一种蓄能电站的无人机巡检系统

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202411599644.7 申请日 2024-11-11
公开(公告)号 CN119541070A 公开(公告)日 2025-02-28
申请人 国网经济技术研究院有限公司; 国网山东省电力公司; 中国电力科学研究院有限公司; 国网电力科学研究院有限公司; 申请人类型 企业
发明人 官澜; 王震洲; 费香泽; 王彦兵; 胡波; 黄坤; 杨小光; 涂新斌; 贺修安; 张江潮; 王克远; 王凯; 杨知; 顾克; 姜龙; 张琰; 田鑫娜; 第一发明人 官澜
权利人 国网经济技术研究院有限公司,国网山东省电力公司,中国电力科学研究院有限公司,国网电力科学研究院有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 国网经济技术研究院有限公司,国网山东省电力公司,中国电力科学研究院有限公司,国网电力科学研究院有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:北京市 城市 当前专利权人所在城市:北京市昌平区
具体地址 当前专利权人所在详细地址:北京市昌平区未来科技城滨河大道18号A栋五、六层 邮编 当前专利权人邮编:102209
主IPC国际分类 G07C1/20 所有IPC国际分类 G07C1/20G05D1/00B64U20/87B64D47/08
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 广州三环专利商标代理有限公司 专利代理人 陈刚;
摘要 本 申请 涉及变电站巡检技术领域,公开了一种 抽 水 蓄能电站 的无人机巡检系统,其中,通过用无人机巡检系统对抽水蓄能电站进行巡检,和人工巡检相比,不仅可以提升抽水蓄能电站巡检的作业效率,而且可以比较有效地降低因为艰险地形和恶劣天气的影响,不能及时地对建设区域进行巡检的概率,同时也可以避免巡检人员可能会发生危险意外的情况;进一步地,上位机通过接收无人机 飞行器 发送的反射 信号 数据和建设过程图像数据,进而构建出目标区域的三维立 体模 型,通过上位机的显示装置可以向工作人员展示目标区域的现场建设情况,工作人员可以通过清晰的三维图像对目标区域进行观察,进而对施工现场做出比较准确的监测和监管。
权利要求

1.一种蓄能电站的无人机巡检系统,其特征在于,所述无人机巡检系统包括无人机飞行器和上位机,所述无人机飞行器与所述上位机通信连接,所述无人机飞行器上搭载有TOF传感器图像采集单元和控制单元;其中:
所述控制单元,用于控制所述无人机飞行器按照当前位置与所述抽水蓄能电站的目标位置间的规划路径飞行;
所述TOF传感器,用于向所述抽水蓄能电站的目标区域发射光线,并接收所述目标区域反射的光线,生成所述目标区域的反射信号数据;
所述图像采集单元,用于在所述无人机飞行器的飞行过程中对所述抽水蓄能电站的目标区域的建设情况进行图像采集,得到所述抽水蓄能电站的建设过程图像数据;
所述上位机,用于接收所述反射信号数据和所述建设过程图像数据,并根据所述反射信号数据和所述建设过程图像数据构建所述目标区域的三维立体模型,其中,所述三维立体模型用于表征所述目标区域的现场建设情况。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述无人机巡检系统还包括遥控器,所述无人机飞行器通过所述遥控器与所述上位机通信连接;
所述遥控器,用于接收所述反射信号数据和所述图像数据,并向所述上位机发送所述反射信号数据和所述图像数据。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述无人机飞行器上还搭载有第一定位单元和第二定位单元,所述第二定位单元的定位精度高于所述第一定位单元的定位精度;
所述第一定位单元和所述第二定位单元,用于确定所述无人机飞行器的定位信息;
