建筑巡检路径规划方法、设备和可读存储介质技术

本申请公开了一种建筑巡检路径规划方法、设备和可读存储介质，涉及三维位置和航道控制领域，该方法包括：根据目标区域内目标建筑的矢量数据，确定所述目标建筑关联的各个探测面的路径点坐标；根据所述矢量数据确定所述目标建筑的高度约束、转角约束以及障碍物约束；根据所述高度约束以及所述转角约束，确定所述探测面上所述路径点坐标的平面路径规划；以飞行距离为目标函数，基于所述平面路径规划以及所述障碍物约束求解所述目标函数，确定所述路径点坐标之间的三维路径规划，所以，有效解决了相关技术中进行无人机三维路径规划的计算量过大，导致规划效率低的技术问题，实现了提升三维路径规划效率的技术效果。三维路径规划效率的技术效果。三维路径规划效率的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
建筑巡检路径规划方法、设备和可读存储介质


[0001]本申请涉及三维位置和航道控制领域，尤其涉及一种建筑巡检路径规划方法、建筑巡检路径规划设备和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]对城市建筑进行工程诊治是确保工程服役安全、提高运维质量和延长使用寿命必要的手段。而人工巡检耗时费力，且效率极低，因此，目前普遍采用无人机对建筑进行巡检，以提高巡检效率。
[0003]目前的无人机巡检方案中，通过专业无人机飞行手来操控无人机进行手动飞行，或者半自动飞行，在这过程中配合无人机预设轨迹以及实时避障来进行巡检。
[0004]但是在对建筑群做巡检路径规划时，进行三维路径规划的计算量过大，导致三维路径规划并不能满足实际使用需求，规划效率低。

