一种无人机飞行航线的确定方法
阅读说明：本技术 一种无人机飞行航线的确定方法 (Method for determining flight line of unmanned aerial vehicle ) 是由 谭毓卿 展毅晟 李沛然 张海林 王兴顺 梁珑 芦国云 郭妍 谢占兰 卢涛 冯小霞 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本申请涉及无人机飞控的领域,尤其是涉及一种无人机飞行航线的确定方法,其包括航线创建、航段设置、航点设置和航线上传等步骤,首先在任务空间中寻找一条符合各项约束条件的飞行航线,飞行航线由航线节点组成,相邻航线节点之间用直线段连接形成航段,多个航段连接成几何折线航线；然后对航段名称、航段点位进行编辑,使无人机按规划路线从一个航段向另一个航段进行飞行；其次对拍照航点和避障航点进行设置；完成航线创建后,对飞行航线存在的多个航段进行合并,在航线管理界面点击上传航线,并在平台端进行所属线路归属创建,形成航线管理资源库。本申请具有降低飞行操控难度,提升飞行安全的效果。(The application relates to the field of unmanned aerial vehicle flight control, in particular to a method for determining a flight path of an unmanned aerial vehicle, which comprises the steps of path creation, path segment setting, waypoint setting, path uploading and the like, wherein firstly, a flight path meeting various constraint conditions is searched in a task space, the flight path consists of path nodes, adjacent path nodes are connected by straight line segments to form a path segment, and a plurality of path segments are connected to form a geometric broken line path; then, editing the flight segment names and the flight segment point locations to enable the unmanned aerial vehicle to fly from one flight segment to another flight segment according to the planned route; secondly, setting a photographing waypoint and an obstacle avoidance waypoint; after the creation of the air route is completed, combining a plurality of air route sections of the flight air route, clicking an uploading air route on an air route management interface, and creating the attribution of the affiliated air route at a platform end to form an air route management resource library. This application has the reduction flight and controls the degree of difficulty, promotes flight safety's effect.)
技术领域
本申请涉及无人机飞控的领域，尤其是涉及一种无人机飞行航线的确定方法。
背景技术
近年来，无人机航空摄影测量得到了快速发展，与传统的摄影测量技术相比，无人机具有高机动性、高分辨率、低成本、操作灵活等优势，在中小区域测量得到了广泛应用。无人机航空摄影不仅需要高水平飞行技术，还包括高效的飞行航线设计，其方案精度及自动化水平直接影响航摄质量和效益。
