一种无人机进狭窄空间的路径规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种无人机进狭窄空间的路径规划方法及装置，方法包括：建立三维坐标系，并对狭窄空间进行三维划分为至少三个平面；测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线；判断无人机与某一平面的间距是否达到预设间距值；若无人机与某一平面的间距达到预设间距值，测量无人机的不同角度与另一平面的距离，并确定无人机的第二航行角度和第二航行路线，直至无人机移动至目标点的正上方。通过测量不同角度无人机与各个不同面的距离，求出无人机与平面最小距离的角度为无人机的航行角度，通过调整无人机姿态来改变无人机的航向，最终使无人机沿着确定的路径到达目标位置，这样提高了无人机工作的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机进狭窄空间的路径规划方法及装置
本专利技术属于电力巡检
，尤其涉及一种无人机进狭窄空间的路径规划方法及装置。
技术介绍
线路巡检是保证架空线路正常运行的重要手段，随着我国输电线路的快速发展，线路巡检工作面临着作业强度大、周期长，部分线路环境恶劣等问题，传统的人工巡视方法面临巨大挑战。为此，近年来电网积极引进新技术，提高线路巡检工作自动化程度，改进巡检工作模式。多旋翼无人机由多个旋翼产生升力，通过改变各个旋翼的转速控制飞行器的姿态，具有小巧灵活、垂直起降、精准悬停的优点，但存在机动性和飞行高度较低，负载较小，续航时间短等问题。续航能力不足是制约无人机巡检效率的主要问题之一，也是进一步实现全自主无人机巡检必须解决的关键问题之一。目前，无人机巡检以小型多旋翼机型为主，典型续航时间为20～45min，油电混合的中大型机也难以超过3h，需要频繁更换电池，严重影响巡检效率。针对这一问题，除了增加电池容量和减小无人机功耗外，当前业界的主流方案是设置无人机机巢，并配合无人机自主起降技术来提高无人机电池管理自动化程度，从而减轻续航问题对巡检效率的影响。然而因为机巢的空间狭窄，所以无人机进机巢的路径规划具有重要意义。现有的使用传统的局部路径规划算法时，当环境信息未知时，存在冗余点和拐点，导致收敛时间长、路径节点扩展代价大、易出现局部最优等问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种无人机进狭窄空间的路径规划方法及装置，用于至少解决上述技术问题之一。第一方面，本专利技术提供一种无人机进狭窄空间的路径规划方法，包括：建立三维坐标系，并对狭窄空间进行三维划分为至少三个平面；测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线，其中，所述第一航行角度为无人机至所述某一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第一航行路线为无人机至所述某一平面时的最小移动距离；判断无人机与所述某一平面的间距是否达到预设间距值；若无人机与所述某一平面的间距达到预设间距值，测量无人机的不同角度与另一平面的距离，并确定无人机的第二航行角度和第二航行路线，直至无人机移动至目标点的正上方，其中，所述第二航行角度为无人机至所述另一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第二航行路线为无人机至所述另一平面时的最小移动距离。第二方面，本专利技术提供一种无人机进狭窄空间的路径规划装置，包括：划分模块，配置为建立三维坐标系，并对狭窄空间进行三维划分为至少三个平面；第一确定模块，配置为测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线，其中，所述第一航行角度为无人机至所述某一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第一航行路线为无人机至所述某一平面时的最小移动距离；判断模块，配置为判断无人机与所述某一平面的间距是否达到预设间距值；第二确定模块，配置为若无人机与所述某一平面的间距达到预设间距值，测量无人机的不同角度与另一平面的距离，并确定无人机的第二航行角度和第二航行路线，直至无人机移动至目标点的正上方，其中，所述第二航行角度为无人机至所述另一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第二航行路线为无人机至所述另一平面时的最小移动距离。第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例的无人机进狭窄空间的路径规划方法的步骤。第四方面，本专利技术还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行本专利技术任一实施例的无人机进狭窄空间的路径规划方法的步骤。本申请的无人机进狭窄空间的路径规划方法及装置，通过测量不同角度无人机与各个不同面的距离，求出无人机与平面最小距离的角度为无人机的航行角度，通过调整无人机姿态来改变无人机的航向，最终使无人机沿着确定的路径到达目标位置，这样提高了无人机工作的效率，保证无人机实现在狭窄空间内预定位置着陆。