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申请/专利权人：国网福建省电力有限公司;国网福建省电力有限公司电力科学研究院

摘要：本发明提出一种面向气象服务受限的无人机SLAM巡检阶段航迹规划保障方法，其主要设计包括或基于：1、基于多个架设在输配电线路与电力杆塔周围的气象站作为提供气象数据的传感器；2、设计承载巡检区域与线塔经纬度和威胁程度的实时规划空间；3、设计考虑风速、降水量、温度、气压对无人机运行环境的威胁算法；4、设计在规划空间内实时对巡检无人机航迹进行路径搜索的实现方法。避免精细化巡检阶段恶劣天气对SLAM、激光测距仪等设备的干扰；避免非精细化巡检阶段不良天气对光电吊舱的干扰，即使飞行区域气象站失效或提供服务的范围不在巡检范围内，电力巡检无人机的运行也不会因气象服务不及时而闯入危险的区域。

主权项：1.一种面向气象服务受限的无人机SLAM巡检阶段航迹规划保障方法，其特征在于：基于所布设的气象站形成栅格组成的二维空间作为规划空间，对于规划空间内的任意单个栅格，均含有微型气象站所对应的经纬度与作用范围，且规划空间实时更新以下信息：1、单个区域内是否包含电力巡检无人机；2、单个区域内的是否有航线经过；3、单个区域内的微型气象站收集到的气象信息；基于考虑风速、降水量、温度、气压对无人机运行环境的威胁计算模型，得到规划空间内的所有气象环境威胁程度，对电力巡检无人机进行实时路径规划，包括以下步骤：步骤S1：在规划空间内逐个选择的巡检区域Zx；步骤S2：对于巡检区域Zx内包含的所有单个规划空间，判断规划空间内是否有电力巡检无人机，若有，则记为巡检区域起点，若无，则记为备选起点；步骤S3：若巡检区域起点通过威胁计算模型判断为有威胁，则无人机起点转为无威胁的备选起点，得到最终无人机起点；同时，若所有备选起点和起点都为有威胁，则结束规划；步骤S4：对最终无人机起点赋予航点，同时更新邻近规划空间内的信息，并指定巡检区域终点；步骤S5：更新邻近规划空间内的数据，剔除邻近规划空间内包含的有威胁的规划空间，若邻近区域内规划空间全为有威胁，则结束规划；步骤S6：经过步骤S5后的规划空间若被有威胁的规划空间分割，则需要依次为被分割的区域赋予航点，并将所有航点连接，组成多条航线，同时该区域内最后一条航线末端需指向未被赋予航线的下一个区域的方向，若有多个区域，则优先选择独立的区域的方向，若无独立的区域则优先指向终点方向；此时最终起飞点附近的规划空间内的航线规划结束，即操纵电力巡检无人机按照航线进行飞行；步骤S7：当电力巡检无人机结束起飞点附近的区域任务后，对于下一个非起飞点规划空间区域，按照步骤S5的方法剔除有威胁的规划空间后，按照步骤S6的方法继续选出下一个规划空间，并重复步骤S6，直到搜索完所有附近所有规划空间，待该区域飞行完成后重复执行步骤S7，直到飞行完所有无威胁的规划空间，若结束航点为终点，则任务结束，若结束航点不为终点，则令电力巡检无人机飞向终点；步骤S8：保留最后一次经过规划空间内的数据作为电力巡检数据，规划结束；规划空间内任意栅格的气象环境对电力巡检无人机的威胁程度根据微型气象站收集到的不同种类的数据做出不同的划分，对于区域内风速对电力巡检无人机的威胁程度，采用式1描述的回报值进行等效： 式1中X1代表风速Wv的回报值，取值为[0，20]，同时若风速超过17ms时，设回报值为0；用式2描述的回报值等效地表示降水量对电力巡检无人机的威胁程度： 式2中X2代表降水量回报值，取值范围为[0，20]，R为降水量；温度对电力巡检无人机的威胁程度采用式3所述的回报值等效的表示威胁程度：X3＝T+30T-35-0.033×0.58-0.8；式3式3中的T为温度，其中X3的取值范围为[0，20]；按照式4对电力巡检无人机所处环境的气压回报值等效地表示气压的威胁程度： 其中X4的取值范围为[0，20]，P为气压；式1-式4表示气象环境对巡检无人机的威胁程度与等效回报值，将四个回报值累加起来的总回报值就表示了整体气象环境对无人机的威胁程度，但也考虑单项回报值对无人机的影响，按照以下方式确定气象环境对无人机的威胁程度： 式5中，Xf对应电力巡检无人机所处气象环境整体威胁情况，并按照重要程度划分Xf取值范围，取值最大为80，最小为0，取值越靠近最大值，区域气象环境重要程度越重要；在此规则上选取限定值将威胁程度进行归一化表示，即通过Xf是否为1或0表示为有威胁和无威胁；同时考虑到单一气象环境对电力巡检无人机的影响，若Xi中任一个值为0，Xf为1，即单个微型气象站所处区域对电力巡检无人机有威胁，将以上规则设为判断逻辑1。

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