本發(fā)明屬于無人機航線規(guī)劃技術領域，具體地說涉及一種無人機建筑物繞飛巡檢航線規(guī)劃方法。

背景技術：

目前，無人機技術快速發(fā)展。無人機正在被應用在越來越多的領域。無人機定位技術的成熟使得無人機自動飛行成為現(xiàn)實。

當下在很多領域，很多場景都要對無人機的航線進行規(guī)劃，有關道路、海洋巡檢路線的規(guī)劃算法已趨于成熟，但對于建筑物的繞飛巡檢航線規(guī)劃方面，尚無有效方法。

基于此，本發(fā)明提出一種無人機建筑物繞飛巡檢航線規(guī)劃方法，解決無人機在對建筑物外表進行全面巡檢的自動逐層繞飛的問題。

技術實現(xiàn)要素：

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種無人機建筑物繞飛巡檢航線規(guī)劃方法，其包括以下的步驟：

（1）獲取目標建筑物及無人機作業(yè)數(shù)據(jù)，記為建筑物長a米，寬b米，高C米；無人機作業(yè)距離建筑物寬度為m米，作業(yè)高幅為n米；

（2）確定無人機的起飛點，以此起飛點作為原點建立坐標系；

（3）將無人機的航線拆分成若干繞飛平面，獲取每個繞飛平面中無人機的拐點及爬升點坐標；

（4）根據(jù)每個繞飛平面中無人機的拐點及爬升點坐標確定巡檢航線。

進一步，步驟（2）中，具體方法如下：將立體坐標系，轉化為兩個平面直角坐標系；第一直角坐標系以無人機的起飛點作為原點，平行于建筑物的長寬分別做x軸，y軸；第二直角坐標系以無人機起飛點作為原點，平行于無人機爬升軸為Y軸，平行于建筑物長為X軸。

進一步，步驟（3）中，具體方法如下：

根據(jù)建筑物高度與無人機作業(yè)高幅確定繞飛平面，則無人機需要有c/n個飛行平面才能繞飛覆蓋建筑物，設第i個繞飛平面的第一拐點記為d1i，第二拐點記為d2i，第三拐點記為d3i，爬升點坐標記為pi，則

d11(a+2m,m,n), d21(a+2m,b+2m,n), d31(0,b+2m,n),p1(0,0,n) i=1

d12(a+2m,m,2n), d22(a+2m,b+2m,2n), d32(0,b+2m,2n),p2(0,0,2n) i=2

d13(a+2m,m,3n), d23(a+2m,b+2m,3n), d33(0,b+2m,3n),p3(0,0,3n) i=3

……

d1i(a+2m,m,in),d2i(a+2m,b+2m,in),d3i(0,b+2m,in),pi(0,0,in) i=c/n。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明解決了無人機自動繞飛建筑物的航線規(guī)劃問題，本算法能夠根據(jù)建筑物的外形，高度，根據(jù)任意某個作業(yè)方向，規(guī)劃出合適的作業(yè)航線，或者指定作業(yè)方向的情況下，給出航線規(guī)劃。能夠有效提高無人機的工作效率，減少人為操作帶來的誤差和重復覆蓋。能夠有效的降低無人機在繞飛建筑物進行巡檢時的人工操作成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一直角坐標系示意圖；

圖2是本發(fā)明第二直角坐標系示意圖；

圖3是本發(fā)明無人機繞飛平面航線示意圖；

圖4是本發(fā)明無人機爬升示意圖。

具體實施方式

為了使本領域的人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

本發(fā)明設計了一種無人機建筑物繞飛巡檢航線規(guī)劃方法，首行獲取目標建筑物及無人機作業(yè)數(shù)據(jù)，記為建筑物長a米，寬b米，高C米；無人機作業(yè)距離建筑物寬度為m米，作業(yè)高幅為n米。由于無人機建筑物外表巡檢繞飛作業(yè)是一種往復上升覆蓋運動，每一條作業(yè)航線都獨立對應著一塊高度為n(無人機巡檢幅高)的子作業(yè)區(qū)域，因此可以通過劃分子作業(yè)區(qū)域來獲取無人機的作業(yè)航線。無人機的飛行作業(yè)規(guī)律是繞建筑物平行飛行一周后爬升一定高度之后繼續(xù)平行飛行。根據(jù)此飛行規(guī)律，可以將飛行場景的立體坐標系，轉化為兩個平面直角坐標系。第一個直角坐標系以無人機的起飛點作為原點，平行于建筑物的長寬分別做x軸，y軸。

