[发明专利]一种面向变电站巡检的无人机路径规划方法

说明书

本发明涉及一种面向变电站巡检的无人机路径规划方法，在满足无人机的运行约束条件下，在节点扩展环节中，利用启发式搜索算法进行路径规划，得到一条可行的无人机避障巡检路径。

技术领域

本发明涉及无人机和电力系统运维技术领域，特别是涉及一种面向变电站巡检的无人机路径规划方法。

背景技术

随着人工智能的快速崛起，无人机已经在电力巡检领域中获得较为广泛的应用。相较于传统的人工巡检方式，无人机能够利用信息化技术实现自动巡检，并将数据进行实时传输，大幅降低人力劳动并能对传统地面人工巡检和机器人巡检的死角进行检查。基于无人机的变电站巡检，能够有效控制电路设备安全，防治变电设备遗漏等问题，实现较为良好的检测效果。无人机智能化的重要表现之一就是在不依靠人类控制的情况下自主地移动，这也是无人机执行巡检任务的基础环节。为了保障无人机的变电站巡检安全和提高巡检能力，航迹规划技术是是变电站巡检无人机实际应用中需要解决的关键问题之一。无人机所处的环境含有大量不确定的因素，要想在其中安全地执行巡检任务，需要具备以下两个条件：

(1)准确的环境导航地图，需要激光雷达扫描技术支持。

(2)无人机可以依据感知数据自我决策，在约束条件下，以最小代价实现在含有障碍物的环境中移动，需要路径规划算法支持。

无人机的路径规划决定了无人机的巡检路线以及是否能够到达指定的巡检点进行检查，因此研究无人机的路径规划，对于变电站巡检而言具有重要的现实意义。无人机路径规划的基本任务是在考虑无人机的物理性能约束、环境障碍约束、边值约束、队形约束等条件下，找到一条从起始点到目标点的无碰撞路径，并在此基础上使其实现如规划路径点最少、路径长度最短、无人机能量消耗最小等要求，最终为无人机确定一条最优的运动路径。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向变电站巡检的无人机路径规划方法，能够规划出一条可行的无人机避障巡检路径。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种面向变电站巡检的无人机路径规划方法，所述规划方法包括：

约束条件包括：无人机的可行区域、起点位置、目标点位置、可行区域内的障碍物、障碍物膨胀圈数。

无人机的可行区域：保证无人机在可行区域内运动；

可行区域内的障碍物：保证在规划路径时避开区域内的障碍物；

障碍物膨胀圈数：对障碍物进行膨胀处理，以获得安全的飞行距离；

1.在可行区域内且非障碍物的地方选择起点和终点；

2.将起点位置加入OPEN表；

3.取出OPEN表中启发式函数(启发式函数为：f＝g+h，其中g表示从起点到当前点的实际代价，h表示当前点到目标点的预估代价)最小的节点，标记为当前节点；若当前节点与目标点位置相等，则寻路结束。否则扩展当前接节点的选择邻居节点，该选择邻居节点只为部分邻居节点。最后将选择邻居节点加入OPEN表中；

4.当OPEN表为空时，寻路失败。

根据所述约束条件及算法流程，利用A*算法找到起点位置到终点位置最短的路径。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明所提供的一种面向变电站巡检的无人机路径规划方法，在满足无人机的运行约束条件下，在节点扩展环节中，利用启发式搜索算法进行路径规划，得到一条可行的无人机避障巡检路径。

附图说明