一种监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法与流程

1.本发明属于无人机路径规划技术领域，具体涉及一种监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法。


背景技术：

2.随着科技的发展，监拍技术和无人机技术在输电线路巡视中已得到广泛的应用，并且其应用的力度和深度也在不断的加强，以监拍和无人机为主的协同自主巡检模式也已逐步替代传统人工巡检的作业模式，在节约了人力巡检成本的同时也极大地提高了巡检作业效率。
3.但是，监拍装置一般采用固定方式安装，虽然其有转向功能，但是由于拍摄距离和拍摄角度的限制，并不能对隐患进行很好的拍摄和取证。无人机虽然具有非常高的灵活性，但是无人机的巡检范围往往局限于既定航线的飞行范围，对于航线范围外的隐患无法主动前往进行拍摄，缺少目标性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，本发明通过分析杆塔上的监拍设备采集到的图片中是否存在隐患，获取隐患图片中隐患目标参考点的经纬度，根据隐患目标参考点的经纬度信息、围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r和垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h确定环绕拍摄轨迹上各点的经纬度信息从而生成一条无人机的环绕飞行轨迹，无人机机身在环绕飞行轨迹上拍摄时保持朝向环绕拍摄轨迹中心；根据拍摄隐患图片的监拍设备对应杆塔的位置信息，生成从无人机起点沿杆塔航点到达隐患对应杆塔的曲线飞行轨迹；无人机从无人机起点按照曲线飞行轨迹到达隐患对应杆塔后，对隐患按照环绕飞行轨迹进行巡检，然后再原路返回至无人机起点，进而完成巡检。
5.本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，包括以下步骤：
6.s1、根据应用场景在杆塔上安装多台监拍设备，设置各个杆塔对应航点的经纬度；
7.s2、根据监拍设备拍摄的视频进行一定间隔抽帧，实时分析图片中是否存在隐患，若存在隐患，执行下一步；
8.s3、获取隐患图片中隐患目标参考点的经纬度，设置围绕隐患目标参考点环绕飞行的参数：围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r、垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h和无人机的俯仰角度α；
9.根据隐患目标参考点的经纬度信息、围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r和垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h确定环绕拍摄轨迹上各点的经纬度信息；
10.根据环绕拍摄轨迹上各点的经纬度信息生成一条无人机的环绕飞行轨迹，无人机机身在环绕飞行轨迹上拍摄时保持朝向环绕拍摄轨迹中心；
11.s4、根据拍摄隐患图片的监拍设备对应杆塔的位置信息，生成从无人机起点沿杆塔航点到达隐患对应杆塔的曲线飞行轨迹；
12.s5、无人机从无人机起点按照曲线飞行轨迹到达隐患对应杆塔后，对隐患按照环绕飞行轨迹进行巡检，然后再按照曲线飞行轨迹原路返回至无人机起点。避免无人机直接飞往隐患点，无人机往隐患点飞行的途中可能会遇到障碍物，为保障无人机飞行安全，根据杆塔对应航点的经纬度，按照每基杆塔的走向规划往返航线。
13.本发明的技术方案还有：步骤s3中，隐患图片中隐患目标参考点的经纬度采用以下方法获取：
14.s3.1、获取应用场景的点云和图片，通过相机内外参数实现点云和图片的映射；
15.s3.2、通过点云分割算法分割出隐患目标所在应用场景的点云，然后通过相机内外参映射到深度图；
16.s3.3、选取隐患图片中隐患目标框中与隐患目标所在应用场景深度图重叠部位上的任一点作为隐患目标参考点，并获取隐患目标参考点在隐患图片中的二维坐标；
17.s3.4、根据隐患目标参考点在隐患图片中的二维坐标，进行深度图转点云计算，其实就是图像坐标系转换为世界坐标系，通过世界坐标系转经纬度计算方式，进而得到隐患目标参考点的经纬度。
18.本发明的技术方案还有：步骤s3中，操作人员设定围绕隐患进行数据采集的方式，其中数据采集方式包括拍照和录制视频；
19.若采用拍照，设定环绕拍摄轨迹上的拍照位置和拍照数量；
20.若采用录制视频，设定环绕拍摄轨迹上的航点位置和录制时间。
21.本发明的技术方案还有：步骤s3中，无人机机身在拍照时保持朝向环绕拍摄轨迹中心的具体方法为：
