基于无人机远程调试检修电力设备的优化方法和系统

技术领域

本申请涉及检修电力设备领域，具体涉及基于无人机远程调试检修电力设备的优化方法和系统。

背景技术

现有场景中，对无人机远程调试检修电力设备时，存在干扰物干扰，同时影响到原无人机既定轨迹的行进，由于铁塔或树枝等，飞行轨迹受干扰，容易产生飞行事故；

现有技术中，应对该特殊情形，多采用改手动操作，减少无人机的计算资源利用，却无法实现自动化远程实现调试检修；

因此，亟需一种无人机远程调试检修电力设备的优化方法与系统 。

发明内容

本申请基于无人机远程调试检修电力设备的优化方法和系统，解决现有技术中的问题。

第一方面，本申请提供基于无人机远程调试检修电力设备的优化方法，包括：

监测无人机行进朝向的干扰源，分析干扰源对无人机运动轨迹干扰，修正无人机行动轨迹，包括：

当预估干扰源与无人机原行动轨迹最近距离存在交叠，分析，路径A：无人机预先朝向干扰源行进一侧弧线飞行且弧线飞行与干扰源存在切点后，返回原运行轨迹，路径B：无人机悬停等待，等待干扰源行进过无人机原运行轨迹且相切，同时，无人机按原运行轨迹且行进至干扰源行进过无人机原运行轨迹的相切点，计算、判断路径A、路径B的时间，选择时间少的路径并执行调试检修任务。

进一步的，所述监测无人机行进朝向的干扰源，之前还包括步骤：采集电力设备调试检修场景和无人机数据，分析、生成无人机调试检修电力设备的运行轨迹。

进一步的，所述当预估干扰源与无人机原行动轨迹最近距离存在交叠，包括如下分析过程：

构建包括干扰源和无人机的同一坐标系下的空间模型，包括干扰源和无人机的碰撞体积，还包括对干扰源的空间模型扩展安全碰撞体积，即对三维空间内的干扰源所在空间模型，扩展表层厚度填充为安全碰撞体积的区域；

此时，所述路径A与所述路径B的相切与切点，均为当无人机的碰撞体积介入干扰源的安全碰撞体积或与安全碰撞体积边沿接触。

进一步的，所述监测无人机行进朝向的干扰源，包括持续监测朝向无人机行进方向的干扰源，并依据所述干扰源的行进速度和行进轨迹判断所述干扰源是否干扰无人机在原行动轨迹的运动，如不干扰，则排除所述干扰源；

还包括如干扰，判断所述干扰源的行进绕行轨迹相对于无人机位置的向心方向，即，干扰源相对于无人机弧线行进，弧线行进的向心方向指向无人机一侧，则，当无人机执行所述路径A时，朝向与所述干扰源弧线行进的向心方向一致方向弧线飞行。

进一步的，对于所述路径B，估算所述干扰源行进至所述路径B的相切点的到达时间，基于动力学依据所述干扰源的所述到达时间对无人机进行分段降速，规划所述无人机行进至所述相切点的速度到零。

进一步的，关于所述干扰源，对干扰源的图像识别，观测并记录一段时间内干扰源的空间模型变化，并基于所述干扰源的空间模型变化优化生成在所述一段时间内所述干扰源的最大空间模型，并依据所述最大空间模型扩展安全碰撞体积的区域。

进一步的，对于路径B中，记录并依据所述到达时间，对后续无人机行进回原运行轨迹的时间重新规划，在所述干扰源行进至相切点的过程中，重新生成所述无人机的运行轨迹时间戳并记录。

进一步的，对于路径A中，基于弧线运动的无人机的时间，修正后续返回原运行轨迹的无人机时间戳并记录上传。

第二方面，本申请提供基于无人机远程调试检修电力设备的优化系统，包括无人机和服务器，所述无人机用于监测行进朝向的干扰源，所述无人机记录、回传、接收服务器的数据和命令，所述服务器依据无人机的上传数据进行运算处理并通讯所述无人机，所述服务器包括获取更正无人机运行轨迹的权限，所述无人机和所述服务器配合实现如第一方面任一所述的基于无人机远程调试检修电力设备的优化方法。