当预先具备完整精确的环境信息时，飞行航线可一次性规划自起点到终点的最优航迹。而实际情况是难以保证预先获得的环境信息不发生变化，且无人机的飞行受外界影响较大，因此无人机的自动飞行轨迹常常需要根据飞行情况进行调整。在环境变化区域不大的情况下，可通过局部更新的方法进行航迹的在线重规划；而当环境变化区域较大时，无人机任务规划则必须具备在线重规划功能，可根据当前飞行情况调整航线及返航点。
目前，无人机的飞行控制主要还是通过人工操作，但考虑这种模式可能会给日常巡检工作带来一定隐患，长时间的飞行控制操作，对于基层班组人员的飞机技术要求较高，难免会出现“炸机”事故。为提升飞行安全，行业迫切需要更加智能、更加安全、更加可控的巡检作业方式。因此无人机自动飞行控制技术是该平台未来发展的一项核心技术。
发明内容
为了降低飞行操控难度，提升飞行安全，本申请提供了一种无人机飞行航线的确定方法。
本申请提供的一种无人机飞行航线的确定方法采用如下的技术方案:
一种无人机飞行航线的确定方法，包括以下步骤：
S1、航线创建：在任务空间中寻找一条符合各项约束条件的飞行航线，
所述飞行航线由航线节点组成，相邻航线节点之间用直线段连接形成航段，多个航段连接成几何折线航线，一个航线节点代表途经的一个杆塔；
S2、航段设置：在编辑页面对航段名称、航段点位进行编辑，使无人机按规划路线从一个航段向另一个航段飞行；
S3、航点设置：包括拍照航点设置和避障航点设置；
S4、航线上传：完成航线创建后，对飞行航线存在的多个航段进行合
并，在航线管理界面点击上传航线，并在平台端进行所属线路归属创建，形成航线管理资源库。
通过采用上述技术方案，建立飞行航线，可直接在地图中设置航点，也可对历史飞行数据进行编辑，修订航点，航线完成规划后，将自动飞行航线数据回传至管理平台。飞手可根据需要下载相应的航线数据，实现无人机的航线自动飞行，提升无人机巡线飞行效率。
通过设定基于电力巡航作业的自动飞行航线，依据不同阶段的飞行目标，制定航线规划，可降低无人机操作门槛，降低人员经验对于巡检工作的影响，进一步提升机巡作业效率。通过设置固定航点的自动飞行任务，获取飞行航线完整精确的环境信息，自动规划飞行航线，使无人机沿着飞行航线进行拍照，清晰记录航线周边的环境情况，满足巡检人员对通道内的施工黑点、滑坡及树障等潜在危险进行排查。
可选的，步骤S1中所述飞行航线由一组S～G节点序列来表示，其中S是起始点，G是终止点，X是中间的航线节点。
通过采用上述技术方案，每一个航线节点都配有特定的标号，清晰了飞行航线，使得无人机的飞行路线明确按设定的航线飞行，不易出错，又方便操作人员辨认。
可选的，步骤S1中所述飞行航线由一组S～G节点序列来表示，其中所述S点是终止点，G是起始点，X是中间的航线节点。
通过采用上述技术方案，S点既可以为起始点，又可以为终止点，实现无人机按设定的路线飞巡完毕后，又可以按原路线自动返回，无需操作人员在两端点来回奔波。
可选的，步骤S2中所述航段设置包括航段长度、航段完成所有航点的飞行时间，航段点数量及杆塔数量。
通过采用上述技术方案，根据实际情况，对航段飞行的长度、飞行总体时间等进行设定，明确了飞行路程和时间，减少不必要的飞行，提升了飞巡作业效率。
可选的，所述航段点位数量不超过99个。
通过采用上述技术方案，将航段点位数量设置在一定范围内，一方面可降低系统无法输入或延缓运行速率的可能，另一方面对飞行航线的路程进行了限定，实现无人机在一定的区域内飞行。
可选的，步骤S3中所述拍照航点设置包括对杆塔目标进行拍照动作的航点信息，所述航点信息包括当前航点所属的标号、无人机的偏航角、云台俯仰角及无人机在当前点位所停留的时长。
通过采用上述技术方案，系统以航点方式自动储存每个无人机悬停位置的动作参数，多个航点组成巡检航线，应用至输配电线路自动巡检作业上，从而实现自主飞巡功能。在无人机沿着飞行航线进行拍照时，由于无人机飞行转弯形成的弧度将受到自身飞行性能限制，对无人机的偏航角、云台俯仰角进行特定设置，能限制无人机只能在特定的转弯半径内转弯；标号、停留时长等参数设置，使操作人员更清楚地知道飞行状况。
可选的，步骤S3中所述避障航点设置为当飞行过程中前方有障碍物阻挡直行道路时，选择多个避障航点绕开障碍物且不进行拍照动作。
通过采用上述技术方案，无人机在执行任务时，会收到如禁飞区、障碍物、险恶地形等复杂地理环境的限制，因此在飞行过程中，应尽量避开这些区域，避障航点的设置，可保证无人机准确避开这些区域，以提升无人机的工作效率。
可选的，步骤S3中所述航点设置还包括飞行半径、高度、速度、拍照位置及所有航点所拍摄照片的总数。