所述控制单元,还用于根据所述定位信息和所述规划路径对所述无人机飞行器进行自主巡航定位。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述无人机飞行器的飞行区域离散为代表飞行位置的节点;所述控制单元,还用于若存在多条自主避让路径,针对所述无人机飞行器周边节点中的任一节点,确定所述任一节点与所述无人机飞行器的起始节点间的第一估价值数据,以及所述任一节点与所述无人机飞行器的目标节点间的第二估价值数据,根据所述第一估价值数据和所述第二估价值数据在所述周边节点中确定最优节点。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述控制单元,还用于对所述第一估价值数据和所述第二估价值数据进行求和,得到所述任一节点的估价值数据,将估价值数据最小的节点确定为所述最优节点。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述无人机飞行器的飞行区域离散为代表飞行位置的节点;所述节点具有标记属性,所述标记属性用于描述所述节点处是否存在阻挡物;
所述控制单元,还用于从所述无人机飞行器的起始节点向所述无人机飞行器的目标节点前进,在前进过程中,根据所述节点的标记属性进行路径寻找,以构造最优路径。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述控制单元,还用于若前方节点不存在阻挡物,则前进,若前方节点存在阻挡物,基于所述前方节点规划第一分支路径和第二分支路径,以绕过所述阻挡物,在绕过所述阻挡物后,继续判断是否阻挡物。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述控制单元,还用于在判定当前所在的节点为所述目标节点的情况下,确定成功寻找所述最优路径。
9.根据权利要求1至8任一项所述的系统,其特征在于,所述上位机中部署有抽水蓄能电站巡视软件,所述抽水蓄能电站巡视软件包括表示层、业务逻辑层、数据访问层和Socket通信层。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述抽水蓄能电站巡视软件,用于新建巡航任务、视频图像实时显示、视频即时操作、无人机地图定位显示、无人机状态数据显示、无人机飞行器控制、无人机巡航参数设置、数据存储与读取、时间管理中的至少一项。

说明书全文

一种蓄能电站的无人机巡检系统

技术领域

[0001] 本申请涉及变电站巡检技术领域,尤其涉及一种抽水蓄能电站的无人机巡检系统。

背景技术

[0002] 抽水蓄能电站多处于有高山大岭的复杂环境中,施工区域大,各区域之间高度差较大,施工时间长,扰动面积广,这些特点给现场的建设情况检查带来了巨大的压
[0003] 相关技术中,抽水蓄能电站的巡检一般由知识和经验丰富的巡检人员去到现场进行,主要是通过肉眼和望远镜进行观测。然而,相关技术中抽水蓄能电站巡检的作业效率有待提高,以满足准确监测监管的需求。发明内容
[0004] 本申请提供一种水蓄能电站的无人机巡检系统,其解决了相关技术中对抽水蓄能电站建设情况观测的准确度有待提高的技术问题,起到了对施工现场准确监测监管的技术效果。
[0005] 为了达到上述目的,本申请采用的主要技术方案包括:
[0006] 本申请实施例提供一种抽水蓄能电站的无人机巡检系统,所述无人机巡检系统包括无人机飞行器和上位机,所述无人机飞行器与所述上位机通信连接,所述无人机飞行器上搭载有TOF传感器图像采集单元和控制单元;其中:
[0007] 所述控制单元,用于控制所述无人机飞行器按照当前位置与所述抽水蓄能电站的目标位置间的规划路径飞行。
[0008] 所述TOF传感器,用于向所述抽水蓄能电站的目标区域发射光线,并接收所述目标区域反射的光线,生成所述目标区域的反射信号数据。
[0009] 所述图像采集单元,用于在所述无人机飞行器的飞行过程中对所述抽水蓄能电站的目标区域的建设情况进行图像采集,得到所述抽水蓄能电站的建设过程图像数据。
[0010] 所述上位机,用于接收所述反射信号数据和所述建设过程图像数据,并根据所述反射信号数据和所述建设过程图像数据构建所述目标区域的三维立体模型,其中,所述三维立体模型用于表征所述目标区域的现场建设情况。
