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应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法及系统技术方案

技术编号:40922928 阅读:9 留言:0更新日期:2024-04-18 14:47
本发明专利技术公开了应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法及系统,属于无人机杆塔巡检技术领域。包括以下步骤:步骤一、建立障碍物模板信息库;步骤二、构建无人机的巡检路径,并将巡检路径划分为n个子巡检路径;步骤三、基于子巡检路径控制无人机对杆塔进行巡检;步骤四、获取无人机在行进路径上的图像信息;步骤五、基于图像信息判断行进路径上是否存在障碍物:若存在障碍物,则对无人机进行路径规划;反之,则控制无人机按照子巡检路径继续飞行。本发明专利技术在无人机在子巡检路径时,实时获取下行的飞行路径上的图像信息,及时判断下行的飞行路径是否存在障碍物;基于不同的判断结果,对无人机进行相应的路径规划,保证无人机的飞行安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机杆塔巡检,具体涉及应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法及系统


技术介绍

1、随着无人机技术的发展,无人机被广泛地被应用到电力线路巡检中。无人机主要巡查内容包括:绝缘子串是否有裂纹、老化和缺釉等现象,杆塔是否出现变形、锈蚀和缺失等现象,杆塔上是否有鸟类筑巢等现象。

2、无人机与ai视觉技术结合,在无人机巡检过程中,拍摄大量的图像,以供技术人员查看。无人机在按照规划的路线执行巡检任务时,可能会遇到事先未知的突发威胁,例如可能是静态的障碍物,包括未知的岩石、鸟巢等;也可能是动态的障碍物,如飞鸟、气球、风筝等。

3、所以,无人机在巡检过程中需要实时检测障碍物的位置并避开障碍物,否则可能导致无人机的损坏。如何规划无人机巡检避障是本领域技术亟需解决的技术问题。


技术实现思路

1、专利技术目的:为了解决上述问题,本专利技术提供了应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法及系统。

2、技术方案:应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,用于对杆塔的无人机巡检,包括以下步骤:

3、步骤一、建立障碍物模板信息库,所述障碍物模板信息库中至少包含以下信息:若干个不同的静态障碍物的图像信息、以及动态障碍物的图像信息;

4、步骤二、构建无人机的巡检路径,并将所述巡检路径划分为n个子巡检路径l1、l2、l3、...、ln-1、ln;任一个子巡检路径li对应设置巡检起点和巡检终点

5、步骤三、基于子巡检路径li,控制无人机以巡检起点至巡检终点的行进路径对杆塔进行巡检;

6、步骤四、以预定间隔时间段t持续获取无人机在行进路径上的图像信息;

7、步骤五、基于所述图像信息判断所述行进路径上是否存在障碍物,得到判断结果:若存在障碍物,则对无人机进行路径规划,控制无人机进入避障区域;

8、反之,则控制无人机按照所述子巡检路径li继续飞行,并重复执行所述步骤四,直至进入下一个子巡检路径li+1。

9、进一步地,所述步骤五中存在障碍物的判断过程包括以下步骤:

10、将所述图像信息,与静态障碍物的图像信息或动态障碍物的图像信息进行比较,得到比较结果:

11、若所述图像信息,与静态障碍物的图像信息或动态障碍物的图像信息相似度达到预定范围内,则判定所述行进路径上存在障碍物,且确定所述障碍物为静态目标障碍物或/和动态目标障碍物;

12、基于所述静态目标障碍物或/和动态目标障碍物,相应对无人机进行路径规划。

13、进一步地,所述障碍物为静态目标障碍物,对无人机进行路径规划包括以下步骤:

14、基于所述图像信息,得到关于静态目标障碍物的静态目标障碍区域赋予静态目标障碍区域之外的区域为避障区域bj;

15、实时获取无人机与静态目标障碍物之间的距离hj;

16、设置距离hj小于第一距离阈值时,控制无人机的方位,使无人机进入避障区域bj。

17、进一步地,所述障碍物为动态目标障碍物,对无人机进行路径规划包括以下步骤:

