【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水电站安全监测领域，具体涉及一种用于分叉管路巡检的无人机管道巡检控制方法。
技术介绍
1、分叉管路空间常见于大型电站等工业设施的地下环境，用于排水、净化、除污等。此类环境通常不具备良好的光照环境，且由于在地下空间，gps信号缺失。
2、以地下排水洞环境为例，此种环境通常是以钢筋混凝土建筑为主，常见结构为某一截面沿某一直线或曲线拉伸形成的三维立体结构，内部网络相对复杂，存在较多的支洞。随着时间的推移，在常年的水流冲刷和泥沙、垃圾堆积的情况下，壁面或多或少会出现冲击坑、裂缝、渗水，严重情况下导致部分段落的管道坍塌，从而影响水流的正常排放。如果不慎主段阻塞，大量水拥堵，可能还会出现整段管道受损的情况。从而导致极大的修复、停工成本。因此，对管道壁面的巡检至关重要。由于排水洞常年水量不等，枯水期干涸，汛期水量较大，常年运行具有冲刷、坍塌和堆积隐患，利用小车、无人船等手段进行排查，其适应性较差，效率低，风险大。因洞内支洞较多，且存在坡度、拐弯、垂直弯如十字型或t型等。因此，当用于巡检的无人机飞行遇到非唯一目标点时，需要通过某种策略使得无人机不会沿着某单一方向重复飞行。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种用于分叉管路巡检的无人机管道巡检控制方法，在无人机上设置单线激光雷达、单目相机、双目相机和单点激光雷达传感器，考虑管道类环境支路、岔路、弯段等特殊的三维结构，通过基于实时偏航角调整的地下管道支路环境控制策略，保证无人机在支路环境的最优选择和去重复
2、本专利技术的技术方案是用于分叉管路巡检的无人机管道巡检控制方法，包括以下步骤：
3、步骤1：获取无人机上各类传感器输出的数据；
4、步骤2：通过对比无人机获取的当前时刻的点云数据和前一时刻的点云数据，判断无人机是否处于渐变弯段或陡变弯段，根据判断结果采用不同的偏航角调整策略；
5、步骤3：计算无人机偏航角预测值和实际偏航角的差值，实现偏航角补偿；
6、步骤4：利用无人机上的单线激光雷达获得巡检目标点处的点云数据；
7、步骤5：对步骤4得到的点云数据进行四象限切割；
8、步骤6：判断步骤5得到的四象限点云的有效性,根据判断结果确定点云模型的基准；
9、步骤7：发布巡检目标点处的点云模型。
10、所述步骤2中，通过无人机上的前向单点激光雷达和截面单线激光雷达获取当前时刻的点云数据，与前一时刻的点云数据对比，判断无人机当前所处的场景，并根据所处场景的环境是渐变弯段或陡变弯段来采取不同的偏航角调整策略。
11、优选地，若为渐变弯段，则采用“随动偏航角调整，前向飞行的同时调整偏航角”的策略。若为陡变弯段，此时无人机前方空间小，不能继续前向移动，采用“定点旋转”的策略。
12、优选地，步骤6中，所述判断步骤5得到的四象限点云的有效性，若点云数量少或点云离群值多，则判断点云失效。
13、进一步地，所述步骤6中，分别判断左侧点云、右侧点云的有效性，具体包括：
14、若左侧点云和右侧点云均有效，则计算整个点云的形心，以点云的形心作为点云模型的基准；
15、若左侧点云有效，右侧点云失效，则计算左侧点云的均值点，以左侧点云的均值点作为点云模型的基准；
16、若左侧点云失效，右侧点云有效，则计算右侧点云的均值点，以右侧点云的均值点作为点云模型的基准；
17、若左侧点云和右侧点云均失效，则以前一时刻的形心作为点云模型的基准，并记录当前时刻的形心。
18、优选地，所述步骤7中，采用重复的目标点处点云模型的选取策略，具体为：
19、（1）记录特殊场景的位置，并通过欧式距离判断是否出现在特殊的支路位置，对特殊的支路位置的点云模型去重；
20、（2）利用计算机程序对比判断点云模型是否重复，删除重复的点云模型。
21、相比现有技术，本专利技术的有益效果包括：
22、1）本专利技术解决了管道巡检的岔路等技术问题，实现了基于实时偏航角调整的地下管道支路环境控制策略。
23、2）本专利技术方法保证了无人机在管道支路场景下的实时飞行安全和非重复飞行。并在此基础上实现了实时的无人机偏航角调整。
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1.用于分叉管路巡检的无人机管道巡检控制方法，其特征在于，用于分叉管路巡检的无人机上设有单线激光雷达、单目相机、双目相机和单点激光雷达传感器，所述无人机管道巡检控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于分叉管路巡检的无人机管道巡检控制方法，其特征在于，所述步骤2中，通过无人机上的前向单点激光雷达和截面单线激光雷达获取当前时刻的点云数据，与前一时刻的点云数据对比，判断无人机当前所处的场景，并根据所处场景的环境是渐变弯段或陡变弯段来采取不同的偏航角调整策略；
3.根据权利要求1或2所述的用于分叉管路巡检的无人机管道巡检控制方法，其特征在于，步骤6中，所述判断步骤5得到的四象限点云的有效性，若点云数量少或点云离群值多，则判断点云失效。
4.根据权利要求3所述的用于分叉管路巡检的无人机管道巡检控制方法，其特征在于，所述步骤6中，分别判断左侧点云、右侧点云的有效性，具体包括：
5.根据权利要求1或2或4所述的用于分叉管路巡检的无人机管道巡检控制方法，其特征在于，所述步骤7中，采用重复的目标点处点云模型的选取策略，具体为：
【技术特征摘要】
1.用于分叉管路巡检的无人机管道巡检控制方法，其特征在于，用于分叉管路巡检的无人机上设有单线激光雷达、单目相机、双目相机和单点激光雷达传感器，所述无人机管道巡检控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于分叉管路巡检的无人机管道巡检控制方法，其特征在于，所述步骤2中，通过无人机上的前向单点激光雷达和截面单线激光雷达获取当前时刻的点云数据，与前一时刻的点云数据对比，判断无人机当前所处的场景，并根据所处场景的环境是渐变弯段或陡变弯段来采取不同的偏航角调整策略；
【专利技术属性】
技术研发人员：毛业栋，张春辉，李友平，徐铬，徐兰兰，冉毅川，韩波，沈润杰，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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