[0011] 可选地,所述无人机巡检系统还包括遥控器,所述无人机飞行器通过所述遥控器与所述上位机通信连接;所述遥控器,用于接收所述反射信号数据和所述图像数据,并向所述上位机发送所述反射信号数据和所述图像数据。
[0012] 可选地,所述无人机飞行器上还搭载有第一定位单元和第二定位单元,所述第二定位单元的定位精度高于所述第一定位单元的定位精度。所述第一定位单元和所述第二定位单元,用于确定所述无人机飞行器的定位信息;所述控制单元,还用于根据所述定位信息和所述规划路径对所述无人机飞行器进行自主巡航定位。
[0013] 可选地,所述无人机飞行器的飞行区域离散为代表飞行位置的节点;所述控制单元,还用于若存在多条自主避让路径,针对所述无人机飞行器周边节点中的任一节点,确定所述任一节点与所述无人机飞行器的起始节点间的第一估价值数据,以及所述任一节点与所述无人机飞行器的目标节点间的第二估价值数据,根据所述第一估价值数据和所述第二估价值数据在所述周边节点中确定最优节点。
[0014] 可选地,所述控制单元,还用于对所述第一估价值数据和所述第二估价值数据进行求和,得到所述任一节点的估价值数据,将估价值数据最小的节点确定为所述最优节点。
[0015] 可选地,所述无人机飞行器的飞行区域离散为代表飞行位置的节点;所述节点具有标记属性,所述标记属性用于描述所述节点处是否存在阻挡物;所述控制单元,还用于从所述无人机飞行器的起始节点向所述无人机飞行器的目标节点前进,在前进过程中,根据所述节点的标记属性进行路径寻找,以构造最优路径。
[0016] 可选地,所述控制单元,还用于若前方节点不存在阻挡物,则前进,若前方节点存在阻挡物,基于所述前方节点规划第一分支路径和第二分支路径,以绕过所述阻挡物,在绕过所述阻挡物后,继续判断是否阻挡物。
[0017] 可选地,所述控制单元,还用于在判定当前所在的节点为所述目标节点的情况下,确定成功寻找所述最优路径。
[0018] 可选地,所述上位机中部署有抽水蓄能电站巡视软件,所述抽水蓄能电站巡视软件包括表示层、业务逻辑层、数据访问层和Socket通信层。
[0019] 可选地,所述抽水蓄能电站巡视软件,用于新建巡航任务、视频图像实时显示、视频即时操作、无人机地图定位显示、无人机状态数据显示、无人机飞行器控制、无人机巡航参数设置、数据存储与读取、时间管理中的至少一项。
[0020] 在本申请实施例中,通过用无人机巡检系统对抽水蓄能电站进行巡检,和人工巡检相比,不仅可以提升抽水蓄能电站巡检的作业效率,而且可以比较有效地降低因为艰险地形和恶劣天气的影响,不能及时地对建设区域进行巡检的概率,同时也可以避免巡检人员可能会发生危险意外的情况;进一步地,上位机通过接收无人机飞行器发送的反射信号数据和建设过程图像数据,进而构建出目标区域的三维立体模型,通过上位机的显示装置可以向工作人员展示目标区域的现场建设情况,工作人员可以通过清晰的三维图像对目标区域进行观察,进而对施工现场做出比较准确的监测和监管。附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1为本说明书实施例提供的抽水蓄能电站的无人机巡检系统图;
[0023] 图2为本说明书实施例提供的抽水蓄能电站的无人机巡检系统图;
[0024] 图3为本说明书实施例提供的抽水蓄能电站的无人机实时路径规划方法效果图;
[0025] 图4为本说明书实施例提供的抽水蓄能电站巡视系统的总体设计图。

具体实施方式

[0026] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0027] 相关技术中,抽水蓄能电站一般情况下采用人工巡检,由知识和经验丰富的人员去建设区域现场进行观察判断,这种方式一方面需要消耗大量的人力物力,另一方面巡检的完整性和时效性难以保证,造成水保监管难度大。比如,抽水蓄能电站的建设地点多为山区和深山峡谷,工程前期阶段,有一些施工区域道路不通,水保监管人员不便到达现场,难以获取到这些站区的信息。又比如,暴雨、大等恶劣天气使得巡检不可能进行,甚至巡检人员在巡检过程中遇到危险。
[0028] 进一步地,人工巡检主要是通过肉眼和望远镜进行观察,由于环境规模较大,地形复杂,有时候人工观测可能无法看得清楚,导致存在较大误差,甚至有的地方难以观测到,导致出现监测监管盲区。另外,恶劣天气也会显著降低人工巡检结果的准确性。
