一种风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法技术

本申请提供了一种风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法，该方法包括：获取到目标巡检航线，所述目标巡检航线用于控制无人机针对风机叶片进行巡检，所述目标巡检航线上至少包括第一航点；获取风机叶片的点云，并且从所述点云提取风机叶片的骨架线；在骨架线中获取到距离所述第一航点距离最短的第一骨架点，并且将所述第一骨架点确定为在所述第一航点下无人机的拍摄视点；根据所述第一航点到所述第一骨架点的向量确定所述拍摄视点下的无人机相机云台的姿态参数。至少解决了现有技术中无人机相机针对于风机叶片取景不全而且拍照视角较差的技术问题。角较差的技术问题。角较差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法


[0001]本专利技术涉及风力发电机智能巡检检测，尤其是涉及一种风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法。

技术介绍

[0002]在控制无人机对风机进行巡检时，需要控制无人机按照生成的巡检航线飞至风机附近，然后通过无人机上设置的拍摄装置对风机叶片进行图像的采集，接着对图像进行缺陷识别，从而输出风机叶片巡检报告。
[0003]现有技术中，在无人机飞至巡检航线的航点时，通过图像识别来估计叶片的位置点，然后根据估算得到的叶片的位置调整相机云台的姿态。
[0004]需要说明的是，上述方案存在两个缺点，首先，难以保证在每个航点都能够拍摄到风机叶片，其次，无法保证在每个航点的云台姿态都能达到最佳拍摄角度。
[0005]有鉴于此，提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法，解决了现有技术中无人机相机针对于风机叶片取景不全而且拍照视角较差的技术问题。
[0007]本专利技术提供了一种风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法，包括：获取到目标巡检航线，所述目标巡检航线用于控制无人机针对风机叶片进行巡检，所述目标巡检航线上至少包括第一航点；获取风机叶片的点云，并且从所述点云提取风机叶片的骨架线；在骨架线中获取到距离所述第一航点距离最短的第一骨架点，并且将所述第一骨架点确定为在所述第一航点下无人机的拍摄视点；根据所述第一航点到所述第一骨架点的向量确定所述拍摄视点下的无人机相机云台的姿态参数。/>[0008]进一步地，从所述点云提取风机叶片的骨架线，包括：将所述风机叶片的点云进行初步提取，得到风机叶片的直线骨架；将所述风机叶片点云进行拟合，得到第一叶片投影平面；将所述第一叶片投影平面的骨架沿所述第一叶片投影平面的法向量正方向平移，直至所述骨架完全脱离所述风机叶片点云，其中，所述第一叶片投影平面的骨架为风机的所有叶片的骨架；确定投影到骨架中的风机叶片点云中的目标点云；基于所述目标点云对所述直线骨架进行修正，其中，修正后的骨架线包括多段折线或者曲线。
[0009]进一步地，基于所述目标点云对所述直线骨架进行修正，包括：从直线骨架中确定距离目标点云中每个目标点距离最近的直线骨架点，并且生成多组目标点以及直线骨架点；基于所述多组目标点以及直线骨架点对所述直线骨架进行切分处理，生成直线骨架多个直线线段；基于所述目标点云对所述多个直线线段进行调整，得到多段折线或者曲线。
[0010]进一步地，获取到目标巡检航线，包括：获取到风机轮毂以及叶片参数；根据所述风机轮毂以及叶片参数生成风机的几何模型，其中，所述几何模型为正方体以及三棱锥的结合体，其中，所述正方体用于表征风机轮毂，所述三棱锥用于表征连接于风机轮毂的单个
风机叶片；根据所述风机模型生成单个风机叶片的巡检航线；获取到所述单个风机叶片与其它叶片之间的角度；将所述单个风机叶片的巡检航线按照所述角度做旋转处理，从而得到所有风机叶片的目标巡检航线。
[0011]进一步地，在将所述单个风机叶片的巡检航线按照所述角度做旋转处理，从而得到所有风机叶片的目标巡检航线之后，所述方法还包括：获取到每个风机叶片的质量参数以及每个叶片与竖直方向的偏转角度；根据所述每个风机叶片的质量参数以及每个叶片与竖直方向的偏转角度生成所述每个叶片的不同位置处的弯曲度；基于所述每个叶片的不同位置处的弯曲度对所述目标巡检航线进行修正。
[0012]进一步地，根据所述风机轮毂以及叶片参数生成风机模型，包括：将所述风机轮毂的直径确定为所述正方体的边长；将叶片的最大厚度以及叶片的最大宽度确定为所述三棱锥底面的两条直角边的边长；将叶片的长度确定为所述三棱锥的高。
[0013]进一步地，根据所述风机模型生成单个风机叶片的巡检航线，包括：至少生成对应于三棱锥的每个面的三条航线，其中，无人机在所述三条航线上时，能够通过所述三条航线拍摄到单个风机叶片的每个面；根据所述三条航线生成所述单个风机叶片的巡检航线。
[0014]进一步地，将所述单个风机叶片的巡检航线按照所述角度做旋转处理，从而得到所有风机叶片的目标巡检航线，包括：将所述单个风机叶片的巡检航线按照所述角度做旋转处理，生成所有风机叶片的初始巡检航线，其中，所有风机叶片的初始巡检航线为所有风机叶片在标准姿态参数下无人机的航线；获取到风机的实际姿态参数；根据所述风机的实际姿态参数以及标准姿态参数生成变换矩阵；通过所述变换矩阵对所述所有风机叶片的初始巡检航线进行矩阵变换，并且将矩阵变换后的初始巡检航线确定为所有风机叶片的目标巡检航线，其中，所述风机的实际姿态参数至少包括如下的一项或者多项：风机的偏航角、俯仰角、风机轮毂中心的位置、风机叶片的旋转角以及风机每个叶片的朝向。