22.设定拍照点为n个，则两个相邻拍照点与环绕飞行轨迹轨迹圆心形成的夹角角度为360
°
/n，选取环绕飞行轨迹轨迹的起始点和终止点，进而得到各拍照点的经纬度；
23.无人机在环绕飞行轨迹轨迹上飞行时，无人机的俯仰角度保持α；
24.无人机从隐患目标对应杆塔对应航点飞到起始点后，转动无人机摄像头使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心；
25.无人机在环绕飞行轨迹轨迹上从一个拍照点飞到下一个拍照点后，无人机沿环绕飞行方向转动的角度为180
°‑
θ，其中θ＝(180
°‑
360
°
/n)/2。在环绕飞行轨迹轨迹上设定n个拍照点，则两个相邻拍照点与环绕飞行轨迹轨迹圆心形成的夹角角度为360
°
/n，无人机在环绕飞行轨迹轨迹上从一个拍照点飞到下一个拍照点后，无人机沿环绕飞行方向转动的角度为180
°‑
θ，由于θ＝(180
°‑
360
°
/n)/2，从而保证无人机飞到下一个拍照点后无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心，保证无人机在每个拍照点无人机机身正对环绕飞行轨迹轨迹圆心，另外由于无人机在环绕飞行轨迹轨迹上飞行时，无人机的俯仰角度保持α，从而使摄像头正对着隐患进行拍照。
26.本发明的技术方案还有：步骤s3中，无人机机身在录制视频时保持朝向环绕拍摄轨迹中心的具体方法为：
27.无人机的拍摄视角范围角度为n
°
，设定航点为m个，两个相邻航点与环绕飞行轨迹轨迹圆心形成的夹角角度为360
°
/m，其中360
°
/m＜n
°
，选取环绕飞行轨迹轨迹的起始点和
终止点，进而得到各航点的经纬度；
28.无人机在环绕飞行轨迹轨迹上飞行时，无人机的俯仰角度保持α；
29.无人机从隐患目标对应杆塔对应航点飞到起始点后，转动无人机摄像头使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心；
30.无人机在环绕飞行轨迹轨迹上从一个航点飞到下一个航点前，无人机摄像头转动角度β，360
°
/2m＜β＜n
°
/2，当无人机飞到下一个航点后，无人机摄像头转动角度β，使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心。由于无人机的拍摄视角范围角度为n
°
，设定m个航点，两个相邻航点与环绕飞行轨迹轨迹圆心形成的夹角角度为360
°
/m，其中360
°
/m＜n
°
，当无人机在环绕飞行轨迹轨迹上从一个航点飞到下一个航点前，无人机摄像头转动角度β，由于360
°
/2m＜β＜n
°
/2，从而保证无人机从一个航点飞到下一个航点过程中隐患目标保持在无人机的拍摄视角范围内，当无人机飞到下一个航点后，无人机摄像头转动角度β，使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心，保证无人机在每个航点无人机机身正对环绕飞行轨迹轨迹圆心，另外由于无人机在环绕飞行轨迹轨迹上飞行时，无人机的俯仰角度保持α，从而使摄像头正对着隐患进行录制。
31.本发明的技术方案还有：无人机从隐患目标对应杆塔对应航点飞到起始点后，无人机摄像头转动(180
°‑
η)，使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心；
32.具体的，η为隐患目标对应杆塔对应航点、起始点和环绕飞行轨迹轨迹圆心组成的三角形中起始点对应角的角度，η根据隐患目标对应杆塔对应航点、起始点和环绕飞行轨迹轨迹圆心的经纬度求取。为了使无人机到达环绕飞行轨迹轨迹的起始点后，无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心，无人机从隐患目标对应杆塔对应航点飞到起始点后，无人机摄像头转动(180
°‑
η)，其中η为隐患目标对应杆塔对应航点、起始点和环绕飞行轨迹轨迹圆心组成的三角形中起始点对应角的角度。
33.本发明的技术方案还有：围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r、垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h，根据余弦定理求取无人机的俯仰角度α，得到无人机摄像头往下转的角度为90
°‑
α。为了保证无人机摄像头正对着隐患目标进行拍摄，利用余弦定理根据围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r、垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h求取无人机的俯仰角度α。