[0029] 因此,本申请提供了一种抽水蓄能电站的无人机巡检系统的实施例,图1是本申请实施例抽水蓄能电站的无人机巡检系统的框架图,如图1所示,该无人机巡检系统包括无人机飞行器110和上位机120。无人机飞行器110与上位机120通信连接,无人机飞行器110上搭载有TOF传感器130、图像采集单元140和控制单元150。
[0030] 控制单元150,用于控制无人机飞行器110按照当前位置与抽水蓄能电站160的目标位置之间的规划路径飞行。
[0031] TOF传感器130,用于向目标位置所处的目标区域发射光线,并接收目标区域反射的光线,生成目标区域的反射信号数据。
[0032] 图像采集单元140,用于在无人机飞行器110的飞行过程中对抽水蓄能电站160的建设情况进行图像采集,得到抽水蓄能电站的建设过程图像数据。
[0033] 上位机120,用于接收反射信号数据和建设过程图像数据,并根据反射信号数据和建设过程图像数据构建目标区域的三维立体模型,其中,三维立体模型用于表征目标区域的现场建设情况。
[0034] 其中,无人机飞行器110可以是一些小型无人机,巡检人员可以随身携带;也可以是稍大一些的无人机,可以通过车辆运输。上位机120可以是PC机或笔记本电脑。TOF传感器130可以是利用红外激光或LED光源的传感器。图像采集单元140可以是普通的RGB摄像头,也可以是红外线摄像头或者多摄像头系统。控制单元150可以是无人机的机载控制软件,功能主要包括两个方面,一方面是实现无人机巡检系统各硬件之间的协调工作,另一方面是控制无人机执行自主巡航定位、自主避障、自主降落、影像或视频数据获取、套接字通信等任务。
[0035] 可以理解的是,无人机巡检系统中的无人机飞行器110和上位机120之间可以通过无线方式进行通信,通信链路建立成功后,无人机飞行器110可以通过通信链路向上位机120报告自身状态信息和作业过程中采集的数据,上位机120也可以通过通信链路向无人机飞行器110发送控制指令或配置参数。
[0036] 可以理解的是,为无人机飞行器110规划路径时,需要确定其起始位置和目标位置,起始位置的确定可以是将无人机机拿到指定地点或者遥控其飞到指定地点上空,然后通过地图坐标拾取器获取所在点的GPS信息(比如经度和纬度),作为当前位置。无人机飞行器的目标位置可以是抽水蓄能电站160中需要巡检或者需要确定建设现场情况的区域的地理位置。由于无人机飞行器110需要从当前位置飞行至目标位置,因此,基于当前位置与抽水蓄能电站160的目标位置进行路径规划,得到当前位置与抽水蓄能电站的目标位置间的规划路径。控制单元150控制无人机飞行器110按照该规划路径飞行。
[0037] 请继续参见图1,由于无人机飞行器110上搭载有TOF传感器130和图像采集单元140,因此,在无人机飞行器的飞行过程中通过TOF传感器130和图像采集单元140进行巡检。
一方面,通过TOF传感器130向目标位置所处的目标区域发射光线,目标区域会对发射光线进行反射,TOF传感器130接收目标区域反射的光线,生成目标区域的反射信号数据。通过反射信号数据可以计算出目标区域到摄像头的距离。另一方面,在无人机飞行器110的飞行过程中,通过图像采集单元140对抽水蓄能电站160的建设情况进行拍摄,得到抽水蓄能电站
160的建设过程图像数据。
[0038] 进一步地,由于无人机飞行器110与上位机120之间有通信连接,所以目标区域的反射信号数据和抽水蓄能电站的建设过程图像数据可以传输至上位机120中。上位机120接收反射信号数据和建设过程图像数据,并根据反射信号数据和建设过程图像数据构建目标区域的三维立体模型。目标区域的三维立体模型可以通过上位机120的显示装置进行展示,以供工作人员查看目标区域的现场建设情况。需要说明的是,基于反射信号数据可以获取场景的深度信息,能够精确测量物体之间的距离,从而实现更加精准的环境感知和识别。图像采集单元可以是多个摄像头模组,还如RGB摄像头、红外摄像头和深度传感器,从而能够捕捉二维图像。这些传感器组合能够提供多层次、多度的视觉数据,从而更好地理解抽水蓄能电站建设情况的三维结构。将上面这些数据传输给上位机,每图像具有拍摄时刻,确定无人机飞行器飞至目标位置的到达时刻,基于到达时刻开始从抽水蓄能电站的图像数据中获取目标区域的图像数据。基于目标区域的图像数据和反射信号数据构图,得到目标区域的三维立体模型。