18、基于所述图像信息,得到关于动态目标障碍物的动态目标障碍区域赋予动态目标障碍区域之外的区域为避障区域

19、依据所述动态目标障碍区域qd1,确定动态目标障碍区域其中,动态目标障碍区域位于动态目标障碍区域内;赋予动态目标障碍区域之外的区域为避障区域

20、实时获取无人机与动态目标障碍物之间的距离hd;

21、设置距离hd小于第二距离阈值时,获取无人机在行进路径上的当前图像信息并判断动态目标障碍物是否存在,得到判断结果:

22、若动态目标障碍物存在,则控制无人机的飞行速度在预定速度范围内,并控制无人机的方位,使无人机进入避障区域反之,则控制无人机的方位,使无人机进入避障区域

23、进一步地,所述障碍物为静态目标障碍物和动态目标障碍物,对无人机进行路径规划包括以下步骤:

24、基于所述图像信息,得到关于静态目标障碍物和动态目标障碍物的静态动态障碍物区域qjd;赋予静态动态障碍物区域之外的区域为避障区域

25、于所述避障区域的预定位置选择确定避障区域

26、实时获取无人机,与静态目标障碍物之间的距离动态目标障碍物之间的距离

27、设置距离或小于第三距离阈值时,控制无人机的方位,使无人机进入避障区域

28、进一步地,所述步骤五中,控制无人机进入避障区域后还包括以下步骤:

29、控制无人机靠近巡检终点飞行,并重复执行所述步骤四,直至进入下一个子巡检路径li+1。

30、进一步地,所述巡检路径的构建包括以下步骤:

31、以杆塔为基准,沿从上至下方向确定若干个巡检点p1、p2、p3、...、pm-1、pm,m>1,且m为整数;

32、以任意相邻的巡检点pm-1、巡检点pm对应作为巡检起点巡检终点巡检点pm-1、巡检点pm之间的连线为子巡检路径li;

33、基于n个子巡检路径生成为所述巡检路径。

34、在另一个技术方案中,提供了一种计算机系统,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计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

35、有益效果:

36、(1)本专利技术设计沿塔杆从上至下的巡检路径,并将巡检路径划分为若干个子巡检路径,控制无人机基于各个子巡检路径分段巡检;在无人机在子巡检路径时,实时获取下行的飞行路径上的图像信息,及时判断下行的飞行路径是否存在障碍物;基于不同的判断结果,对无人机进行相应的路径规划,保证无人机的飞行安全。

37、(2)下行的飞行路径上存在障碍物,判断出障碍物的种类:静态障碍物、动态障碍物、静态障碍物+动态障碍物,基于不同的障碍物的种类,相应对无人机进行路径规划,使得无人机完成精准避障,提高无人机避障效率。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,用于对杆塔的无人机巡检,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,其特征在于,所述步骤五中存在障碍物的判断过程包括以下步骤:

3.如权利要求2所述的应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,其特征在于,所述障碍物为静态目标障碍物时,对无人机进行路径规划包括以下步骤:

4.如权利要求2所述的应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,其特征在于,所述障碍物为动态目标障碍物时,对无人机进行路径规划包括以下步骤:

5.如权利要求2所述的应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,其特征在于,所述障碍物为静态目标障碍物和动态目标障碍物,对无人机进行路径规划包括以下步骤:

6.如权利要求1所述的应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,其特征在于,所述步骤五中,控制无人机进入避障区域后还包括以下步骤:

7.如权利要求1所述的应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,其特征在于,所述巡检路径的构建包括以下步骤:>

8.一种计算机系统,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计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

...

【技术特征摘要】

1.应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,用于对杆塔的无人机巡检,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,其特征在于,所述步骤五中存在障碍物的判断过程包括以下步骤:

3.如权利要求2所述的应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,其特征在于,所述障碍物为静态目标障碍物时,对无人机进行路径规划包括以下步骤:

4.如权利要求2所述的应用于无人机巡检过程中的障碍物检测避障方法,其特征在于,所述障碍物为动态目标障碍物时,对无人机进行路径规划包括以下步骤:

5.如权利要求2所述的应...

【专利技术属性】
技术研发人员:万永忠张馨升武永泉张新展罗平梁辉黎梦莹周晖江宗毅
申请(专利权)人:南京苏逸实业有限公司
类型:发明
国别省市:

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