34.本发明的技术方案还有：所述环绕飞行轨迹轨迹的起始点和终止点为环绕拍摄轨迹圆心与隐患目标隐患对应监拍设备的航点连线与环绕飞行轨迹的交点。为了减少飞行距离，将环绕拍摄轨迹圆心与隐患目标隐患对应监拍设备的航点连线与环绕飞行轨迹的交点作为环绕飞行轨迹轨迹的起始点和终止点。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
36.本发明通过分析杆塔上的监拍设备采集到的图片中是否存在隐患，获取隐患图片中隐患目标参考点的经纬度，根据隐患目标参考点的经纬度信息、围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r和垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h确定环绕拍摄轨迹上各点的经纬度信息从而生成一条无人机的环绕飞行轨迹，无人机机身在环绕飞行轨迹上拍摄时保持朝向环绕拍摄轨迹中心，从而对隐患进行环绕拍摄；根据拍摄隐患图片的监拍设备对应杆塔的位置信息，生成从无人机起点沿杆塔航点到达隐患对应杆塔的曲线飞行轨迹；无人机从无人机起点按照曲线飞行轨迹到达隐患对应杆塔后，对隐患按照环绕飞行轨迹进行巡
检，然后再原路返回至无人机起点，进而完成巡检，从而实现对隐患目标有目的的巡视并保证了巡视过程中无人机的航线安全。
附图说明
37.图1为本发明所述监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法的流程图；
38.图2为本发明所述监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的航线示意图；
39.图3为本发明所述环绕飞行轨迹的航线示意图；
40.图4为本发明所述无人机机身在拍照保持朝向环绕拍摄轨迹中心的示意图；
41.图5为本发明所述无人机机身在录像保持朝向环绕拍摄轨迹中心的示意图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
43.实施例1
44.如图1和图2所示，一种监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，包括以下步骤：
45.s1、根据应用场景在杆塔上安装多台监拍设备，设置各个杆塔对应航点的经纬度。
46.s2、根据监拍设备拍摄的视频进行一定间隔抽帧，实时分析图片中是否存在隐患，若存在隐患，执行下一步。
47.s3、获取隐患图片中隐患目标参考点的经纬度，设置围绕隐患目标参考点环绕飞行的参数：围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r、垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h和无人机的俯仰角度α。
48.根据隐患目标参考点的经纬度信息、围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r和垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h确定环绕拍摄轨迹上各点的经纬度信息。
49.根据环绕拍摄轨迹上各点的经纬度信息生成一条无人机的环绕飞行轨迹，无人机机身在环绕飞行轨迹上拍摄时保持朝向环绕拍摄轨迹中心。
50.s4、根据拍摄隐患图片的监拍设备对应杆塔的位置信息，生成从无人机起点沿杆塔航点到达隐患对应杆塔的曲线飞行轨迹。
51.s5、无人机从无人机起点按照曲线飞行轨迹到达隐患对应杆塔后，对隐患按照环绕飞行轨迹进行巡检，然后再按照曲线飞行轨迹原路返回至无人机起点。
52.具体的，通过编号对杆塔进行标记，并记录各个杆塔的经纬度位置。
53.杆塔编号与杆塔经纬度一一对应，通过获取杆塔编号即可得到杆塔经纬度信息。
54.航线是由地面站生成下发给无人机的，格式由地面站和无人机约定。
55.航线是由每一个航点组成，航点的主要信息包括经纬度、高度、无人机旋转角度、云台旋转角度等，这些数据均能通过列表的形式获取或者计算得到。
56.本实施例中曲线飞行轨迹对应航线与环绕飞行轨迹对应航线的衔接，只需要在列表中拼接即可。无人机会按照航点信息，从一个经纬度飞向另一个经纬度。
57.步骤s3中，隐患图片中隐患目标参考点的经纬度采用以下方法获取：
58.s3.1、获取应用场景的点云和图片，通过相机内外参数实现点云和图片的映射。
59.s3.2、通过点云分割算法分割出隐患目标所在应用场景的点云，然后通过相机内外参映射到深度图。