[0039] 上述实施例中,采用无人机巡检系统对抽水蓄能电站进行巡检,可以比较有效地减少受艰险地形和恶劣天气对巡检工作的影响,能够提升对建设区域进行巡检的及时性,并减少巡检人员发生危险意外情况的几率;另外,上位机可以根据接收的无人机飞行器发送的反射信号数据和建设过程图像数据,构建出目标区域的三维立体模型,工作人员可以通过该三维模型对目标区域进行比较准确的监测。
[0040] 在一些实施例中,请参见图2,无人机巡检系统还包括遥控器210,无人机飞行器110通过遥控器与上位机120通信连接。遥控器210用于接收反射信号数据和图像数据,并向上位机120发送反射信号数据和图像数据。
[0041] 其中,遥控器210可以通过无线方式与上位机120通信连接。遥控器210与上位机120的通信也可以通过有线方式通信连接。示例性地,可以是使用HDMI2VGA数据线和VGA2USB视频采集卡在遥控器210与上位机120间建立有线通信连接。
[0042] 具体地,无人机飞行器110通过遥控器210与上位机120通信连接。目标区域的反射信号数据和抽水蓄能电站的建设过程图像数据可以先传输至遥控器210,遥控器210再将目标区域的反射信号数据和抽水蓄能电站的建设过程图像数据发送至上位机120。
[0043] 可以理解的是,遥控器还具有控制无人飞行器110的作用,比如通过遥控器210,操作者可以辅助控制无人机的飞行方向、高度、速度等参数,此外,还可以通过遥控器210来设定和执行任务,比如预设航点、自动起飞和降落、执行航拍。
[0044] 上述实施例中,用无人机巡检系统对抽水蓄能电站进行巡检,上位机可以接收无人机飞行器通过遥控器发送的反射信号数据和建设过程图像数据,进而构建出目标区域的三维立体模型,通过上位机的显示装置可以向工作人员展示目标区域的现场建设情况。操作者还可以通过遥控器给无人机飞行器发送指令,对其巡检过程起到比较灵活的辅助或调整作用。
[0045] 在一些实施例中,无人机飞行器上还搭载有第一定位单元和第二定位单元,第二定位单元的定位精度高于第一定位单元的定位精度;第一定位单元和第二定位单元,用于确定无人机飞行器的定位信息;控制单元,还用于根据定位信息和规划路径对无人机飞行器进行自主巡航定位。
[0046] 其中,第一定位单元可以是GPS模块,GPS模块在实现精准定位的同时,还可以接收导航卫星发送的导航定位信号,并以导航卫星作为动态知识点,实时测定无人飞行器110的在航位置和速度,进而完成导航。GPS模块主要用于对抽水蓄能电站环境进行一般精度的定位,定位精度为米级。第二定位单元可以是RTK模块,通过基站与无人机飞行器110之间的实时差分数据传输,为无人机飞行器110提供厘米级甚至亚厘米级的高精度定位能力。
[0047] 可以理解的是,在不同的任务中可以适用不同的定位模块,比如无人机飞行器110在抽水蓄能电站中比较开放空旷的地区时,其上搭载的控制单元150可以使用GPS模块提供的定位功能,根据定位信息和规划路径进行自主巡航定位。到达目标位置后,需要对目标区域进行精确的巡检航拍时,控制单元150可以使用RTK模块提供的定位功能进行高精度的定位,实现对目标从不同角度、距离进行所需的观测。
[0048] 上述实施例中,无人机飞行器通过搭载两种不同的定位模块,可以提供更灵活的定位选择,尤其是在对目标区域进行巡检时使用高精度的第二定位单元,可以增强无人机在巡检过程中定位的准确性,更加保障了对目标巡检的准确性。
[0049] 在一些实施例中,无人机飞行器的飞行区域离散为代表飞行位置的节点;控制单元,还用于若存在多条自主避让路径,针对无人机飞行器周边节点中的任一节点,确定任一节点与无人机飞行器的起始节点间的第一估价值数据,以及任一节点与无人机飞行器的目标节点间的第二估价值数据,根据第一估价值数据和第二估价值数据在周边节点中确定最优节点。