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例提供的一种无人机进狭窄空间的路径规划方法的流程图；图2为本专利技术一实施例提供的一个具体实施例的无人机进狭窄空间的飞行路径示意图；图3为本专利技术一实施例提供的一个具体实施例的无人机进狭窄空间的路径规划方法流程图；图4为本专利技术一实施例提供的一种无人机进狭窄空间的路径规划装置的结构框图；图5是本专利技术一实施例提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，其示出了本申请的无人机进狭窄空间的路径规划方法以实施例的流程图。如图1所示，在S101中，建立三维坐标系，并对狭窄空间进行三维划分为至少三个平面；在S102中，测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线，其中，所述第一航行角度为无人机至所述某一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第一航行路线为无人机至所述某一平面时的最小移动距离；在S103中，判断无人机与所述某一平面的间距是否达到预设间距值；在S104中，若无人机与所述某一平面的间距达到预设间距值，测量无人机的不同角度与另一平面的距离，并确定无人机的第二航行角度和第二航行路线，直至无人机移动至目标点的正上方，其中，所述第二航行角度为无人机至所述另一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第二航行路线为无人机至所述另一平面时的最小移动距离。本实施例的方法采用测量不同角度无人机与各个不同面的距离，求出无人机与平面最小距离的角度为无人机的航行角度，通过调整无人机姿态来改变无人机的航向，实时判断无人机与某一平面的间距是否达到预设间距值，在达到预设间距值后，再次测量无人机与其他平面的最小距离，最终使无人机沿着确定的路径到达目标位置，例如，在狭窄空间存在多个拐点时，测量不同角度无人机与某一平面的距离，使得无人机沿着最小距离的路线飞行，在无人机至某一平面的间距达到预设间距值时，测量无人机与另一平面的距离，使得无人机沿着无人机与另一平面的最小距离的路线飞行，使得无人机能够有效地越过狭窄空间中的拐点，这样提高了无人机工作的效率，保证无人机实现在狭窄空间内预定位置着陆。具体地，采用超声波传感器实现测量无人机与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机进狭窄空间的路径规划方法，其特征在于，包括：/n建立三维坐标系，并对狭窄空间进行三维划分为至少三个平面；/n测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线，其中，所述第一航行角度为无人机至所述某一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第一航行路线为无人机至所述某一平面时的最小移动距离；/n判断无人机与所述某一平面的间距是否达到预设间距值；/n若无人机与所述某一平面的间距达到预设间距值，测量无人机的不同角度与另一平面的距离，并确定无人机的第二航行角度和第二航行路线，直至无人机移动至目标点的正上方，其中，所述第二航行角度为无人机至所述另一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第二航行路线为无人机至所述另一平面时的最小移动距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机进狭窄空间的路径规划方法，其特征在于，包括：
建立三维坐标系，并对狭窄空间进行三维划分为至少三个平面；
测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线，其中，所述第一航行角度为无人机至所述某一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第一航行路线为无人机至所述某一平面时的最小移动距离；
判断无人机与所述某一平面的间距是否达到预设间距值；
若无人机与所述某一平面的间距达到预设间距值，测量无人机的不同角度与另一平面的距离，并确定无人机的第二航行角度和第二航行路线，直至无人机移动至目标点的正上方，其中，所述第二航行角度为无人机至所述另一平面时的最小移动距离的姿态角度，所述第二航行路线为无人机至所述另一平面时的最小移动距离。


2.根据权利要求1所述的一种无人机进狭窄空间的路径规划方法，其特征在于，在所述若无人机与所述某一平面的间距达到预设间距值，测量无人机的不同角度与另一平面的距离，并确定无人机的第二航行角度和第二航行路线，直至无人机移动至目标点的正上方之后，所述方法还包括驱动所述无人机垂直降落至目标点。


3.根据权利要求1所述的一种无人机进狭窄空间的路径规划方法，其特征在于，在测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线之前，所述方法还包括基于GPS定位控制无人机到达狭窄空间外的指定位置。


4.根据权利要求1所述的一种无人机进狭窄空间的路径规划方法，其特征在于，所述步骤二包括：基于超声波传感器测量无人机的不同角度与某一平面的距离，并确定无人机的第一航行角度和第一航行路线。


5.一种无人机进狭窄空间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华云，刘斌，唐曼曼，周镇，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36