60.s3.3、选取隐患图片中隐患目标框中与隐患目标所在应用场景深度图重叠部位上的任一点作为隐患目标参考点，并获取隐患目标参考点在隐患图片中的二维坐标；具体的，根据训练集巡检ai分析的模型，通过模型推理摄像头拍摄的图片，得到隐患图片中隐患目标对应目标框的坐标位置信息，进而得到隐患目标参考点的坐标，训练集巡检ai分析的模型为现有技术，具体获取隐患图片中隐患目标对应目标框的坐标位置信息的方法在此不做赘述。
61.s3.4、根据隐患目标参考点在隐患图片中的二维坐标，进行深度图转点云计算，其实就是图像坐标系转换为世界坐标系，通过世界坐标系转经纬度计算方式，进而得到隐患目标参考点的经纬度。具体的，根据隐患目标参考点与应用场景接触点位置，获取接触点位置深度，通过相机内外参数逆变换获取接触点位置的空间位置，最后将空间位置转换成gps信息即可得到隐患目标参考点的经纬度。
62.以地面上的隐患为例：首先获取需要定位区域的点云。
63.通过点云分割算法分割出地面点云，使用已有的地面点云、图片和相机内外参数生成地面的深度图。
64.使用训练集训练ai分析的模型，通过模型推理摄像头拍摄的图片，如果检测到有隐患，则得到隐患目标框对应的列表：[x1y1x2y2，conf，class]。其中x1y1x2y2为目标框左上角和右下角坐标，conf为类别概率，class为类别名。根据这些信息计算隐患目标框的左下角坐标和右下角坐标，因为隐患目标框下边沿与地面的深度图重叠，因此以隐患目标框下边沿的中心点作为隐患目标参考点，通过隐患目标框的左下角坐标和右下角坐标计算出隐患目标参考点的坐标。
[0065]
用户也可以使用图像标注工具，例如labelimg。在隐患目标框下边沿上选择任一点获取相应坐标，并将该点作为隐患目标参考点。
[0066]
根据隐患目标参考点的坐标点，进行深度图转点云计算，其实就是图像坐标系转换为世界坐标系。通过世界坐标系转经纬度计算方式，得到隐患目标参考点的经纬度。
[0067]
说明：上述以地面点云为例。实际中，可选扫描区域内的所有点云，例如杆塔点云、导线点云、树木点云、楼房点云等。
[0068]
上例，隐患位置在地面上，选择地面点云，隐患目标参考点的选取应是隐患与地面接触的部分。
[0069]
例如隐患位置在导线上，选择使用导线点云，隐患目标参考点的选取也应在隐患与导线接触位置。
[0070]
例如隐患位置在杆塔上，选择使用杆塔点云，隐患目标参考点的选取也应在隐患与杆塔接触位置。
[0071]
步骤s3中，操作人员设定围绕隐患进行数据采集的方式，其中数据采集方式包括拍照和录制视频。
[0072]
本实施例采用拍照的方式进行数据采集，设定环绕拍摄轨迹上的拍照位置和拍照数量。
[0073]
步骤s3中，无人机机身在拍照时保持朝向环绕拍摄轨迹中心的具体方法为：
[0074]
如图4所示，设定拍照点为n个，则两个相邻拍照点与环绕飞行轨迹轨迹圆心形成的夹角角度为360
°
/n，即环绕飞行轨迹轨迹上各航点围绕圆周方向均匀分布，选取环绕飞行轨迹轨迹的起始点和终止点，起始点和终止点为同一点，并且为环绕飞行轨迹轨迹上的第一个航点，进而得到各拍照点的经纬度。
[0075]
无人机在环绕飞行轨迹轨迹上飞行时，无人机的俯仰角度保持α。
[0076]
无人机从隐患目标对应杆塔对应航点飞到起始点后，转动无人机摄像头使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心。
[0077]
无人机在环绕飞行轨迹轨迹上从一个拍照点飞到下一个拍照点后，无人机沿环绕飞行方向转动的角度为180
°‑
θ，其中θ＝(180
°‑
360
°
/n)/2。
[0078]
无人机从隐患目标对应杆塔对应航点飞到起始点后，无人机摄像头转动(180
°‑
η)，使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心。
[0079]
具体的，η为隐患目标对应杆塔对应航点、起始点和环绕飞行轨迹轨迹圆心组成的三角形中起始点对应角的角度，η根据隐患目标对应杆塔对应航点、起始点和环绕飞行轨迹轨迹圆心的经纬度求取。
[0080]
如图3所示，围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r、垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h，根据余弦定理求取无人机的俯仰角度α，得到无人机摄像头往下转的角度为90
°‑
α。
[0081]
所述环绕飞行轨迹轨迹的起始点和终止点为环绕拍摄轨迹圆心与隐患目标隐患对应监拍设备的航点连线与环绕飞行轨迹的交点。
[0082]
输电领域应用实施方式：
[0083]