[0050] 可以理解的是,第一估值数据用于对周边任一节点与无人机飞行器110的起始节点间的关系进行评估。第二估值数据用于对周边任一节点与无人机飞行器110的目标节点间的关系进行评估。示例性地,无人机上搭载的控制单元150在有多条自主避让路径时,对第一估价值数据和第二估价值数据进行加权处理,得到加权后估价值数据,根据加权后估价值数据在周边节点中确定最优节点。需要说明的是,第一估价值数据和第二估价值数据的权重可以相等,可以不等。
[0051] 在一些实施例中,控制单元,还用于对第一估价值数据和第二估价值数据进行求和,得到任一节点的估价值数据,将估价值数据最小的节点确定为最优节点。
[0052] 其中,控制单元150在对节点估值时可以是采用B*算法,B*算法是一种启发式路径搜索算法,可通过B*寻路算法为无人机在空中实现自主避让提供多条实时路径规划,其采用的估价函数如下:
[0053] F(n)=G(n)+H(n)
[0054] G(n)表示起始节点到任一节点的实际距离,H(n)表示任一节点到目标节点距离的估价值。通过函数F(n)计算出下一步可以选择的周边节点的估价值,比较之后选择估价值最小的节点,此节点即为下一步要走的节点,也就是最优节点。
[0055] 需要说明的是,B*寻路算法又叫“Branch Star”分支寻路算法,与A*算法(A Star算法,一种很常用的路径查找和图形遍历算法)比较,B*算法可以进行多条路径规划,将其看作为A*算法的升级优化版本。在计算机程序中通过引入B*算法,一定程度上解决了特定程序服务器端无法进行有效寻路的问题,除非服务器端有自身独立的处理路线,否则在服务器端无法允许使用大量的时间进行寻路探索,即使是业界普遍认为寻路算法中最佳的A*算法。经过测试对比,B*算法效率远远高于A*算法,是普通A*算法的几十甚至上百倍。
[0056] 上述实施例中,无人机飞行器在路径规划时采用了B*算法,由于B*算法可以进行多条路径规划,效率较高,可以使无人机飞行器在对抽水蓄能电站进行巡检的过程中遇到障碍物等复杂的环境影响时,比较快速地进行实时路径规划,调整巡航路径。
[0057] 在一些实施例中,无人机飞行器的飞行区域离散为代表飞行位置的节点;节点具有标记属性,标记属性用于描述节点处是否存在阻挡物;控制单元,还用于从无人机飞行器的起始节点向无人机飞行器的目标节点前进,在前进过程中,根据节点的标记属性进行路径寻找,以构造最优路径。
[0058] 可以理解的是,无人机飞行器110需要进行实时路径规划时,控制单元150将在周边节点中寻找最优节点,需要根据节点的标记属性对其进行评估。示例性地,如果某一个节点的属性中标记了存在阻挡物,则不会考虑该节点能成为最优节点,不会再对该节点做其他方面的评估;如果某节点的属性中标记了不存在阻挡物,才会对该节点能否成为最优节点进一步做其他方面的评估。示例性地,控制单元根据节点的标记属性确定存在障碍物的节点,在飞行区域规划能够规避掉障碍区的N条路径,根据N条路径中每条路径所经过节点的数量在N条路径中确定最优路径。
[0059] 在一些实施例中,控制单元,还用于若前方节点不存在阻挡物,则前进,若前方节点存在阻挡物,基于前方节点规划第一分支路径和第二分支路径,以绕过阻挡物,在绕过阻挡物后,继续判断是否阻挡物。
[0060] 示例性地,无人机飞行器110在需要进行实时路径规划时,控制单元150采用B*算法对周围的节点进行搜索。
[0061] 如图3所示,无人机飞行器110从起始节点0起飞,在节点0、1、2对下一格进行判断时,都是不存在阻挡物,那么可以向前进一格;在节点3判断出下一格存在阻挡物,那么向左右两个方向规划了两个分支路径,即第一分支路径4‑>5‑>6‑>7和第二分支路径4‑>5‑>6‑>7‑>8‑>9‑>10都可以绕过阻挡物。在绕过阻挡物后,继续按照上述方法判断是否存在阻挡物。
[0062] 在一些实施例中,控制单元,还用于在判定当前所在的节点为目标节点的情况下,确定成功寻找最优路径。
[0063] 示例性地,若控制单元150判定当前所在的节点为目标节点,可以判定寻找最优路径成功,然后把搜索过程中确定的所有最优节点组成的路径确定为完整最优路径,控制无人机飞行器110按照该完整最优路径飞向目标位置。
[0064] 在一些实施例中,上位机中部署有抽水蓄能电站巡视软件,抽水蓄能电站巡视软件包括表示层、业务逻辑层、数据访问层和Socket通信层。
