本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)巡檢，具體涉及一種無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、無(wú)人機(jī)巡檢，是通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載的高清攝像頭、紅外熱像儀或者多光譜傳感器等巡檢設(shè)備，對(duì)地面、建筑或者電力基礎(chǔ)設(shè)施等進(jìn)行細(xì)致的觀察和數(shù)據(jù)收集，這種方式能夠有效地補(bǔ)充和替代傳統(tǒng)的人工巡檢，提高巡檢的效率和準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)航線是無(wú)人機(jī)在巡檢時(shí)需要遵循的預(yù)定路線，可以視為無(wú)人機(jī)的飛行計(jì)劃，在設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)航線時(shí)，需要考慮多個(gè)因素以確保飛行的安全、高效和精度。

3、發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前的無(wú)人機(jī)巡檢方法雖然可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)特定目標(biāo)的巡檢任務(wù)，但是依然存在如下問(wèn)題：巡檢航線上存在多個(gè)航點(diǎn)，在航點(diǎn)處轉(zhuǎn)彎時(shí)，大多采用大角度轉(zhuǎn)彎以保證無(wú)人機(jī)的姿態(tài)，這種轉(zhuǎn)彎方式增加了無(wú)人機(jī)的能耗；而且，目前的無(wú)人機(jī)在兩航點(diǎn)之間一般采用無(wú)任何動(dòng)作的直線飛行，沒(méi)有針對(duì)性的執(zhí)行低功耗動(dòng)作，進(jìn)一步的增加了無(wú)人機(jī)的能耗，不利于無(wú)人機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)巡檢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法及系統(tǒng)，采用精密小角度旋轉(zhuǎn)算法，航點(diǎn)處使用小角度轉(zhuǎn)彎，減小了功耗；采用總耗時(shí)最小動(dòng)作組合，充分利用航段間距離執(zhí)行動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了航段間動(dòng)作優(yōu)化，進(jìn)一步的減小了功耗，提高了無(wú)人機(jī)的連續(xù)巡檢能力。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法。

4、一種無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法，包括以下過(guò)程：

5、根據(jù)預(yù)下發(fā)的航線信息，解析航線指令集合，得到無(wú)人機(jī)的航點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)的運(yùn)動(dòng)要素矩陣；

6、獲取無(wú)人機(jī)的目標(biāo)動(dòng)作以及動(dòng)作前姿態(tài)角，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)要素矩陣以及所述目標(biāo)動(dòng)作，得到所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度；

7、當(dāng)所述動(dòng)作前姿態(tài)角與所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度的差值大于或等于180°時(shí)，無(wú)人機(jī)按照所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；否則，無(wú)人機(jī)按照所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

8、作為本發(fā)明第一方面進(jìn)一步的限定，航點(diǎn)處若存在云臺(tái)旋轉(zhuǎn)或者拍照的動(dòng)作系列，則航點(diǎn)處新增云臺(tái)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作及動(dòng)作參數(shù)，使云臺(tái)到達(dá)航點(diǎn)前的航段間完成調(diào)整，到航點(diǎn)后直接執(zhí)行拍照動(dòng)作。

9、作為本發(fā)明第一方面進(jìn)一步的限定，根據(jù)航點(diǎn)處經(jīng)緯度計(jì)算兩航點(diǎn)間距離，當(dāng)所述兩航點(diǎn)間距離大于或等于桿塔距離閾值時(shí)，兩航點(diǎn)間采取直線飛行；否則，航點(diǎn)間采取均勻過(guò)渡模式飛行。

10、作為本發(fā)明第一方面進(jìn)一步的限定，根據(jù)現(xiàn)有航線任務(wù)，獲取各動(dòng)作執(zhí)行時(shí)間記為tn,i，并根據(jù)航點(diǎn)間距離和飛行速度計(jì)算航點(diǎn)間飛行時(shí)間；

11、對(duì)航線中的各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行排列組合，計(jì)算預(yù)估動(dòng)作總時(shí)間：其中，tk,k+1為航點(diǎn)k與航點(diǎn)k+1之間的飛行時(shí)間，n為航點(diǎn)的總數(shù)量，n代表第n個(gè)航點(diǎn)，k代表第k個(gè)航點(diǎn)，設(shè)tmin＝t0，若tj≤tmin，則tmin＝tj，根據(jù)總耗時(shí)tj最小的動(dòng)作排列生成最終的巡檢航線。

12、第二方面，本發(fā)明提供了一種無(wú)人機(jī)低功耗巡檢系統(tǒng)。

13、一種無(wú)人機(jī)低功耗巡檢系統(tǒng)，包括：

14、動(dòng)作要素矩陣生成單元，被配置為：根據(jù)預(yù)下發(fā)的航線信息，解析航線指令集合，得到無(wú)人機(jī)的航點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)的運(yùn)動(dòng)要素矩陣；

15、動(dòng)作角度生成單元，被配置為：獲取無(wú)人機(jī)的目標(biāo)動(dòng)作以及動(dòng)作前姿態(tài)角，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)要素矩陣以及所述目標(biāo)動(dòng)作，得到所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度；

