[发明专利]一种无人机自动避障导线的方法及系统

说明书

本发明涉及输电线路运行技术领域，具体涉及一种无人机自动避障导线的方法，方法包括：设置导线与无人机的安全距离阈值；三维激光雷达扫描得到导线的激光点云数据；解析导线的激光点云数据，识别出导线与地面参考物之间的三维点云数据，并同时对导线与地面参考物的点云数据进行分离，计算出导线与地面参考物之间的实际距离d；同时读取预存的无人机与地面参考物之间的空间距离D，进而计算得到无人机与导线的实际直线距离A；判断无人机与导线的实际直线距离A与安全距离阈值关系，进而实现对无人机的避障飞行。本发明提供的无人机自动避障导线的方法及系统，有效地保障了无人机巡线系统及输电线路的安全，大大提升了巡线作业的可靠性。

技术领域

本发明涉及输电线路运行技术领域，具体涉及一种无人机自动避障导线的方法及系统。

背景技术

无人驾驶飞机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)又简称无人机，与传统的有人驾驶飞行器不同，是一种利用无线电远程遥控及机载的程序控制器操纵的不载人飞机。其最早出现于20世纪20年代，当时仅被用于作为军事训练中的靶机，此后经过近百年的不断发展，逐渐转向于侦查、攻击等各种多用途领域。由于其相对于载人飞机来说具有成本低、生存能力强、无人员伤亡风险、使用方便等优点，所以不止能在军事上发挥重要作用。

输电线(导线)规模大、覆盖范围广、所经过的地形环境复杂，需要定期对线路进行检测评估。因此，随着无人机雷达技术的不断发展，通过扫描得到的三维点云数据进行检测提升导线避障操作的技术也越来越广泛，中国专利CN109032182A公开了一种基于毫米波雷达的无人机避障系统及控制方法，虽然能够实现避障的功能，但是其导线避障可靠性较差，安全距离不易控制，其避障精度也不能满足技术要求。

发明内容

为了解决现有技术所存在的缺陷，本发明提供一种无人机自动避障导线的方法及系统，能够有效提高导线巡检的可靠性及避障精确性。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种无人机自动避障导线的方法，包括：

步骤S100：设置导线与无人机的安全距离阈值；

步骤S200：无人机获取需要巡检的导线的空间坐标位置，对需巡检的导线进行巡检；

步骤S300：三维激光雷达扫描得到导线的激光点云数据；

步骤S400：解析导线的激光点云数据，识别出导线与地面参考物之间的三维点云数据，并同时对导线与地面参考物的点云数据进行分离，计算出导线与地面参考物之间的实际距离d；同时读取预存的无人机与地面参考物之间的空间距离D，进而计算得到无人机与导线的实际直线距离A；

步骤S500：判断无人机与导线的实际直线距离A与安全距离阈值的关系；安全距离阈值包括第一安全距离阈值C和第二安全距离阈值ε，第一安全距离阈值C小于第二安全距离阈值ε；若实际直线距离A小于或等于C，则判定无人机的姿态离导线的距离过近，需要向飞控系统发送远离导线的控制指令；若实际直线距离A大于或等于ε，则判定无人机的姿态离导线的距离过远，需要向飞控系统发送靠近导线的控制指令；若实际直线距离A处于小于ε且大于C的范围时，则判定无人机的姿态离导线的距离正常，按照当前初始巡检路径上各飞行节点的空间坐标进行飞行；地面参考物是导线正头投下方的地面参考点。

进一步的，实际直线距离A等于无人机与地面参考物之间的空间距离D和导线与地面参考物之间的实际距离d做差。

进一步的，在步骤S500中，利用PID控制器计算控制距离参数，随后由嵌入式单元将控制距离参数发送相应的控制指令给飞控系统，飞控系统按照控制指令进行规避飞行。

进一步的，飞控系统按照控制指令进行规避飞行，具体操作步骤为：飞控系统获取控制指令，并根据控制指令解析控制信号执行飞控操作。