本申请提供了一种无人机的航向估计方法、装置、设备和介质，包括：在无人机巡检的过程中，根据磁罗盘数据确定无人机所处的巡检阶段；在无人机处于磁罗盘数据正常阶段时，根据电缆与无人机的相对位置，计算电缆的标准方向矢量；在无人机由磁罗盘数据正常阶段进入强磁干扰阶段后，根据电缆与无人机的相对位置，计算强磁干扰阶段电缆的误差方向矢量；根据标准方向矢量和误差方向矢量，确定无人机在强磁干扰阶段的航向角。本申请在强磁干扰阶段基于标准方向矢量和误差方向矢量进行航向角估计，不依赖于磁罗盘数据，从而即使在强磁干扰的情况下仍能得到正确的航向角，确保了无人机在输电线路抵近巡检全过程的航向估计正确，减小了无人机炸机的风险。人机炸机的风险。人机炸机的风险。
【技术实现步骤摘要】
一种无人机的航向估计方法、装置、设备和介质
[0001]本申请涉及电力巡检领域，特别是涉及一种无人机的航向估计方法、装置、设备和介质。
技术介绍
[0002]小型无人机在电力巡查领域得到了广泛的应用，利用无人机在一定距离上对电塔、电缆等进行巡查。随着巡查要求的提高，一些任务场景需要将无人机停靠在电缆上，利用无人机上的设备对电缆进行抵近巡查，由此对无人机的航向估计提出了挑战。
[0003]高压输电线路附近存在电磁场干扰，而且无人机越靠近电缆电磁场干扰越强。目前的无人机导航方法中，主要通过磁罗盘来修正无人机的航向角，但在无人机受强磁干扰时，利用磁罗盘修正航向角将导致航向估计不准确，影响无人机的飞行稳定，严重时会导致无人机炸机。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本申请提供了一种无人机的航向估计方法、装置、设备和介质，用于在强磁干扰阶段不依赖于磁罗盘实现无人机的航向角估计，其技术方案如下：
[0005]一种无人机的航向估计方法，包括：
[0006]在无人机巡检的过程中，根据磁罗盘数据确定无人机所处的巡检阶段，其中，巡检阶段包括强磁干扰阶段和磁罗盘数据正常阶段；
[0007]在无人机处于磁罗盘数据正常阶段时，根据电缆与无人机的相对位置，计算电缆的标准方向矢量；
[0008]在无人机由磁罗盘数据正常阶段进入强磁干扰阶段后，根据电缆与无人机的相对位置，计算强磁干扰阶段电缆的误差方向矢量；
[0009]根据标准方向矢量和误差方向矢量，确定无人机在强磁干扰阶段的航向角。
[0010]可选的，根据磁罗盘数据确定无人机所处的巡检阶段，包括：
[0011]若磁罗盘数据的模值小于预设的第一阈值，或者磁罗盘数据的模值大于预设的第二阈值，则确定无人机处于强磁干扰阶段，否则，确定无人机处于磁罗盘数据正常阶段，其中，第一阈值小于第二阈值。
[0012]可选的，在无人机处于磁罗盘数据正常阶段时，根据电缆与无人机的相对位置，计算电缆的标准方向矢量，包括：
[0013]在无人机处于磁罗盘数据正常阶段时，获取电缆上的任意两点分别相对于无人机的坐标，将获取的两个坐标分别作为第一坐标和第二坐标；
[0014]根据第一坐标和第二坐标，计算电缆的标准方向矢量；
[0015]在无人机由磁罗盘数据正常阶段进入强磁干扰阶段后，根据电缆与无人机的相对位置，计算强磁干扰阶段电缆的误差方向矢量，包括：
[0016]在无人机由磁罗盘数据正常阶段进入强磁干扰阶段后，获取电缆上的任意两点分
别相对于无人机的坐标，将获取的两个坐标分别作为第三坐标和第四坐标；
[0017]根据第三坐标和第四坐标，计算强磁干扰阶段电缆的误差方向矢量。
[0018]可选的，获取电缆上的任意两点分别相对于无人机的坐标，包括：
[0019]通过无人机上搭载的激光雷达获取电缆上的任意两点分别相对于无人机的坐标。
[0020]可选的，根据标准方向矢量和误差方向矢量，确定无人机在强磁干扰阶段的航向角，包括：
[0021]根据标准方向矢量和误差方向矢量，确定电缆的方向误差修正量；
[0022]根据惯性坐标系到无人机的本体坐标系的坐标转换矩阵和惯性坐标系的第一方向矢量对重力加速度矢量进行修正，得到加速度的误差修正量；
[0023]根据方向误差修正量、加速度的误差修正量、陀螺仪的角速度测量值、动态误差修正因子和静态误差修正因子，确定无人机在强磁干扰阶段的航向角。
[0024]可选的，根据方向误差修正量、加速度的误差修正量、陀螺仪的角速度测量值、动态误差修正因子和静态误差修正因子，确定无人机在强磁干扰阶段的航向角，包括：
[0025]根据方向误差修正量、加速度的误差修正量、陀螺仪的角速度测量值、动态误差修正因子和静态误差修正因子，计算陀螺仪角速度的第一积分修正量；
[0026]根据陀螺仪角速度的第一积分修正量，确定无人机在强磁干扰阶段的航向角。
[0027]可选的，还包括：
[0028]在无人机处于磁罗盘数据正常阶段时，根据惯性坐标系到无人机的本体坐标系的坐标转换矩阵和惯性坐标系的第二方向矢量对磁罗盘数据进行修正，得到磁罗盘的误差修正量；
[0029]根据磁罗盘的误差修正量、加速度的误差修正量、陀螺仪的角速度测量值、动态误差修正因子和静态误差修正因子，计算陀螺仪角速度的第二积分修正量；
[0030]根据陀螺仪角速度的第二积分修正量，确定无人机在磁罗盘数据正常阶段的航向角。
[0031]一种无人机的航向估计装置，包括：