[0065] 如图4所示,抽水蓄能电站巡视软件的表示层的作用主要是实现系统的人机交互,使用户可以在界面操作软件中的功能。业务逻辑层的作用主要是进行地图定位,比如根据经纬度信息对巡视区域或者无人机飞行器110的位置在地图上进行定位。数据访问层的作用主要是对系统相关的数据进行处理,比如每次巡航任务相关的数据,新产生的数据可以通过数据访问层存入数据库,历史数据也可以通过数据访问层进行查询。Socket通信层,即套接字通信层,用于上位机120和无人机飞行器110之间的数据传输,示例性地,上位机120到无人机飞行器110的数据传输采用TCP套接字,无人机飞行器110到上位机120的数据传输采用UDP套接字。
[0066] 在一些实施例中,抽水蓄能电站巡视软件,用于新建巡航任务、视频图像实时显示、视频即时操作、无人机地图定位显示、无人机状态数据显示、无人机飞行器控制、无人机巡航参数设置、数据存储与读取、时间管理中的至少一项。
[0067] 可以理解的是,上位机中的抽水蓄能电站巡视软件可以对抽水蓄能电站的巡检任务进行管理,包括巡航任务的新增、修改、删除;无人机飞行器110在执行巡检任务时,用户可以在巡视软件中实时查看所拍摄到的图像或视频,也可以进行一些即时的操作,比如对重要信息进行保存或标记等;无人机飞行器110的实时位置可以在巡视软件的地图上显示,方便用户查看巡检任务的进展情况;无人机的状态数据可以在系统中展示,比如高度、速度、航向等;用户通过巡视软件可以对无人机进行飞行控制或巡航参数设置,以便根据巡航中的实时信息对无人机的自主飞行进行一定程度的辅助或调整;巡检中拍摄到的图像数据和其他巡检信息可以进行存储,历史数据可以进行读取。此外,还有时间管理模块,允许用户制定和安排巡检任务的时间表。
[0068] 上述实施例中,抽水蓄能电站巡视软件通过提供的一系列功能,可以方便用户通过该软件对无人机的巡检任务进行管理。进一步地,在无人机巡检的过程中,用户可以实时监测施工区域的现场情况,并可以在必要时对无人机任务、参数等进行调整。通过该软件,无人机的飞行路径、飞行参数和巡检的视频图像数据可以保存,以供用户后续的分析和参考。该软件使用户在很大程度上提高了执行巡检任务的质量和效率。
[0069] 上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体地,计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
[0070] 为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然,在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0071] 本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0072] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0073] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0074] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0075] 还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0076] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0077] 以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
[0078] 虽然结合附图描述了本申请的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本申请的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
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