一种可控激光光路的驱鸟无人机控制方法技术

本申请涉及一种一种可控激光光路的驱鸟无人机控制方法，通过控制机械臂调整反射镜位置坐标与倾斜角度进而控制成像光路完成设备角落的鸟巢、鸟类及障碍物的识别，同步控制激光光路完成设备角落的鸟巢、鸟类及障碍物的清扫与驱赶，该结构结合以上方法使得无人机无需到达鸟类或鸟巢位置也可进行激光驱鸟，尤其是一些无人机这类电子设备无法飞入的高压区域，可以实现定点驱赶与清扫，针对性强、精确性高，有利于变电站的运维管控。有利于变电站的运维管控。有利于变电站的运维管控。

【技术实现步骤摘要】
一种可控激光光路的驱鸟无人机控制方法


[0001]本申请涉及一种无人机应用领域，具体涉及一种可控激光光路的驱鸟无人机控制方法。

技术介绍

[0002]目前，在电网中，鸟类在杆塔上和变电站中筑巢非常多，鸟在活动中直接或者间接对电网产生了影响，如产生的排泄物使得绝缘子产生污闪，鸟的停留造成输电线路相与相之间的短路，尤其是下雨天，危害性更大，严重影响了电网的可靠运行，破坏系统稳定性，同时也对筑巢的鸟类存在较大隐患。
[0003]在航空系统中，利用无人机平台进行激光驱鸟是较为常见的一种驱鸟方式，这是由于通过波长为532nm的激光进行无人机驱鸟具有全自动全天候，可进行远程遥控，鸟类不会产生适应性等多个优势。但若将该套航空领域驱鸟系统运用至电力系统中进行线路和变电站驱鸟时，存在以下问题：无人机自身大小与设备结构的限制，很多有鸟筑巢的角落无人机无法到达，而由于在这些死角能够形成避雨点或发热点让鸟类更容易将巢筑在此处。因此，对于这些死角区域，尤其是设备上方、下方以及有遮挡物的前方，如有鸟筑巢，仅通过航空领域驱鸟系统进行线路和变电站驱鸟是远远不够的，在无人机由于设备阻碍已经不能通过前进、上升、下降来调整机身使激光到达指定区域时，通过改变原本只能进行直线发射的激光光路，使其形成一条可控路径是能够完成线路和变电站驱鸟的有效方式。
[0004]为此，我们提出了一种可控激光光路的驱鸟无人机控制方法。