[0032]巡检阶段确定模块，用于在无人机巡检的过程中，根据磁罗盘数据确定无人机所处的巡检阶段，其中，巡检阶段包括强磁干扰阶段和磁罗盘数据正常阶段；
[0033]标准方向矢量确定模块，用于在无人机处于磁罗盘数据正常阶段时，根据电缆与无人机的相对位置，计算电缆的标准方向矢量；
[0034]误差方向矢量确定模块，用于在无人机由磁罗盘数据正常阶段进入强磁干扰阶段后，根据电缆与无人机的相对位置，计算强磁干扰阶段电缆的误差方向矢量；
[0035]强磁阶段航向角确定模块，用于根据标准方向矢量和误差方向矢量，确定无人机在强磁干扰阶段的航向角。
[0036]一种无人机的航向估计设备，包括存储器和处理器；
[0037]存储器，用于存储程序；
[0038]处理器，用于执行程序，实现如上述任一项的无人机的航向估计方法的各个步骤。
[0039]一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上述任一项的无人机的航向估计方法的各个步骤。
[0040]经由上述的技术方案可知，本申请提供的无人机的航向估计方法，在无人机巡检
的过程中，根据磁罗盘数据确定无人机所处的巡检阶段，在无人机处于磁罗盘数据正常阶段时，根据电缆与无人机的相对位置，计算电缆的标准方向矢量，在无人机由磁罗盘数据正常阶段进入强磁干扰阶段后，根据电缆与无人机的相对位置，计算强磁干扰阶段电缆的误差方向矢量，根据标准方向矢量和误差方向矢量，确定无人机在强磁干扰阶段的航向角。本申请在强磁干扰阶段能够基于标准方向矢量和误差方向矢量进行航向角估计，不依赖于磁罗盘数据，从而即使在强磁干扰的情况下仍能得到正确的航向角，确保了无人机在输电线路抵近巡检全过程的航向估计正确，减小了无人机炸机的风险。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0042]图1为本申请实施例提供的无人机的航向估计方法的流程示意图；
[0043]图2为本申请实施例提供的无人机巡检时的航路示意图；
[0044]图3为本申请实施例提供本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人机的航向估计方法，其特征在于，包括：在无人机巡检的过程中，根据磁罗盘数据确定所述无人机所处的巡检阶段，其中，所述巡检阶段包括强磁干扰阶段和磁罗盘数据正常阶段；在所述无人机处于所述磁罗盘数据正常阶段时，根据电缆与所述无人机的相对位置，计算所述电缆的标准方向矢量；在所述无人机由所述磁罗盘数据正常阶段进入所述强磁干扰阶段后，根据所述电缆与所述无人机的相对位置，计算所述强磁干扰阶段所述电缆的误差方向矢量；根据所述标准方向矢量和所述误差方向矢量，确定所述无人机在所述强磁干扰阶段的航向角。2.根据权利要求1所述的无人机的航向估计方法，其特征在于，所述根据磁罗盘数据确定所述无人机所处的巡检阶段，包括：若所述磁罗盘数据的模值小于预设的第一阈值，或者所述磁罗盘数据的模值大于预设的第二阈值，则确定所述无人机处于所述强磁干扰阶段，否则，确定所述无人机处于所述磁罗盘数据正常阶段，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值。3.根据权利要求1所述的无人机的航向估计方法，其特征在于，所述在所述无人机处于所述磁罗盘数据正常阶段时，根据所述电缆与所述无人机的相对位置，计算所述电缆的标准方向矢量，包括：在所述无人机处于所述磁罗盘数据正常阶段时，获取所述电缆上的任意两点分别相对于所述无人机的坐标，将获取的两个坐标分别作为第一坐标和第二坐标；根据所述第一坐标和所述第二坐标，计算所述电缆的标准方向矢量；所述在所述无人机由所述磁罗盘数据正常阶段进入所述强磁干扰阶段后，根据所述电缆与所述无人机的相对位置，计算所述强磁干扰阶段所述电缆的误差方向矢量，包括：在所述无人机由所述磁罗盘数据正常阶段进入所述强磁干扰阶段后，获取所述电缆上的任意两点分别相对于所述无人机的坐标，将获取的两个坐标分别作为第三坐标和第四坐标；根据所述第三坐标和所述第四坐标，计算所述强磁干扰阶段所述电缆的误差方向矢量。4.根据权利要求3所述的无人机的航向估计方法，其特征在于，所述获取所述电缆上的任意两点分别相对于所述无人机的坐标，包括：通过所述无人机上搭载的激光雷达获取所述电缆上的任意两点分别相对于所述无人机的坐标。5.根据权利要求1所述的无人机的航向估计方法，其特征在于，所述根据所述标准方向矢量和所述误差方向矢量，确定所述无人机在所述强磁干扰阶段的航向角，包括：根据所述标准方向矢量和所述误差方向矢量，确定所述电缆的方向误差修正量；根据惯性坐标系到所述无人机的本体坐标系的坐标转换矩阵和所述惯性坐标系的第一方向矢量对重力加...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁杰，郭金智，张兆广，庞博，宋新利，侯力枫，白雪松，陈建，杨广涛，刘洋，季宁，宁岩，席海阔，李威，柴振华，范士清，李壮，刘明辉，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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