进一步的，还包括人机交互端，所述人机交互端用于人工即时操控无人机，所述人机交互端接收无人机的监测画面。

本申请的有益效果，包括：

本申请通过无人机的监测画面，实现既定路径的智能规避，实时性高，计算量小，收益高，便于装载在小型设备上实现智能优化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本申请实施例的限定。在附图中：

图1为本申请一示例性实施例提供的基于无人机远程调试检修电力设备的优化方法示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

现有场景中，对无人机远程调试检修电力设备时，存在干扰物干扰，同时影响到原无人机既定轨迹的行进，由于铁塔或树枝等，飞行轨迹受干扰，容易产生飞行事故。

本申请具体的应用场景是无人机智能调试检修场景。

本申请构思通过无人机在邻近时间内，对干扰源的短期监测环境下，在一段时间内运行路径的规律性，修正无人机的既定行进路径，来实现等待、智能绕路等多种优化操作，防止宕机和产生撞机结果。

本申请提供的基于无人机远程调试检修电力设备的优化方法和系统，旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供基于无人机远程调试检修电力设备的优化方法，包括：

S1、采集电力设备调试检修场景和无人机数据，分析、生成无人机调试检修电力设备的运行轨迹；

S2、监测无人机行进朝向的干扰源，分析干扰源对无人机运动轨迹干扰，修正无人机行动轨迹，包括：当预估干扰源与无人机原行动轨迹最近距离存在交叠；

S2具体包括：构建包括干扰源和无人机的同一坐标系下的空间模型，包括干扰源和无人机的碰撞体积，还包括对干扰源的空间模型扩展安全碰撞体积，即对三维空间内的干扰源所在空间模型，扩展表层厚度填充为安全碰撞体积的区域；此时，所述路径A与所述路径B的相切与切点，均为当无人机的碰撞体积介入干扰源的安全碰撞体积或与安全碰撞体积边沿接触。关于所述干扰源，对干扰源的图像识别，观测并记录一段时间内干扰源的空间模型变化，并基于所述干扰源的空间模型变化优化生成在所述一段时间内所述干扰源的最大空间模型，并依据所述最大空间模型扩展安全碰撞体积的区域。

S3、分析，路径A：无人机预先朝向干扰源行进一侧弧线飞行且弧线飞行与干扰源存在切点后，返回原运行轨迹；

具体分析为：所述监测无人机行进朝向的干扰源，包括持续监测朝向无人机行进方向的干扰源，并依据所述干扰源的行进速度和行进轨迹判断所述干扰源是否干扰无人机在原行动轨迹的运动，如不干扰，则排除所述干扰源；还包括如干扰，判断所述干扰源的行进绕行轨迹相对于无人机位置的向心方向，即，干扰源相对于无人机弧线行进，弧线行进的向心方向指向无人机一侧，则，当无人机执行所述路径A时，朝向与所述干扰源弧线行进的向心方向一致方向弧线飞行。对于路径A中，基于弧线运动的无人机的时间，修正后续返回原运行轨迹的无人机时间戳并记录上传。

S3、分析，路径B：无人机悬停等待，等待干扰源行进过无人机原运行轨迹且相切，同时，无人机按原运行轨迹且行进至干扰源行进过无人机原运行轨迹的相切点；

具体分析为：对于所述路径B，估算所述干扰源行进至所述路径B的相切点的到达时间，基于动力学依据所述干扰源的所述到达时间对无人机进行分段降速，规划所述无人机行进至所述相切点的速度到零。对于路径B中，记录并依据所述到达时间，对后续无人机行进回原运行轨迹的时间重新规划，在所述干扰源行进至相切点的过程中，重新生成所述无人机的运行轨迹时间戳并记录。

S4、计算、判断路径A、路径B的时间，选择时间少的路径并执行调试检修任务。

本申请通过无人机的监测画面，可以实现小型化搭载在无人机上，运用服务器进行处理和计算功能，相较于无人机自主运算，在通讯实时性高的场所内，成本低，收益高。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法或系统。因此，本发明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。

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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上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。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由上面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。