通过采用上述技术方案，通过控制任务区域内无人机飞行的半径、高度和速度等参数，可有效防止飞行高度过高或过低，导致无人机撞击地面、坠毁或拍摄不清等情况；且飞行速度的设置，可有效控制照片清晰度；另外，也可根据需要控制拍摄照片的总数，避免浪费或数据不足。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过设定自动飞行航线，依据不同阶段的飞行目标，制定航线规划，可降低无人机操作门槛，降低人员经验对于巡检工作的影响，进一步提升机巡作业效率。设置固定航点的自动飞行任务，自动规划飞行航线，获取飞行航线完整精确的环境信息，使无人机沿着飞行航线进行拍照，清晰记录航线周边的环境情况，满足巡检人员对通道内的施工黑点、滑坡及树障等潜在危险进行排查；
2.通过使每一个航线节点都配有特定的标号，清晰了飞行航线，使得
无人机的飞行路线明确按设定的航线飞行，不易出错，又方便操作人员辨认；
3.通过系统以航点方式自动储存每个无人机悬停位置的动作参数，多
个航点组成巡检航线，应用至输配电线路自动巡检作业上，从而实现自主飞巡功能。
附图说明
图1是本申请中几何折线航线示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种无人机飞行航线的确定方法。一种无人机飞行航线的确定方法，包括以下步骤：
S1、航线创建：航线的表示形式有两种，一种是基于无人机运动学、动力学描述的连续平滑航线；本申请在任务空间中寻找一条符合各项约束条件的飞行航线，可将途经的杆塔用一系列航线节点来表式，即飞行航线由多个航线节点组成，相邻航线节点之间用直线段连接，形成几何折线航线，一航线节点代表途经的一杆塔。
如图1所示，巡检航线可以由一组S～G节点序列来表示，其中S是起始点，G是终止点，X是中间的航线节点。同样也可将S点作为终止点，即完成了G点飞行后，自动降落回S点，若考虑电量问题，也可降落在G点。
S2、航段设置：进入到航段设置界面后，当前航段界面下方展现航段名称、航段点位、航段长度、航段完成所有航点的飞行时间，航段点数量、桩位数量及所有航点所拍摄照片的总数等参数。对航段名称、航段点位、航段长度、航段完成所有航点的飞行时间，航段点数量、桩位数量及及所有航点所拍摄照片的总数等依次进行设置。为减小航段点数量过多而导致系统无法录入数据或降低录入速率，本申请中航段点位数量不超过99个。设置完毕后，保存并上传数据，便可实现无人机按规划路线从一个航点向另一个航点进行飞行，在飞行过程中可以进行拍照，视频录制等工作。
S3、航点设置：包括拍照航点设置和避障航点设置两部分；拍照航点设置为对杆塔等目标进行拍照动作的航点，可通过加减号简便设置当前航点所属的标号并且可调整无人机的偏航角、云台俯仰角及无人机在当前点位所停留的时长。
避障航点设置为当飞行过程中前方有障碍物阻挡了直行道路，选择多个避障航点可绕开障碍物且不进行拍照动作。
航点设置还包括飞行半径、高度、速度、拍照位置及所有航点所拍摄照片的总数等参数。
S4、航线上传：完成航线创建后在航线管理界面，对飞行航线存在的多个航段进行合并，在航线管理界面点击上传航线，，则当前航线上传至平台端，并在平台端进行所属线路归属创建，形成航线管理资源库，提供其他飞手下载航线进行自动飞巡。
此外，设置好的飞行航线还可进行航点修改，当航点需要修改时，进入需要编辑的航段，当无人机处于起飞状态时，点击“+”图标，触发拍照航点功能，右侧展现航段名称、航线设置及航点设置，可在航线中新增一个航点，插入的航点编号与所插入位置的后航点编号一致，同时可对航点参数进行修改。
当需要下载航线时，点击下载航线，进入下载航线页面。根据账号权限，页面在线获取服务端中航线。提示下载成功后，可在航线管理界面查看到下载的航线信息。
当需要调用执行航线时，进入配网线路的巡视任务中，依据所属线路信息，在航段飞行中提供该线路的所有航线进行选择，界面左侧展现自动飞行按钮。
本申请实施例一种无人机飞行航线的确定方法的操作步骤为：
(1)点击航线管理进入航线管理界面，点击创建航线，可完成航线创建；
(2)点击“上传航线”可将航线数据上传至服务端进行展示；
(3)点击“下载航线”可进入航线下载页面，从服务端下载航线数据；
(4)进入航线可查看航线由哪些航段组成，同时编辑航段；
(5)进入航段编辑页面，可设置航点、航段相关参数。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
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