一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检方法及装置与流程

技术特征：
1.一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检方法，其特征在于，包括：实时获取自身信息及所处位置的输电线路图像信息；将所述所处位置的输电线路图像信息发送至地面控制系统，以便所述地面控制系统生成模型参数及路径信息，并发回至旋翼飞行器；根据所述模型参数及路径信息，并结合所述自身信息进行处理，生成飞控信号；根据所述飞控信号执行相应的飞行操作以对输电线路进行巡检，并把产生的增量信息发送到地面控制系统，以便所述地面控制系统根据所述增量信息，对巡检环境进行三维建模，以生成新的模型参数及路径信息，并发送至旋翼飞行器进行更新；根据所述新的模型参数及路径信息，并结合自身信息进行处理，生成新的飞控信号。2.根据权利要求1所述的一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检方法，其特征在于，所述自身信息具体包括：加速度、高度以及位置坐标。3.根据权利要求1所述的一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检方法，其特征在于，所述输电线路图像信息具体包括：巡检信息和检查信息；所述巡检信息具体为输电线路信息和杆塔信息；所述检查信息具体为线路设备图像信息。4.根据权利要求3所述的一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检方法，其特征在于，所述将所述所处位置的输电线路图像信息发送至地面控制系统，以便所述地面控制系统生成模型参数及路径信息具体包括：将所处位置的巡检信息和检查信息发送至地面控制系统；所述地面控制系统根据所述巡检信息获得环境的三维点云数据并构建八叉树环境模型；将所述八叉树环境模型以输电线路和杆塔运行的安全距离作为约束条件建立安全巡检区域模型；根据所述检查信息在所述安全巡检区域模型中确定目标视点区域，形成模型参数；采用rrt算法在所述安全巡检区域模型中对巡检路径进行规划，形成路径信息。5.根据权利要求4所述的一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检方法，其特征在于，所述采用rrt算法在所述安全巡检区域模型中对巡检路径进行规划，形成路径信息具体包括：确定旋翼飞行器的巡检方式，所述巡检方式包括定高度巡检和变高度巡检；基于所述巡检方式，采用rrt算法在所述安全巡检区域模型中进行二维空间路径规划或三维空间路径规划，以形成路径信息。6.根据权利要求5所述的一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检方法，其特征在于，当旋翼飞行器的巡检方式为定高度巡检时，进行二维空间路径规划，所述二维空间路径规划具体包括：通过贪婪引导策略对所述rrt算法进行改进，形成改进后的rrt算法；在航迹约束条件下根据所述改进后的rrt算法形成初步巡检路径；对所述初步巡检路径进行路径剪裁和轨迹平滑处理，获得最终巡检路径。
7.根据权利要求5所述的一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检方法，其特征在于，当旋翼飞行器的巡检方式为变高度巡检时，进行三维空间路径规划，所述三维空间路径规划具体包括：通过贪婪引导策略对所述rrt算法进行改进，形成改进后的rrt算法；在航迹约束、最大爬升俯冲角和最大飞行高度的约束条件下根据所述改进后的rrt算法形成初步巡检路径；利用坐标转换交所述初步巡检路径从三维空间映射到二维空间；对所述初步巡检路径进行路径剪裁和轨迹平滑处理，获得最终巡检路径，并将所述最终巡检路径映射回三维空间。8.一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检装置，其特征在于，包括：地面控制系统，用于接收旋翼飞行器所处位置的输电线路图像信息以及对输电线路进行巡检时产生的增量信息，并根据所述所处位置的输电线路图像信息以及增量信息，对巡检环境进行三维建模，生成模型参数及路径信息；机载检测系统，与所述地面控制系统双向无线通信连接，用于将所述旋翼飞行器所处位置的输电线路图像信息以及对输电线路进行巡检时产生的增量信息发送至所述地面控制系统，并根据所述地面控制系统传回的模型参数及路径信息，结合自身信息进行处理，生成飞控信号；飞控系统，用于根据所述飞控信号控制旋翼飞行器各旋翼的转速，以便完成起飞、降落、飞行及悬停操作，还用于实时获取自身信息并发送至所述机载检测系统；机载任务系统，用于通过云台控制系统对机载传感器的检测方向进行调整，以便所述机载传感器实时获取所处位置的输电线路图像信息，并发送至所述机载检测系统。9.根据权利要求8所述的一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检装置，其特征在于，所述飞控系统具体包括：飞行控制器以及加速度计、惯性测量单元、gps导航模块、高度计、动力系统和电源系统；所述飞行控制器用于获取所述加速度计、惯性测量单元、gps导航模块、高度计的监测数据，并基于所述监测数据控制动力系统对旋翼飞行器各旋翼的转速进行调整；所述动力系统用于根据电机对旋翼飞行器各旋翼的转速进行调整，所述电机由所述电源系统进行供电。10.根据权利要求8所述的一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检装置，其特征在于，所述地面控制系统具体包括：地面站和地面监控计算机；所述地面站用于根据所述所处位置的输电线路图像信息以及增量信息，对巡检环境进行三维建模，生成模型参数及路径信息；所述地面监控计算机用于根据所述增量信息对输电线路进行检查。

技术总结
本发明提供了一种未知环境下的旋翼飞行器输电线路巡检方法及装置，包括实时获取自身信息及所处位置的输电线路图像信息并发送至地面控制系统，以便地面控制系统生成模型参数及路径信息，并发回至旋翼飞行器结合自身信息进行处理，生成飞控信号；根据飞控信号执行相应的飞行操作以对输电线路进行巡检，并把产生的增量信息发送到地面控制系统，以便生成新的模型参数及路径信息，并发送至旋翼飞行器进行更新；根据新的模型参数及路径信息，并结合自身信息进行处理，生成新的飞控信号。本发明通过将计算量大的任务传送到地面控制系统进行，减少了旋翼飞行器控制系统的控制延迟，也减少了电能的浪费。了电能的浪费。了电能的浪费。


技术研发人员：姚健安 杨喆 董丽梦 张雨 何勇 陈亮 原瀚杰 徐杞斌 谭麒 夏国飞 陆勇生 姜天杭 李梓玮 胡宇轩 区沛思
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司肇庆供电局
技术研发日：2021.08.18
技术公布日：2021/10/23