申请/专利权人：北京华能新锐控制技术有限公司

申请日：2022-06-14

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN114895711B

主分类号：G05D1/495

分类号：G05D1/495;G05D1/46;G05D101/10;G05D109/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2022.08.30#实质审查的生效;2022.08.12#公开

摘要：本发明公开一种面向风机叶片巡检的无人机自动航迹线规划方法，包括以下步骤：建立风机模型，根据巡检要求将风机模型进行网格化处理，得到风机面图形学模型，在模型的每个网格面片的基础上规划候选航迹点区域，保证航迹点区域中选择出的航迹点至少可见一个完整的面片区域，保证获取完整的风机表面图像；基于候选航迹点区域进行航迹点采样，完成航迹点优化；完成航迹线规划；进行风机姿态的识别并完成航迹线的调整。本发明基于模型生成航迹路径规划，再根据现场风机信息进行调整，对硬件要求低，所规划路径可靠性高，鲁棒性强；利用机器视觉方法获取风机叶片的偏转角度，实现航迹规划的调整，使巡检时不需关注风机的停机角度问题，自动化水平高。

主权项：1.一种面向风机叶片巡检的无人机自动航迹线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，建立风机模型，并且根据巡检要求将风机模型进行网格化处理，得到风机面图形学模型，在风机面图形学模型的每个网格面片的基础上规划出候选航迹点区域，保证航迹点区域中选择出的航迹点至少可见一个完整的面片区域，保证获取完整的风机表面图像；随后，基于候选航迹点区域进行航迹点采样，通过逐步优化航迹点的选取，实现整体航迹点集的优化；完成航迹线规划；进行风机姿态的识别并完成航迹线的调整；完成航迹线规划的步骤包括：规划航迹线与选取航迹点时类似，都需要根据任务信息及无人机的操作注意事项对航迹线的规划进行约束，从而得到最优的航迹线，相关约束条件包括航迹线长度约束、爬升约束、避障约束、最小转弯半径约束；根据上述约束条件，无人机的航迹线在保证完成任务的情况下，使无人机的飞行时间越短越好，即完成覆盖全目标的航迹线规划过程中，最短的航迹线为最优；在求解最优航迹线的过程中，选择迭代重优化的方式，使航迹线逐步优化直至达到最优；规划出的航迹线不重复的经过所有航迹点，采用如下算法获得初始航迹线：1选择初始航迹点vi2按以下3条约束从未被选过的航迹点中选择下一航迹点vj：1边eij是一条候选边；2边eij的απ-接近度απeij＝0；3边eij属于当前最优航迹线；若选择出的vj不能全部满足以上3条约束，则优先选择满足约束1的航迹点，若都不能满足，则在未被选择过的航迹点中随机选择；3令i＝j，i和j分别表示航迹点的编号，用于标记所有选择出的航迹点，如果还有未被选择的航迹线，返回步骤2；如果在步骤2有多个的航迹点可供选择，则从中随机选择一点；规划出航迹线后，需要对航迹线进行迭代优化，在迭代优化的过程中，以5-opt操作为基本单位，称为基本操作，基本操作选择上次基本操作最后添加的边作为最先删除的边，并且最后被删除的边不能是本次基本操作曾经添加的边，在基本操作内搜索出可进行的2-opt、3-opt或4-opt操作进行航迹线优化，如果一次基本操作后，未搜索到合适的航迹点则停止搜索；从某航迹点出发经过任何基本操作都不能使航迹线优化，则进行一次非连续的、闭合的5-opt操作，由一次非闭合的2-opt操作和另外一次非闭合的2-opt操作或者3-opt操作组成，这被称为一次打断操作；判断经过一次打断操作后航迹线是否得到优化，若航迹线被优化，则继续进行基本操作优化航迹线，然后再进行打断操作，如此循环，直至两者都不能使航迹线优化，则称为完成一次迭代优化；然后，当航迹点重新选取后，再次进行航迹线的优化，两者重复进行，完成航迹线的迭代优化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京华能新锐控制技术有限公司 一种面向风机叶片巡检的无人机自动航迹线规划方法

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