[发明专利]一种无人机电力杆塔巡检路径规划方法及系统

说明书

本发明公开了一种无人机电力杆塔巡检路径规划方法及系统，本发明根据栅格图像和时间代价函数，实现了优选巡检路径的规划，由于时间代价函数考虑了无人机绕障时间，相较于传统方法规划的最优路径更加准确。

技术领域

本发明涉及一种无人机电力杆塔巡检路径规划方法及系统，属于电力杆塔巡检领域。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，全国电网的高压输电线路建设迅速。由于输电线路具有分布范围广的特点，面对复杂多样的自然环境(如风、阳光和雨水)的侵蚀，电力线路可能会遇到损坏。这将给输电线路的安全稳定运行带来巨大的潜在风险，因此需要进行运行状态检查。

目前电力线路的巡查有人工巡检、直升机巡检、爬行机器人巡检三种方式，这些方式由于存在危险性、效率低、费用较高等缺陷，故人们现在应用较多的是无人机巡线，无人机通过搭建无人机巡线平台，可以实现对电力线路的快速、安全巡检。但是无人机由于自身搭载电路检测设备，自身承重量增加导致飞行时间短暂，故巡检时需要一条最优的路径，目前路径规划往往仅考虑直线飞行的时间，导致规划的最优路径不准确。

发明内容

本发明提供了一种无人机电力杆塔巡检路径规划方法及系统，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种无人机电力杆塔巡检路径规划方法，包括：

获取无人机起飞位置到目标电力杆塔的栅格图像；

根据栅格图像和预设的时间代价函数，规划出优选巡检路径；其中，时间代价函数用以计算各栅格的时间代价，一栅格的时间代价为无人机从起飞位置所在的栅格到该栅格的直飞时间、无人机从该栅格到目标电力杆塔所在格栅的估计直飞时间、以及无人机从起飞位置所在的栅格到该栅格的总绕障时间之和，优选巡检路径中经过栅格的总直飞时间加上总绕障时间之和最小。

若无人机沿一个方向一直飞行，总绕障时间为0，否则每次绕障时间为一常数。

根据栅格图像和预设的时间代价函数，规划出优选巡检路径，包括：

1)将无人机起飞位置所在的栅格加入OPEN列表；

2)获取OPEN列表中时间代价最低的栅格，并将该栅格作为当前节点；

3)将当前节点放入CLOSED列表；

4)获取当前节点的相邻栅格，若相邻栅格不在OPEN列表中、不在CLOSED列表中、不是目标电力杆塔所在的栅格、且是可通过栅格，将该相邻栅格加入OPEN列表，且将当前节点作为该相邻栅格的父节点，转至2)；若相邻栅格为目标电力杆塔所在的栅格，根据目标电力杆塔所在的栅格和CLOSED列表中栅格的父子关系规划出优选巡检路径。

若相邻栅格为不可通过栅格或者已经在CLOSED列表中，忽略该相邻栅格，不进行任何操作。

若相邻栅格已在OPEN列表中、且新的路径代价小于旧的路径代价，将当OPEN列表中的该相邻格栅的父节点替换为当前节点；其中，旧的路径代价为没有替换父节点之前，OPEN列表中该相邻格栅的T1和T3之和；新的路径代价为相邻栅格以当前节点为父节点时，该相邻栅格的T1和T3之和；T1为无人机从起飞位置所在的格栅到该相邻栅格的直飞时间，T3为无人机从起飞位置所在的栅格到该栅格的总绕障时间。

一种无人机电力杆塔巡检路径规划系统，包括：

获取模块：获取无人机起飞位置到目标电力杆塔的栅格图像；