江西盛誉翔电力发展有限公司罗莎获国家专利权
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龙图腾网获悉江西盛誉翔电力发展有限公司申请的专利一种变电站无人机动态航线规划方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120255543B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510405456.4,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权一种变电站无人机动态航线规划方法及系统是由罗莎;徐文兵;刘伟设计研发完成,并于2025-04-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种变电站无人机动态航线规划方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及无人机巡检技术领域,具体为一种变电站无人机动态航线规划方法及系统;将巡视需求转换为详细的点位数据集合,利用坐标转换、安全半径计算及拍摄参数设定,生成统一的安全巡视点位集合,基于改进蚁群算法,通过路径选择概率公式引入安全约束,结合多蚁群并行搜索、自适应信息素更新机制,生成经过优化的最短航线,随后对优化后的路径点集进行待审查标识生成与验证,并针对路径点集进行路径平滑处理,通过三阶贝塞尔曲线拟合起点、终点及中间巡视点,平滑衔接航线,满足安全转向角度、路径平滑性及安全半径约束,确保无人机飞行路径平稳流畅,最终输出临时最优航线,本发明满足变电站巡视任务对安全性、高效性与精准性的要求。
本发明授权一种变电站无人机动态航线规划方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种变电站无人机动态航线规划方法,其特征在于,包括以下具体实施步骤: S1、将巡视需求转换为详细的点位数据集合,并通过坐标转换、安全半径计算、拍摄参数设定步骤,生成满足巡视要求的输出安全巡视点位集合; 优化后的路径点集的生成过程如下: A1、输入数据:安全巡视点位集合:; 定义起始安全点S=x'0,y'0,z0; 定义终止安全点E=x'n,y'n,zn; 其中,n表示安全巡视点位的数目;δi表示为每个巡视点位pi设定的安全半径;θi表示点位pi的巡视任务拍摄参数中的拍摄角度,即无人机航拍时的俯仰角度;di表示点位pi的巡视任务拍摄参数中的拍摄距离,即相机与目标设备之间的距离;Ri表示点位pi的巡视任务拍摄参数中的拍摄分别率; A2、目标:规划一条经过所有巡视点的最短航线R,在确保路径安全的前提下,最大限度地减少路径长度,输出经过精简优化后的航线点序列和路径总长度; A3、动态路径约束优化,在路径选择过程中引入安全半径约束,防止无人机靠近障碍物或进入危险区域,路径选择概率Pij公式为: ; ; ; 式中,τij表示路径i→j的信息素浓度;ηij表示路径启发因子;dij表示路径长度;ψij表示安全约束因子,若路径i→j不满足安全半径约束,则ψij1,否则为1;α和β表示控制信息素与启发因子权重的参数;U表示蚂蚁当前可访问的剩余点集合; A4、多蚁群并行搜索机制:引入多个蚁群并行执行搜索任务,增加算法的全局搜索能力,有效避免局部最优解问题,每个蚁群独立搜索路径,最终选择全局最优路径进行输出; A5、自适应信息素更新机制,针对路径质量动态调整信息素更新量,强化较优路径,弱化劣质路径: ; ; 式中,ρ表示信息素挥发系数;Q表示信息素强度;L表示路径长度;fadj表示动态调整因子,基于当前迭代轮次和路径质量进行自适应调节; A6、基于改进的蚁群算法输出优化后的路径点集; S2、结合启发式信息与动态约束条件,通过路径选择概率、动态安全约束与多蚁群并行搜索机制,完成巡视点位路径的优化与精简,输出优化后的路径点集,并为优化后的路径点集生成待审查标识; S3、基于待审查标识,审查的接收到路径点集的总体完整性,基于优化后的路径点集,采用三阶贝塞尔曲线进行路径平滑拟合,确保起点、终点及中间点之间的平滑过渡,路径平滑过程中考虑飞行约束,包括最大转向角度、路径平滑性与安全半径,插入安全衔接点与中间点,确保每两个路径点之间的间隔满足安全半径要求,并调整转向角度以满足最大安全转向角度约束,最终生成的巡视路径点; S4、利用基于密度的聚类算法对路径点进行空间聚类,将路径点分为多个簇,对于每个簇,采用改进的TSP算法优化路径顺序,以最小化路径总长度,路径选择根据信息素浓度、启发因子、路径长度及安全约束因子进行动态调整,通过聚类与路径优化,得出全局临时最优航线; S5、将全局临时最优航线上传至无人机控制系统,无人机按照航线依次飞行,访问所有巡视目标点位并在每个目标点位进行图像采集与任务执行; S6、利用采集的图像和数据进行图像处理与异常检测和生成分析报告,输出识别结果,据此可视化规划的航线、采集的图像和识别结果。
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