第二個直角坐標系逸無人機起飛點作為原點，平行于無人機爬升軸為Y軸，平行于建筑物長為X軸。

無人機航線確定：本算法的無人機航線是平行繞飛建筑物一周后，爬升到一定高度繼續(xù)平行繞飛。所以本算法航線規(guī)劃關鍵是拐點以及爬升點的確定。為了簡明表達本算法的核心想法，設建筑物為常見的長方體建筑，爬升點為無人機起飛點垂直向上軸與每個飛行平面的焦點。在每個飛行平面中需要得出第一拐點d1，第二拐點d2，第三拐點d3以及爬升點p坐標。從圖1中我們可以第一飛行平面的拐點和爬升點的坐標。分別為d1(a+2m,m,n), d2(a+2m,b+2m,n), d3(0,b+2m,n),p(0,0,n)。結合圖2，根據(jù)建筑物高度與無人機作業(yè)高幅確定繞飛平面，則無人機需要有c/n個飛行平面才能繞飛覆蓋建筑物，設第i個繞飛平面的第一拐點記為d1i，第二拐點記為d2i，第三拐點記為d3i，爬升點坐標記為pi，可以得出，

d11(a+2m,m,n), d21(a+2m,b+2m,n), d31(0,b+2m,n),p1(0,0,n) i=1

d12(a+2m,m,2n), d22(a+2m,b+2m,2n), d32(0,b+2m,2n),p2(0,0,2n) i=2

d13(a+2m,m,3n), d23(a+2m,b+2m,3n), d33(0,b+2m,3n),p3(0,0,3n) i=3

……

d1i(a+2m,m,in),d2i(a+2m,b+2m,in),d3i(0,b+2m,in),pi(0,0,in) i=c/n。

圖3顯示了本發(fā)明無人機繞飛平面航線示意圖；圖4顯示了本發(fā)明無人機爬升示意圖。從圖3、圖4可以看出，可以根據(jù)每個繞飛平面中無人機的拐點及爬升點坐標確定巡檢航線。

實施例1：

確定了上述方法之后，選取青島國際創(chuàng)新園B座為繞飛目標樓，采用大疆多軸無人機為繞飛試驗無人機作仿直試驗。仿真試驗步驟為測量目標樓的長寬高，依據(jù)無人機的技術參數(shù)得出無人機作業(yè)的幅寬。

根據(jù)上述算法得出此樓需要無人機繞飛的平面數(shù)。定好無人機的起飛點。依據(jù)算法得出各繞飛平面拐點、爬升點的坐標，再轉化為GPS數(shù)據(jù)，導入到大疆無人機的控制臺之中，設置爬升的高度，即可進行算法的仿真繞飛。

本發(fā)明解決了無人機自動繞飛建筑物的航線規(guī)劃問題，本算法能夠根據(jù)建筑物的外形，高度，根據(jù)任意某個作業(yè)方向，規(guī)劃出合適的作業(yè)航線，或者指定作業(yè)方向的情況下，給出航線規(guī)劃。能夠有效提高無人機的工作效率，減少人為操作帶來的誤差和重復覆蓋。能夠有效的降低無人機在繞飛建筑物進行巡檢時的人工操作成本。

以上已將本發(fā)明做一詳細說明，以上所述，僅為本發(fā)明之較佳實施方式而已，當不能限定本發(fā)明實施范圍，即凡依本申請范圍所作均等變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明涵蓋范圍內。