[0015]进一步地，获取到风机的实际姿态参数，包括：将所述目标叶片点云进行拟合，得到第二叶片投影平面；基于所述第二叶片投影平面得到风机的实际姿态参数。
[0016]本申请提供了一种风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法，该方法包括：获取到目标巡检航线，所述目标巡检航线用于控制无人机针对风机叶片进行巡检，所述目标巡检航线上至少包括第一航点；获取风机叶片的点云，并且从所述点云提取风机叶片的骨架线；在骨架线中获取到距离所述第一航点距离最短的第一骨架点，并且将所述第一骨架点确定为在所述第一航点下无人机的拍摄视点；根据所述第一航点到所述第一骨架点的向量确定所述拍摄视点下的无人机相机云台的姿态参数。解决了现有技术中无人机相机针对于风机叶片取景不全而且拍照视角较差的技术问题。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0018]图1是本专利技术提供的一种风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法的流程图；图2是本专利技术提供的目标巡检航线中的多个航点的示意图；
图3是本专利技术提供的巡检航线以及风机的简易版的示意图；图4是本专利技术提供的在重力作用下风机的状态示意图；图5是本专利技术提供的倒Y形的风机叶片的示意图；图6是本专利技术提供的风机叶片发生形变的示意图；图7是本专利技术提供的风机的正方体以及三棱锥的模型的示意图。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本专利技术。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
[0020]在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本专利技术的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员来说，明显的是，不需要采用具体细节来实践本专利技术。在其他情况下，未详细描述众所周知的步骤或操作，以避免模糊本专利技术。
[0021]实施例一本专利技术提供了一种风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法，本方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法，其特征在于，包括：获取到目标巡检航线，所述目标巡检航线用于控制无人机针对风机叶片进行巡检，所述目标巡检航线上至少包括第一航点；获取风机叶片的点云，并且从所述点云提取风机叶片的骨架线；在骨架线中获取到距离所述第一航点距离最短的第一骨架点，并且将所述第一骨架点确定为在所述第一航点下无人机的拍摄视点；根据所述第一航点到所述第一骨架点的向量确定所述拍摄视点下的无人机相机云台的姿态参数。2.根据权利要求1所述的风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法，其特征在于，从所述点云提取风机叶片的骨架线，包括：将所述风机叶片的点云进行初步提取，得到风机叶片的直线骨架；将所述风机叶片点云进行拟合，得到第一叶片投影平面；将所述第一叶片投影平面的骨架沿所述第一叶片投影平面的法向量正方向平移，直至所述骨架完全脱离所述风机叶片点云，其中，所述第一叶片投影平面的骨架为风机的所有叶片的骨架；确定投影到骨架中的风机叶片点云中的目标点云；基于所述目标点云对所述直线骨架进行修正，其中，修正后的骨架线包括多段折线或者曲线。3.根据权利要求2所述的风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法，其特征在于，基于所述目标点云对所述直线骨架进行修正，包括：从直线骨架中确定距离目标点云中每个目标点距离最近的直线骨架点，并且生成多组目标点以及直线骨架点；基于所述多组目标点以及直线骨架点对所述直线骨架进行切分处理，生成直线骨架多个直线线段；基于所述目标点云对所述多个直线线段进行调整，得到多段折线或者曲线。4.根据权利要求2所述的风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法，其特征在于，获取到目标巡检航线，包括：获取到风机轮毂以及叶片参数；根据所述风机轮毂以及叶片参数生成风机的几何模型，其中，所述几何模型为正方体以及三棱锥的结合体，其中，所述正方体用于表征风机轮毂，所述三棱锥用于表征连接于风机轮毂的单个风机叶片；根据所述风机的几何模型生成单个风机叶片的巡检航线；获取到所述单个风机叶片与其它叶片之间的角度；将所述单个风机叶片的巡检航线按照所述角度做旋转处理，从而得到所有风机叶片的目标巡检航线。5.根据权利要求4所述的风机巡检航线下无人机拍摄姿态的确定方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：严超，司泽，李志轩，王峰，唐东明，刘珂，
申请(专利权)人：无锡海纳智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：