监拍设备的安装，在输电杆塔安装一个或者多个监拍设备，记录安装杆塔的编号及所在的经纬度。
[0084]
对所有监拍设备的视频进行抽帧分析，每一路视频的抽帧间隔为3s一张，对抽帧获取的照片进行分析，若假定在ⅳ号杆塔位置发现隐患，则进行下一步的处理。
[0085]
通过发现隐患的监拍设备，得到该设备所在杆塔的编号，对图片信息进行计算，获取隐患的经纬度和高度，给定拍摄高度h为50m，拍摄半径r为10m，采集方式为拍照，拍照张数为8张，根据该数据，将以隐患目标参考点为中心，半径为10m的圆周8等分，计算每一个点位的经纬度。并且根据点位的经纬度和隐患经纬度及高度，计算出无人机云台的俯仰角度。至此，以隐患目标参考点为原点，围绕拍摄的点位已全部得到，拼接组装数据，生成一条围绕隐患点拍摄的航线。
[0086]
以无人机位置为起点，由近及远获取每一基输电杆塔的编号及经纬度，直到发现隐患的杆塔。
[0087]
此时根据上一步计算结果可得以下航线：
ⅰ→ⅱ→ⅲ→ⅳ→
环绕拍摄
→ⅳ→ⅲ→ⅱ→ⅰ
，将该航线处理和适配之后下发到无人机，无人机进行任务执行并获取拍摄结果。
[0088]
实施例2
[0089]
与实施例1不同之处在于，本实施例采用录制视频的方式进行数据采集，设定环绕拍摄轨迹上的航点位置和录制时间。
[0090]
步骤s3中，无人机机身在录制视频时保持朝向环绕拍摄轨迹中心的具体方法为：
[0091]
如图5所示，无人机的拍摄视角范围角度为n
°
，设定航点为m个，两个相邻航点与环
绕飞行轨迹轨迹圆心形成的夹角角度为360
°
/m，其中360
°
/m＜n
°
，即环绕飞行轨迹轨迹上各航点围绕圆周方向均匀分布，选取环绕飞行轨迹轨迹的起始点和终止点，起始点和终止点为同一点，并且为环绕飞行轨迹轨迹上的第一个航点，进而得到各航点的经纬度。
[0092]
无人机在环绕飞行轨迹轨迹上飞行时，无人机的俯仰角度保持α。
[0093]
无人机从隐患目标对应杆塔对应航点飞到起始点后，转动无人机摄像头使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心。
[0094]
无人机在环绕飞行轨迹轨迹上从一个航点飞到下一个航点前，无人机摄像头转动角度β，360
°
/2m＜β＜n
°
/2，当无人机飞到下一个航点后，无人机摄像头转动角度β，使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心。

技术特征：
1.一种监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、根据应用场景在杆塔上安装多台监拍设备，设置各个杆塔对应航点的经纬度；s2、根据监拍设备拍摄的视频进行一定间隔抽帧，实时分析图片中是否存在隐患，若存在隐患，执行下一步；s3、获取隐患图片中隐患目标参考点的经纬度，设置围绕隐患目标参考点环绕飞行的参数：围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r、垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h和无人机的俯仰角度α；根据隐患目标参考点的经纬度信息、围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r和垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h确定环绕拍摄轨迹上各点的经纬度信息；根据环绕拍摄轨迹上各点的经纬度信息生成一条无人机的环绕飞行轨迹，无人机机身在环绕飞行轨迹上拍摄时保持朝向环绕拍摄轨迹中心；s4、根据拍摄隐患图片的监拍设备对应杆塔的位置信息，生成从无人机起点沿杆塔航点到达隐患对应杆塔的曲线飞行轨迹；s5、无人机从无人机起点按照曲线飞行轨迹到达隐患对应杆塔后，对隐患按照环绕飞行轨迹进行巡检，然后再按照曲线飞行轨迹原路返回至无人机起点。2.根据权利要求1所述的监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，其特征在于：步骤s3中，隐患图片中隐患目标参考点的经纬度采用以下方法获取：s3.1、获取应用场景的点云和图片，通过相机内外参数实现点云和图片的映射；s3.2、通过点云分割算法分割出隐患目标所在应用场景的点云，然后通过相机内外参映射到深度图；s3.3、选取隐患图片中隐患目标框中与隐患目标所在应用场景深度图重叠部位上的任一点作为隐患目标参考点，并获取隐患目标参考点在隐患图片中的二维坐标；s3.4、根据隐患目标参考点在隐患图片中的二维坐标，进行深度图转点云计算，其实就是图像坐标系转换为世界坐标系，通过世界坐标系转经纬度计算方式，进而得到隐患目标参考点的经纬度。