无人机风机巡检航线自主规划方法技术

本发明专利技术公开了无人机风机巡检航线自主规划方法，涉及无人机巡检技术领域，该方法包括以下具体步骤：实时数据获取：通过与专业海洋监测机构建立数据共享链路获取潮汐数据，并在海上风机群区域部署本地监测设备，构建多元采集渠道获取精准潮汐数据，本发明专利技术通过融合动态潮汐补偿，能够实时获取潮汐预测及实时监测数据，构建出动态海上环境模型，从而准确反映不同潮汐时刻的海上环境状况，进而无人机能够在涨潮时避开海水上升和漂浮物增多的风险区域，选择合适的飞行高度，确保安全，在退潮时则能够贴近风机基础进行细致检查，同时利用模型中的危险区域信息设置安全缓冲区，进一步提升了巡检的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机巡检，具体为无人机风机巡检航线自主规划方法。

技术介绍

1、海上风机群作为可再生能源的重要组成部分，对于保障电力供应具有重要意义，为确保海上风机的稳定运行和及时维护，巡检工作显得尤为重要，无人机巡检作为一种高效、低成本的巡检方式，近年来在海上风机群巡检中得到了广泛应用，然而，海上风机群的巡检工作面临着复杂多变的工况，特别是潮汐变化和风机突发故障等因素，给无人机巡检带来了极大的挑战。

2、传统的无人机巡检航线规划方法往往未充分考虑潮汐动态变化对海上环境的影响，潮汐的周期性涨落会改变海上环境，涨潮时海水上升、漂浮物增多，无人机在巡检过程中可能面临安全风险，退潮时则可能出现新的危险区域，如暴露的礁石和浅滩，此外，当风机突发故障时，传统巡检系统无法快速合理地调整巡检航线，且未将潮汐情况纳入应急航线规划，导致故障处理的及时性和有效性受到严重影响，因此，传统的无人机巡检航线规划方法在应对海上风机群复杂工况时存在明显不足。

3、针对上述问题，有必要对现有的无人机风机巡检航线规划方法进行优化，通过综合考量潮汐动态变化与风机突发故本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.无人机风机巡检航线自主规划方法，其特征在于，该系统包括以下组成部分：

2.根据权利要求1所述的无人机风机巡检航线自主规划方法，其特征在于，所述动态海上环境模型构建步骤中，结合潮汐数据，采用数值模拟方法借助水动力模型模拟海水动态变化，具体地，考虑海域的地形地貌和海岸线形状因素对海水流动的影响，模拟海水在涨潮和退潮过程中的覆盖范围变化，通过多次迭代计算，确定海水的覆盖范围，并且综合考虑海洋动力学原理以及天文因素对潮汐的影响，模拟不同位置和时间的潮水流速和流向情况，此外，通过对历史潮汐数据和海底地形数据的分析，确定退潮后暴露的礁石和浅滩的危险区域，并将这些信息整合到动态模型中。...

【技术特征摘要】

1.无人机风机巡检航线自主规划方法，其特征在于，该系统包括以下组成部分：

2.根据权利要求1所述的无人机风机巡检航线自主规划方法，其特征在于，所述动态海上环境模型构建步骤中，结合潮汐数据，采用数值模拟方法借助水动力模型模拟海水动态变化，具体地，考虑海域的地形地貌和海岸线形状因素对海水流动的影响，模拟海水在涨潮和退潮过程中的覆盖范围变化，通过多次迭代计算，确定海水的覆盖范围，并且综合考虑海洋动力学原理以及天文因素对潮汐的影响，模拟不同位置和时间的潮水流速和流向情况，此外，通过对历史潮汐数据和海底地形数据的分析，确定退潮后暴露的礁石和浅滩的危险区域，并将这些信息整合到动态模型中。

3.根据权利要求1所述的无人机风机巡检航线自主规划方法，其特征在于，所述基础巡检航线规划步骤中，根据动态海上环境模型，针对涨潮时海水上升和漂浮物增多的情况，综合潮汐高度、漂浮物分布与无人机飞行性能确定飞行高度范围，运用路径规划算法，以覆盖机舱、叶片和塔筒部位为目标，结合风机布局与朝向，通过优化路径顺序与转弯角度减少飞行距离和时间成本，同时，依据模型中涨潮时海水与漂浮物分布信息，将危险区域设为不可穿越障碍物以避开，并且根据无人机实时反馈的飞行数据，调整航线规划策略。

4.根据权利要求3所述的无人机风机巡检航线自主规划方法，其特征在于，所述基础巡检航线规划步骤中，运用路径规划算法，其算法公式为：其中，czc为涨潮阶段候选航线综合成本，k为航线途经风机关键部位数量，α、β、γ分别为危险距离、飞行高度、风机关键部位覆盖程度的权重系数，通过对历史巡检数据和事故数据分析，利用层次分析法确定，为航线到第j个风机关键部位与最近危险区域距离，dmax为当前涨潮场景下危险区域与风机关键部位最大距离，由动态海上环境模型结合历史数据和地理信息确定，hj为无人机到达第j个风机关键部位的飞行高度，由涨潮情况设定的飞行高度范围确定，haq为安全飞行高度，根据潮汐和漂浮物情况确定，pj为航线对第j个风机关键部位的巡检覆盖程度，通过风机关键部位预设检查点与航线关系计算得出。

5.根据权利要求1所述的无人机风机巡检航线自主规划方法，其特征在于，所述基础巡检航线规划步骤中，针对退潮时风机基础暴露的特点，调整飞行高度，具体地，运用规划算法，围绕风机基础结构各检查点，结合其形状、尺寸及检查点分布，规划贴近风机基础的巡检航线，同时，借助模型中退潮后包括礁石和浅滩的危险区域信息，依据危险程度、无人机飞行速度与机动性，在航线周围设置安全缓冲区，将其视为不可穿越区域以保障安全，同时根据风机基础结构特点与重要检查部位，调整巡检航线。

6.根据权利要求5所述的无人机风机巡检航线自主规划方法，其特征在于，所述基础巡检航线规划步骤中，运用路径规划算法，围绕风机基础结构各检查点，结合其形状、尺寸及检查点分布，规划贴近风机基础的巡检航线，其算法公式为：其中ctc为退潮阶段候选航线综合成本，成本越低航线...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅孟潮，左罗，周辉，肖智超，马平安，
申请(专利权)人：上海柔克智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：