电力杆塔巡检无人机防失控方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力杆塔巡检无人机防失控方法，包括以下步骤：S1：获取巡检无人机在飞行过程中的GPS实时位置；S2：根据无人机惯导系统测得的飞行加速度，计算巡检无人机的位置；S3：利用步骤S1获得的GPS实时位置及步骤S2得到的无人机位置，判断巡检无人机是否受到外来干扰；S4：巡检无人机不受干扰时启动GPS模式飞行，受干扰时启动惯导模式飞行，在飞行过程中，实时重复步骤S1至S3，直至结束飞行。还公开了一种电力杆塔巡检无人机防失控系统及利用该系统的无人机。本发明专利技术通过多源导航信息融合，能够提高无人机导航系统的精度和抗干扰能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
电力杆塔巡检无人机防失控方法及其系统


[0001]本专利技术涉及电网巡检
，特别是涉及一种电力杆塔巡检无人机防失控方法及其系统。

技术介绍

[0002]随着无人机技术的发展，在不同领域展现了不可替代的作用，已经成为电力、国防、经济等领域的重要装备。而无人机自动驾驶仪是无人机系统的核心关键技术，具有导航、制导与控制功能。目前，现有无人机自驾仪导航系统大多依赖于惯性/卫星/地磁的组合导航方式。无人机采用卫星、地磁等导航方式在某些场景极易受到电磁干扰，尤其是电力巡检无人机，将严重干扰到无人机导航系统，对无人机及其周围环境、人员造成极大安全隐患。而惯性导航有很强的自主性，但长时间使用具有较大的累计误差，难以适应无人机长航时的需求，需借助外部导航信息及时进行修正。
[0003]针对上述各种导航方式存在的问题，亟需提供一种新型的电力杆塔巡检无人机防失控方法及其系统来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电力杆塔巡检无人机防失控方法及其系统，能够提高无人机导航系统的精度和抗干扰能力。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种电力杆塔巡检无人机防失控方法，包括以下步骤：
[0006]S1：获取巡检无人机在飞行过程中的GPS定位初始位置、GPS飞行实时位置；
[0007]S2：根据无人机惯导系统测得的飞行加速度，计算巡检无人机的位置；
[0008]S3：利用步骤S1获得的GPS定位初始位置、GPS飞行实时位置及步骤S2得到的无人机的位置，判断巡检无人机是否受到外来干扰；
[0009]S4：巡检无人机不受干扰时启动GPS模式，受干扰时启动惯导模式，在飞行过程中，实时重复步骤S1至S3，直至结束飞行。
[0010]在本专利技术一个较佳实施例中，在步骤S2中，巡检无人机的位置的计算公式如下：
[0011][0012][0013]其中，表示惯导系统测得巡检无人机的飞行加速度，表示惯导系统测得巡检无人机的飞行速度，表示惯导系统测得巡检无人机的飞行位移，表示惯导系统测得巡检无人机实时位置上一时刻的飞行位移，i＝1，2，3
……
。
[0014]在本专利技术一个较佳实施例中，在步骤S3中，判断巡检无人机是否受到外来干扰是根据以下公式进行判断：
[0015][0016]其中，为某一时刻巡检无人机的GPS定位位置，即GPS飞行实时位置；为下一时刻巡检无人机的GPS定位位置；为某一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，为下一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，α为阈值；
[0017]当时，巡检无人机处于干扰区域，即受到外来干扰；
[0018]当时，巡检无人机处于非干扰区域，即未受到外来干扰。
[0019]在本专利技术一个较佳实施例中，
[0020]步骤S4的具体步骤包括：
[0021]S401：当巡检无人机受到外来干扰时，设置j＝0，启动惯导模式飞行，j表示巡检无人机连续稳定状态的计数值；
[0022]S402：实时判断巡检无人机是否受到外来干扰；若判断当前时刻巡检无人机受到外来干扰，则返回步骤S401；
[0023]S403：若判断当前时刻巡检无人机未受到外来干扰，则设置j＝j+1，飞行以0.2m为基数的整数倍距离后，判断是否满足条件且j≥2；
[0024]其中为某一时刻巡检无人机的GPS定位位置，即GPS飞行实时位置；为下一时刻巡检无人机的GPS定位位置；为某一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，为下一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，α为阈值；
[0025]S404：若满足上述条件，巡检无人机则转为GPS模式正常飞行，并判断是否继续飞行；
[0026]若不满足上述条件，巡检无人机则继续使用惯导模式飞行，直至恢复正常飞行。
[0027]进一步的，α的大小为10-30米范围内的任一数值。
[0028]为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种电力杆塔巡检无人机防失控系统，包括：
[0029]无人机位置获取模块，用于获取巡检无人机在飞行过程中的GPS定位初始位置、GPS飞行实时位置，以及根据无人机惯导系统测得的飞行加速度，计算巡检无人机的位置；
[0030]外来干扰判断模块，用于根据所述无人机位置获取模块获得的GPS定位初始位置、GPS飞行实时位置及无人机的位置，判断巡检无人机是否受到外来干扰；
[0031]模式飞行模块，用于根据所述外来干扰判断模块判断的结果启动GPS模式或惯导模式飞行。
[0032]在本专利技术一个较佳实施例中，所述无人机位置获取模块计算无人机位置的计算公式如下：