技术实现思路

[0005]一种可控激光光路的驱鸟无人机控制方法包括如下步骤：
[0006]S1.通过远程操作控制无人机悬停在鸟窝驻扎的设备周围，通过控制器控制云台电机带动摄像头
‑
激光发射装置转动，将摄像头
‑
激光发射装置所采集到的画面传输至控制器，通过控制器内置算法识别鸟窝或鸟类；
[0007]S2.若在摄像头
‑
激光发射装置转动一周后未识别到鸟窝或鸟类，则通过调整摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度和机械臂位置完成激光光路调整；
[0008]S3.当摄像头
‑
激光发射装置中摄像头采集的反射镜中画面识别到鸟窝或鸟类，通过调整摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度和机械臂位置将鸟窝或鸟类的影像移动至画面的特定位置，通过摄像头
‑
激光发射装置出射激光，完成鸟类的驱逐和鸟窝的清扫。
[0009]方案一、
[0010]其中，S2中所述的通过调整摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度和机械臂位置完成激光光路调整具体步骤如下：
[0011]S4.控制摄像头
‑
激光发射装置从初始位置开始每隔一个时间间隔t1转动一定角度α，在摄像头采集到带有鸟窝或鸟类的图像之前一直保持上述运动直至遍历摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度；
[0012]S5.在每个时间间隔t1内，控制机械臂将反射镜位置放置在摄像头
‑
激光发射装置该时间间隔内的激光直线光路靠近光源侧的第一点，完成反射镜的坐标位置确认，在该坐标位置绕镜面中心轴从初始位置开始每隔一个时间间隔t2转动一定角度β，当镜面在该坐标位置遍历角度β，将反射镜坐标位置调整至第二点，重复上述步骤，在摄像头采集到带有鸟窝或鸟类的图像之前一直保持上述运动直至遍历该段光路路径下的所有反射镜相对位置。
[0013]其中，S4中所述的每隔一个时间间隔t1转动一定角度α具体计算公式如下：
[0014]摄像头
‑
激光发射装置转动一定角度α所需时间t
11
，控制器与摄像头及激光发射装置之间传输信号所需时间t
12
，控制器识别图像时间t
13
，t1＝t
11
+t
12
+t
13
,角度α依照摄像头
‑
激光发射装置参数取值。
[0015]方案二、
[0016]其中，S2中所述的通过调整摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度和机械臂位置完成激光光路调整具体步骤如下：
[0017]S6.控制摄像头
‑
激光发射装置从初始位置开始每隔一个时间间隔t1转动一定角度α，在摄像头采集到带有鸟窝或鸟类的图像之前一直保持上述运动直至遍历摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度；
[0018]S7.控制机械臂在其最大运动区域内从右到左，从上到下运动，在摄像头采集到带有鸟窝或鸟类的图像之前一直保持上述运动直至遍历机械臂最大运动区域。
[0019]其中，S7中所述的控制机械臂的具体步骤如下：
[0020]S61.机械臂最大活动范围为S，将所述的活动范围下S活动范围按照离感知摄像头最近最远两个点间连线，通过四个等分点最近点坐标即第一个点坐标(x1,y1)，第二个点坐标(x1+Δx,y1+Δy)，第三个点坐标(x1+2Δx,y1+2Δy)最远点坐标即第四个点坐标(x1+3Δx,y1+3Δy)，分为三个区域，每个区域S
i
＝{(x
j
,y
j
)|x1≤x
j
≤x1+iΔx,y1≤y
j
≤y1+iΔy,i∈[1,3]且i为正整数}；
[0021]S62.机械臂在S1＝{(x
j
,y
j
)|x1≤x
j
≤x1+Δx,y1≤y
j
≤y1+Δy}内从右到左，从上到下运动，反射镜随着机械臂的运动，机械臂每次运动(Δx/n,0)或(0,Δy/n)，总共n2个位置，在每个位置处通过机械臂四级电机在0～90
°
内旋转带动反射镜在0～90
°
内旋转来寻找鸟巢或鸟类的位置。其中，n根据无人机、电网等实际情况取值，n的取值可变化。将摄像头所采集到的画面传输至控制器，通过控制器内置算法识别鸟巢或鸟类；若识别到鸟巢或鸟类的位置，直接跳至S65步骤，若未识别到鸟巢或鸟类的位置，则进行下一步。
[0022]S63.若在S62步骤中摄像头未识别到鸟巢或鸟类的位置，则进行下一步。则机械臂在S2＝{(x
j
,y
j
)|x1+Δx,≤x
j
≤x1+2Δx,y1+Δy≤y
j
≤y1+2Δy}内从右到左，从上到下运动，摄像头随着机械臂的运动，每次运动(Δx/n,0)或(0,Δy/n)，总共n2个位置，在每个位置处通过机械臂四级电机在0～90
°
内旋转带动反射镜在0～90
°
内旋转来寻找鸟巢或鸟类的位置。其中，n根据无人机、电网等实际情况取值，n的取值可变化。将摄像头所采集到的画面传输至控制器，通过控制器内置算法识别鸟巢或鸟类；若控制器识别到鸟巢或者鸟类的位置，直接跳至S65步骤，若控制器未识别到鸟巢或者鸟类的位置，则进行下一步。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控激光光路的驱鸟无人机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.通过远程操作控制无人机悬停在鸟窝驻扎的设备周围，通过控制器控制云台电机带动摄像头
‑
激光发射装置转动，将摄像头
‑
激光发射装置所采集到的画面传输至控制器，通过控制器内置算法识别鸟窝或鸟类；S2.若在摄像头
‑
激光发射装置转动一周后未识别到鸟窝或鸟类，则通过调整摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度和机械臂位置完成激光光路调整；S3.当摄像头
‑
激光发射装置中摄像头采集的反射镜中画面识别到鸟窝或鸟类，通过调整摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度和机械臂位置将鸟窝或鸟类的影像移动至画面的特定位置，通过摄像头
‑
激光发射装置出射激光，完成鸟类的驱逐和鸟窝的清扫。2.根据权利要求1所述的可控激光光路的驱鸟无人机控制方法，其特征在于S2中所述的通过调整摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度和机械臂位置完成激光光路调整具体步骤如下：S4.控制摄像头
‑
激光发射装置从初始位置开始每隔一个时间间隔t1转动一定角度α，在摄像头采集到带有鸟窝或鸟类的图像之前一直保持上述运动直至遍历摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度；S5.在每个时间间隔t1内，控制机械臂将反射镜位置放置在摄像头
‑
激光发射装置该时间间隔内的激光直线光路靠近光源侧的第一点，完成反射镜的坐标位置确认，在该坐标位置绕镜面中心轴从初始位置开始每隔一个时间间隔t2转动一定角度β，当镜面在该坐标位置遍历角度β，将反射镜坐标位置调整至第二点，重复上述步骤，在摄像头采集到带有鸟窝或鸟类的图像之前一直保持上述运动直至遍历该段光路路径下的所有反射镜相对位置。3.根据权利要求2所述的可控激光光路的驱鸟无人机控制方法，其特征在于S4中所述的每隔一个时间间隔t1转动一定角度α具体计算公式如下：摄像头
‑
激光发射装置转动一定角度α所需时间t
11
，控制器与摄像头及激光发射装置之间传输信号所需时间t
12
，控制器识别图像时间t
13
，t1＝t
11
+t
12
+t
13
,角度α依照摄像头
‑
激光发射装置参数取值。4.根据权利要求1所述的可控激光光路的驱鸟无人机控制方法，其特征在于S2中所述的通过调整摄像头
‑
激光发射装置的旋转角度和机械臂位置完成激光光路调整具体步骤如下：S6.控制摄像头
‑
激光发射装置从初始位置开始每隔一个时间间隔t1转动一定角度α，在摄像头采集到带有鸟窝或鸟类的图像之前一直保持上述运动直至遍历摄像头
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激光发射装置的旋转角度；S7.控制机械臂在其最大运动区域内从右到左，从上到下运动，在摄像头采集到带有鸟窝或鸟类的图像之前一直保持上述运动直至遍历机械臂最大运动区域。5.根据权利要求1所述的可控激光光路的驱鸟无人机控制方法，其特征在于S7中所述的控制机械臂的具体步骤如下：S61.机械臂最大活动范围为S，将所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄正宗，王雪燕，王亮，张彤阳，张健婷，张玉江，
申请(专利权)人：浙江科顿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：