16、旋轉(zhuǎn)判斷單元，被配置為：當(dāng)所述動(dòng)作前姿態(tài)角與所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度的差值大于或等于180°時(shí)，無(wú)人機(jī)按照所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；否則，無(wú)人機(jī)按照所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

17、作為本發(fā)明第二方面進(jìn)一步的限定，還包括：云臺(tái)調(diào)整單元，所述云臺(tái)調(diào)整單元被配置為：航點(diǎn)處若存在云臺(tái)旋轉(zhuǎn)或者拍照的動(dòng)作系列，則航點(diǎn)處新增云臺(tái)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作及動(dòng)作參數(shù)，使云臺(tái)在到達(dá)航點(diǎn)前的航段間調(diào)整，到航點(diǎn)后直接執(zhí)行拍照動(dòng)作。

18、作為本發(fā)明第二方面進(jìn)一步的限定，還包括無(wú)人機(jī)姿態(tài)調(diào)整單元，所述無(wú)人機(jī)姿態(tài)調(diào)整單元被配置為：根據(jù)航點(diǎn)處經(jīng)緯度計(jì)算兩航點(diǎn)間距離，當(dāng)所述兩航點(diǎn)間距離大于或等于桿塔距離閾值時(shí)，兩航點(diǎn)間采取直線飛行；否則，航點(diǎn)間采取均勻過(guò)渡模式飛行。

19、作為本發(fā)明第二方面進(jìn)一步的限定，還包括巡檢時(shí)間控制單元，所述巡檢時(shí)間控制單元被配置為：根據(jù)現(xiàn)有航線任務(wù)，獲取各動(dòng)作執(zhí)行時(shí)間記為tn,i，并根據(jù)航點(diǎn)間距離和飛行速度計(jì)算航點(diǎn)間飛行時(shí)間；

20、對(duì)航線中的各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行排列組合，計(jì)算預(yù)估動(dòng)作總時(shí)間：其中，tk,k+1為航點(diǎn)k與航點(diǎn)k+1之間的飛行時(shí)間，n為航點(diǎn)的總數(shù)量，n代表第n個(gè)航點(diǎn)，k代表第k個(gè)航點(diǎn)，設(shè)tmin＝t0，若tj≤tmin，則tmin＝tj，根據(jù)總耗時(shí)tj最小的動(dòng)作排列生成最終的巡檢航線。

21、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：處理器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)；

22、處理器，適于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序；

23、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法。

24、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序適于被處理器加載并執(zhí)行如本發(fā)明第一方面所述的無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法。

25、第五方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

27、本發(fā)明創(chuàng)新性的提出了一種無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法，設(shè)計(jì)了一種精密小角度旋轉(zhuǎn)算法，航點(diǎn)處使用小角度轉(zhuǎn)彎，不僅實(shí)現(xiàn)了飛行路徑的優(yōu)化，更在縮短飛行周期的同時(shí)，大幅度降低了能耗，展現(xiàn)了算法在提升無(wú)人機(jī)作業(yè)效率與續(xù)航能力方面的價(jià)值；提出了采用總耗時(shí)最小動(dòng)作組合，充分利用航段間距離完成動(dòng)作，減少了無(wú)人機(jī)在航點(diǎn)處的不必要懸停與大幅姿態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了懸停時(shí)間的壓縮與能耗的大幅降低，進(jìn)而全面提升了整體飛行效率與任務(wù)執(zhí)行的精準(zhǔn)度。

28、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法，其特征在于，包括以下過(guò)程：

2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法，其特征在于，

3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法，其特征在于，

4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法，其特征在于，

5.一種無(wú)人機(jī)低功耗巡檢系統(tǒng)，其特征在于，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的無(wú)人機(jī)低功耗巡檢系統(tǒng)，其特征在于，

7.如權(quán)利要求6所述的無(wú)人機(jī)低功耗巡檢系統(tǒng)，其特征在于，

8.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括：處理器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)；

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序適于被處理器加載并執(zhí)行如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種無(wú)人機(jī)低功耗巡檢方法及系統(tǒng)，屬于無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)領(lǐng)域。根據(jù)預(yù)下發(fā)的航線信息，解析航線指令集合，得到無(wú)人機(jī)的航點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)的運(yùn)動(dòng)要素矩陣；獲取無(wú)人機(jī)的目標(biāo)動(dòng)作以及動(dòng)作前姿態(tài)角，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)要素矩陣以及所述目標(biāo)動(dòng)作，得到所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度；當(dāng)所述動(dòng)作前姿態(tài)角與所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度的差值大于或等于180°時(shí)，無(wú)人機(jī)按照所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；否則，無(wú)人機(jī)按照所述目標(biāo)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的動(dòng)作角度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；航點(diǎn)處使用小角度轉(zhuǎn)彎，減小了功耗；采用總耗時(shí)最小動(dòng)作組合，充分利用航段間距離執(zhí)行動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了航段間動(dòng)作優(yōu)化，進(jìn)一步的減小了功耗，提高了無(wú)人機(jī)的連續(xù)巡檢能力。

技術(shù)研發(fā)人員：王敬杰,劉越,孫寧,王泰花,蔣楠,李偉,楊朝,王興照,雍軍,呂俊濤,劉淑磊,孟海磊,張龍龍,翟寶雨,陳瑞祥,翟延旭,王仕君
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)智能科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14