[0033][0034][0035]其中，表示惯导系统测得巡检无人机的飞行加速度，表示惯导系统测得巡检无人机的飞行速度，表示惯导系统测得巡检无人机的飞行位移，表示惯导系统测得巡检无人机实时位置上一时刻的飞行位移，i＝1，2，3
……
。
[0036]在本专利技术一个较佳实施例中，所述外来干扰判断模块判断巡检无人机是否受到外来干扰是根据以下公式进行判断：
[0037][0038]其中，为某一时刻巡检无人机的GPS定位位置，即GPS飞行实时位置；为下一时刻巡检无人机的GPS定位位置；为某一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，为下一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，α为阈值；
[0039]当时，巡检无人机处于干扰区域，受到干扰；
[0040]当时，巡检无人机处于非干扰区域，未受到干扰。
[0041]在本专利技术一个较佳实施例中，所述模式飞行模块启动GPS模式或惯导模式飞行的具体判断步骤包括：
[0042]S401：当巡检无人机受到外来干扰时，设置j＝0，启动惯导模式飞行，j表示巡检无人机连续稳定状态的计数值；
[0043]S402：实时判断巡检无人机是否受到外来干扰；若判断当前时刻巡检无人机受到外来干扰，则返回步骤S401；
[0044]S403：若判断当前时刻巡检无人机未受到外来干扰，则设置j＝j+1，飞行以0.2m为基数的整数倍距离后，判断是否满足条件且j≥2；
[0045]其中为某一时刻巡检无人机的GPS定位位置，即GPS飞行实时位置；为下一时刻巡检无人机的GPS定位位置；为某一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，为下一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，α为阈值；
[0046]S404：若满足上述条件，巡检无人机则转为GPS模式正常飞行，并判断是否继续飞行；
[0047]若不满足上述条件，巡检无人机则继续使用惯导模式飞行，直至恢复正常飞行。
[0048]本专利技术还提供了一种包括如上所述电力杆塔巡检无人机防失控系统的无人机。
[0049]本专利技术的有益效果是：本专利技术克服现有无人机导航系统容易受干扰的缺点，解决电力杆塔巡检无人机的自主导航问题，通过多源导航信息融合，引导无人机在电力杆塔巡检区域的安全飞行，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力杆塔巡检无人机防失控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取巡检无人机在飞行过程中的GPS实时位置；S2：根据巡检无人机惯导系统测得的飞行加速度，计算巡检无人机的位置；S3：利用步骤S1获得的GPS实时位置及步骤S2得到的无人机的位置，判断巡检无人机是否受到外来干扰；S4：巡检无人机不受干扰时启动GPS模式，受干扰时启动惯导模式，在飞行过程中，实时重复步骤S1至S3，直至结束飞行。2.根据权利要求1所述的电力杆塔巡检无人机防失控方法，其特征在于，在步骤S2中，巡检无人机的位置的计算公式如下：巡检无人机的位置的计算公式如下：其中，表示惯导系统测得巡检无人机的飞行加速度，表示惯导系统测得巡检无人机的飞行速度，表示惯导系统测得巡检无人机的飞行位移，表示惯导系统测得巡检无人机实时位置上一时刻的飞行位移，i＝1，2，3
……
。3.根据权利要求1所述的电力杆塔巡检无人机防失控方法，其特征在于，在步骤S3中，判断巡检无人机是否受到外来干扰是根据以下公式进行判断：其中，为某一时刻巡检无人机的GPS定位位置，即GPS飞行实时位置；为下一时刻巡检无人机的GPS定位位置；为某一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，为下一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，α为阈值；当时，巡检无人机处于干扰区域，即受到外来干扰；当时，巡检无人机处于非干扰区域，即未受到外来干扰。4.根据权利要求1所述的电力杆塔巡检无人机防失控方法，其特征在于，步骤S4的具体步骤包括：S401：当巡检无人机受到外来干扰时，设置j＝0，启动惯导模式飞行，j表示巡检无人机连续稳定状态的计数值；S402：实时判断巡检无人机是否受到外来干扰；若判断当前时刻巡检无人机受到外来干扰，则返回步骤S401；S403：若判断当前时刻巡检无人机未受到外来干扰，则设置j＝j+1，飞行以0.2m为基数的整数倍距离后，判断是否满足条件且j≥2；其中为某一时刻巡检无人机的GPS定位位置，即GPS飞行实时位置；为下一时刻
巡检无人机的GPS定位位置；为某一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，为下一时刻惯导系统测得巡检无人机的位置，α为阈值；S404：若满足上述条件，巡检无人机则转为GPS模式正常飞行，并判断是否继续飞行；若不满足上述条件，巡检无人机则继续使用惯导模式飞行，直至恢复正常飞行。5.根据权利要求3或4所述的电力杆塔巡检无人机防失控方法，其特征在于，α的大小为10-30米范围内的任一数值。6.一种电力杆塔巡检无人机防失控系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永保，徐海明，孟蒋辉，李路遥，唐旭明，郭可贵，刘荣伟，万能，兰自冉，程广良，王浩宇，蒋柯，程浩，蒋锐，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院国网安徽省电力有限公司检修分公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：