面目标以其边界上的任意一点的位置坐标为第一轨迹点。

S4：生成包含目标巡线区域内所有电力设施的第二轨迹点。其中，点目标以其第一轨迹点为第二轨迹点，线目标以其包含的各个电力杆塔的位置坐标为第二轨迹点；面目标以其中预设的各个航路点为第二轨迹点。

S5：生成包含目标巡线区域内无人机换电站的补给点；补给点为无人机换电站中心处的位置坐标。

S6：获取当前目标巡线区域内的所有第一轨迹点，以与无人机当前位置最接近的第一轨迹点为起始点，生成一条包含所有第一轨迹点的预设路径。

其中，预设路径中经过线目标时，路径方向为从其中的一个第一轨迹点运动至另一个第一轨迹点。预设路径中经过面目标时，路径方向为从其中的一个航路点出发，遍历面目标中的所有航路点。

S7：对预设路径进行调整，调整方法包括：在经过每一个第二轨迹点时分别获取：

(1)无人机的当前剩余航程K。

(2)当前第二轨迹点a对应的下一第二轨迹点b的位置，以及当前第二轨迹点a与下一第二轨迹点b之间的距离L1。