3.根据权利要求1所述的监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，其特征在于：步骤s3中，操作人员设定围绕隐患进行数据采集的方式，其中数据采集方式包括拍照和录制视频；若采用拍照，设定环绕拍摄轨迹上的拍照位置即航点位置和拍照数量；若采用录制视频，设定环绕拍摄轨迹上的航点位置和录制时间。4.根据权利要求3所述的监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，其特征在于：步骤s3中，无人机机身在拍照时保持朝向环绕拍摄轨迹中心的具体方法为：设定拍照点为n个，则两个相邻拍照点与环绕飞行轨迹轨迹圆心形成的夹角角度为360
°
/n，选取环绕飞行轨迹轨迹的起始点和终止点，进而得到各拍照点的经纬度；无人机在环绕飞行轨迹轨迹上飞行时，无人机的俯仰角度保持α；无人机从隐患目标对应杆塔对应航点飞到起始点后，转动无人机摄像头使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心；无人机在环绕飞行轨迹轨迹上从一个拍照点飞到下一个拍照点后，无人机沿环绕飞行方向转动的角度为180
°‑
θ，其中θ＝(180
°‑
360
°
/n)/2。
5.根据权利要求3所述的监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，其特征在于：步骤s3中，无人机机身在录制视频时保持朝向环绕拍摄轨迹中心的具体方法为：无人机的拍摄视角范围角度为n
°
，设定航点为m个，两个相邻航点与环绕飞行轨迹轨迹圆心形成的夹角角度为360
°
/m，其中360
°
/m＜n
°
，选取环绕飞行轨迹轨迹的起始点和终止点，进而得到各航点的经纬度；无人机在环绕飞行轨迹轨迹上飞行时，无人机的俯仰角度保持α；无人机从隐患目标对应杆塔对应航点飞到起始点后，转动无人机摄像头使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心；无人机在环绕飞行轨迹轨迹上从一个航点飞到下一个航点前，无人机摄像头转动角度β，360
°
/2m＜β＜n
°
/2，当无人机飞到下一个航点后，无人机摄像头转动角度β，使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心。6.根据权利要求4或5所述的监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，其特征在于：无人机从隐患目标对应杆塔对应航点飞到起始点后，无人机摄像头转动(180
°‑
η)，使无人机摄像头正对环绕飞行轨迹轨迹圆心；具体的，η为隐患目标对应杆塔对应航点、起始点和环绕飞行轨迹轨迹圆心组成的三角形中起始点对应角的角度，η根据隐患目标对应杆塔对应航点、起始点和环绕飞行轨迹轨迹圆心的经纬度求取。7.根据权利要求1所述的监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，其特征在于：围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r、垂直于隐患目标参考点的拍摄高度h，根据余弦定理求取无人机的俯仰角度α，得到无人机摄像头往下转的角度为90
°‑
α。8.根据权利要求4或5所述的监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，其特征在于：所述环绕飞行轨迹轨迹的起始点和终止点为环绕拍摄轨迹圆心与隐患目标隐患对应监拍设备的航点连线与环绕飞行轨迹的交点。

技术总结
本发明属于无人机路径规划技术领域，具体涉及一种监拍设备与无人机联动对隐患环绕巡航的方法，本发明通过分析杆塔上的监拍设备采集到的图片中是否存在隐患，获取隐患图片中隐患目标参考点的经纬度，根据隐患目标参考点的经纬度信息、围绕隐患目标参考点环绕拍摄轨迹的半径r和垂直于隐患目标参考点的拍摄高度H确定环绕拍摄轨迹上各点的经纬度信息从而生成一条无人机的环绕飞行轨迹；根据拍摄隐患图片的监拍设备对应杆塔的位置信息，生成从无人机起点沿杆塔航点到达隐患对应杆塔的曲线飞行轨迹；无人机从无人机起点按照曲线飞行轨迹到达隐患对应杆塔后，对隐患按照环绕飞行轨迹进行巡检，然后再原路返回至无人机起点，进而完成巡检。完成巡检。完成巡检。


技术研发人员：魏代杰 王建岭 张磊 李小龙
受保护的技术使用者：智洋创新科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/5