技术实现思路

[0005]本申请实施例通过提供一种建筑巡检路径规划方法，解决了相关技术中进行无人机三维路径规划的计算量过大，导致规划效率低的技术问题，实现了对建筑外立面进行巡检，并提升三维路径规划效率的技术效果。
[0006]本申请实施例提供了一种建筑巡检路径规划方法，所述建筑巡检路径规划方法包括：根据目标区域内目标建筑的矢量数据，确定所述目标建筑关联的各个探测面的路径点坐标；根据所述矢量数据确定所述目标建筑的高度约束、转角约束以及障碍物约束；根据所述高度约束以及所述转角约束，确定所述探测面上所述路径点坐标的平面路径规划；以飞行距离为目标函数，基于所述平面路径规划以及所述障碍物约束求解所述目标函数，确定所述路径点坐标之间的三维路径规划。
[0007]可选地，所述根据目标区域内目标建筑的矢量数据，确定所述目标建筑关联的各个探测面的路径点坐标的步骤之前，还包括：采集所述目标区域的激光雷达数据和/或倾斜影像数据；根据数学建模算法，提取所述激光雷达数据和/或所述倾斜影像数据包含的地理信息；将所述地理信息中的经纬度坐标转换为欧拉坐标；基于所述欧拉坐标和所述地理信息生成所述目标区域内所述目标建筑的三维建模数据。
[0008]可选地，所述根据目标区域内目标建筑的矢量数据，确定所述目标建筑关联的各个探测面的路径点坐标的步骤包括：
根据所述目标建筑的三维建模数据确定所述矢量数据；基于所述矢量数据提取出所述目标建筑的建筑物角点；根据所述建筑物角点对所述矢量数据进行分割，确定所述目标建筑的各个所述探测面；根据预设约束条件确定所述探测面的所述路径点坐标。
[0009]可选地，所述根据预设约束条件确定所述探测面的所述路径点坐标的步骤包括：根据巡检规则确定所述探测面的初始巡检点；根据所述初始巡检点，生成所述探测面的巡检点网络，以使巡检点与所述探测面的距离大于第一距离，不同水平高度的所述巡检点之间的距离大于第二距离，所述巡检点与地面的距离大于第三距离；根据所述巡检点的坐标确定所述探测面的所述路径点坐标。
[0010]可选地，所述根据所述矢量数据确定所述目标建筑的高度约束、转角约束以及障碍物约束的步骤包括：根据所述矢量数据和所述路径点坐标确定所述高度约束；根据路径点坐标、爬升角极值以及俯仰角极值确定所述转角约束；根据所述矢量数据确定障碍物中心点，以及所述障碍物中心点对应的区域半径；根据所述障碍物中心点以及所述区域半径确定所述障碍物约束。
[0011]可选地，所述根据所述高度约束以及所述转角约束，确定所述探测面上所述路径点坐标的平面路径规划的步骤包括：确定所述探测面的初始巡检点；以所述初始巡检点为起点，并以所述转角约束和所述高度约束作为平面约束条件，遍历所述路径点坐标；根据遍历结果确定所述平面路径规划。
[0012]可选地，所述以飞行距离为目标函数，基于所述平面路径规划以及所述障碍物约束求解所述目标函数，确定所述路径点坐标之间的三维路径规划的步骤包括：根据所述平面路径规划确定所述目标建筑的特征点位，所述特征点位包括所述目标建筑对应巡检任务的起始点以及终止点；基于所述特征点位初始化无人机的速度以及位置；根据特征点位数量、初始化的所述速度、初始化的所述位置和所述特征点位构建迭代空间；根据预设算法以及所述障碍物约束对所述迭代空间进行迭代，以所述飞行距离作为所述目标函数，求解出所述三维路径规划。
[0013]可选地，所述根据预设算法以及所述障碍物约束对所述迭代空间进行迭代，以所述飞行距离作为所述目标函数，求解出所述三维路径规划的步骤包括：根据所述障碍物约束更新所述预设算法；根据更新后的所述预设算法对所述迭代空间进行迭代，以所述飞行距离作为所述目标函数，求解所述特征点位之间的目标路径规划；基于所述目标路径规划和所述平面路径规划，确定所述路径点坐标之间的所述三维路径规划。
[0014]此外，本申请还提出一种建筑巡检路径规划设备，所述建筑巡检路径规划设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的建筑巡检路径规划程序，所述处理器执行所述建筑巡检路径规划程序时实现如上所述的建筑巡检路径规划方法的步骤。
[0015]此外，本申请还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有建筑巡检路径规划程序，所述建筑巡检路径规划程序被处理器执行时实现如上所述的建筑巡检路径规划方法的步骤。
[0016]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：由于采用了根据目标区域内目标建筑的矢量数据，确定所述目标建筑关联的各个探测面的路径点坐标；根据所述矢量数据确定所述目标建筑的高度约束、转角约束以及障碍物约束；根据所述高度约束以及所述转角约束，确定所述探测面上所述路径点坐标的平面路径规划；以飞行距离为目标函数，基于所述平面路径规划以及所述障碍物约束求解所述目标函数，确定所述路径点坐标之间的三维路径规划，所以，有效解决了相关技术中进行无人机三维路径规划的计算量过大，导致规划效率低的技术问题，实现了对建筑外立面进行巡检，并提升三维路径规划效率的技术效果。
附图说明
[0017]图1为本申请建筑巡检路径规划方法实施例一的流程示意图；图2为本申请建筑巡检路径规划方法实施例二中步骤S110的流程细化示意图；图3为本申请建筑巡检路径规划方法实施例三中步骤S140的流程细化示意图；图4为本申请建筑巡检路径规划设备实施例涉及的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0018]在相关技术中，使用无人机对建筑进行巡检时，无人机的高度约束通常设置较小区间，巡检路径规划实际上是二维路径规划，并不满足巡检需求。这是因为城市点云数据不健全，且数据量庞大，而使用无人机对建筑群的各个外立面进行巡检时，需要对整个巡检流程中无人机的三维路径进行规划，由于数据缺失以及计算量庞大，导致巡检路径规划效率低。本申请实施例采用的主要技术方案是：预先建立建筑群的三维建模数据，根据各个目标建筑的各个探测面的路径点坐标，以及条件约束，确定无人机对于探测面的平面路径规划；再结合各个目标建筑对应的点位信息，基于平面路径规划生成无人机对于建筑群进行巡检的三维路径规划。从而实现了对建筑外立面进行巡检，并提升三维路径规划效率的技术效果。
[0019]为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑巡检路径规划方法，其特征在于，所述建筑巡检路径规划方法包括：根据目标区域内目标建筑的矢量数据，确定所述目标建筑关联的各个探测面的路径点坐标；根据所述矢量数据确定所述目标建筑的高度约束、转角约束以及障碍物约束；根据所述高度约束以及所述转角约束，确定所述探测面上所述路径点坐标的平面路径规划；以飞行距离为目标函数，基于所述平面路径规划以及所述障碍物约束求解所述目标函数，确定所述路径点坐标之间的三维路径规划。2.如权利要求1所述的建筑巡检路径规划方法，其特征在于，所述根据目标区域内目标建筑的矢量数据，确定所述目标建筑关联的各个探测面的路径点坐标的步骤之前，还包括：采集所述目标区域的激光雷达数据和/或倾斜影像数据；根据数学建模算法，提取所述激光雷达数据和/或所述倾斜影像数据包含的地理信息；将所述地理信息中的经纬度坐标转换为欧拉坐标；基于所述欧拉坐标和所述地理信息生成所述目标区域内所述目标建筑的三维建模数据。3.如权利要求1所述的建筑巡检路径规划方法，其特征在于，所述根据目标区域内目标建筑的矢量数据，确定所述目标建筑关联的各个探测面的路径点坐标的步骤包括：根据所述目标建筑的三维建模数据确定所述矢量数据；基于所述矢量数据提取出所述目标建筑的建筑物角点；根据所述建筑物角点对所述矢量数据进行分割，确定所述目标建筑的各个所述探测面；根据预设约束条件确定所述探测面的所述路径点坐标。4.如权利要求3所述的建筑巡检路径规划方法，其特征在于，所述根据预设约束条件确定所述探测面的所述路径点坐标的步骤包括：根据巡检规则确定所述探测面的初始巡检点；根据所述初始巡检点，生成所述探测面的巡检点网络，以使巡检点与所述探测面的距离大于第一距离，不同水平高度的所述巡检点之间的距离大于第二距离，所述巡检点与地面的距离大于第三距离；根据所述巡检点的坐标确定所述探测面的所述路径点坐标。5.如权利要求1所述的建筑巡检路径规划方法，其特征在于，所述根据所述矢量数据确定所述目标建筑的高度约束、转角约束以及障碍物约束的步骤包括：根据所述矢量数据和所述路径点坐标确定所述高度约束；根据路径点坐标、爬升角极值以及俯仰角极值确定所述转角...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍永靖邦，金楠，范存君，郑则行，岳清瑞，施钟淇，莫淳淯，
申请(专利权)人：城市安全发展科技研究院深圳，
类型：发明
国别省市：