【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网智能巡检，具体涉及一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统及其方法。
技术介绍
1、近年来，无人机技术得到了快速发展，并广泛应用于各个领域。然而，传统的无人机操作仍然依赖于人工干预，尤其是在任务结束后的返航和充电环节，以及在任务过程中的突发性返航环节，均需要人为控制无人机启动返航及控制返航路线。这种手动操作不仅效率低下，而且容易出现失误，影响无人机的连续作业能力和任务成功率。
2、针对上述情况，公开号为cn107783550a的《控制无人机返航的方法及装置》专利于2018年公开了一种自动化的返航控制方法，该方案通过接收地面控制终端发来的无人机返航指令，根据该返航指令指示的返航点，控制无人机进行返航。但该方案无法处理在某些情况中，处于返航模式的无人机可能由于电量、导航精度、飞行控制精度等问题的限制，而无法按照预设指令返回返航点的问题。进一步地，公开号为cn110383196b的《无人机返航控制的方法、装置以及无人机》专利于2023年公开了一种新的控制方案，该方案中，处于返航模式的无人机可以根据返航评估信息来确定是向返航点返航还是向备降区返航，通过这样方式，无人机可以灵活地选择返航方式，保证了无人机的飞行安全和灵活性。此方案虽然可以作为前者方案的进阶，但上述方案中的无人机仍不具备自动判断返航时机以及智能调整返航过程路线的能力，控制智能化程度和灵活性较低。
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统及其方法，具备自动判断返航时机以及
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下基础方案。
3、方案一
4、一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，包括无人机和机巢；所述无人机上配备有多模态传感器和第一无线通信模块；所述机巢内部集成有第二无线通信模块；所述第一无线通信模块和第二无线通信模块之间建立通信交互；
5、还包括智能追踪模块和自动化控制模块；所述智能追踪模块用于接收并处理无人机的运行数据和感知数据，进行无人机的实时位置追踪，并确定无人机的任务执行状态，并根据无人机的实时位置和任务执行状态，调整无人机的飞行路线；所述自动化控制模块用于实时分析无人机的任务执行状态，当任务执行状态触发返航条件时，控制无人机切换至返航程序；并在无人机返航过程中，结合无人机的感知数据，调整返航程序参数；所述返航程序参数包括返航路线和返航速度。
6、方案二
7、一种无人机智能追踪与自动返航控制方法，采用如方案一所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统进行无人机的智能追踪与自动返航控制；包括以下步骤：
8、步骤1，向无人机导入巡检任务；控制机巢开启，派飞无人机以执行巡检任务；
9、步骤2，由智能追踪模块接收并处理无人机的运行数据和感知数据，进行无人机的实时位置追踪，并确定无人机的任务执行状态，并根据无人机的实时位置和任务执行状态，调整无人机的飞行路线；由自动化控制模块实时分析无人机的任务执行状态，当任务执行状态触发返航条件时，控制无人机切换至返航程序；并在无人机返航过程中，结合无人机的感知数据，调整返航程序参数，直至无人机抵达机巢。
10、本专利技术的工作原理及优点在于：
11、本专利技术一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统及其方法，特别设置有智能追踪模块和自动化控制模块，能够基于对无人机飞行状态、感知状态等的智能跟踪，实时、全面分析无人机状态，并汇总为任务执行状态，按条件自动触发返航程序和返航程序参数的优化，具备自动判断返航时机以及智能调整返航过程路线的能力，控制智能化程度和灵活性较高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，包括无人机和机巢；其特征在于，所述无人机上配备有多模态传感器和第一无线通信模块；所述机巢内部集成有第二无线通信模块；所述第一无线通信模块和第二无线通信模块之间建立通信交互；
2.根据权利要求1所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，所述多模态传感器包括GPS模块、视觉传感器、激光雷达模块和惯性测量单元。
3.根据权利要求1所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，所述无人机上还设有目标追踪模块；所述目标追踪模块中设有用于控制无人机执行目标追踪任务的追踪程序；在追踪目标时，目标追踪模块先控制无人机起飞至初始高度位置并悬停,并以初始旋转角速度以360°搜索目标，并在检测到目标后触发追踪程序；所述追踪程序包括：根据感知数据估计目标相对位姿，若目标不处于感知中心，则控制无人机爬升或下降或摇摆，直至目标处于感知中心；
4.根据权利要求1所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，在调整返航程序参数时，将默认返航路线切分为N个路线段，N＝S/L；S为默认返航路线的总长度；L
5.根据权利要求4所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，在单个路线段中不存在目标物时，增大返航速度；在最后1个路线段中，调小返航速度，并向机巢发送降落信号。
6.根据权利要求2所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，所述无人机的运行数据包括飞行参数和系统状态数据；所述飞行参数包括飞行高度、经纬度坐标、飞行速度、加速度、角速度和飞行方向；所述系统状态数据包括电量、电机转速、避障系统状态、卫星锁定状态和通信信号强度；所述感知数据包括GPS位置数据、图像数据和激光雷达数据。
7.根据权利要求6所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，在确定无人机的任务执行状态时，根据无人机的GPS位置数据，分析得到无人机轨迹，并根据无人机轨迹确认无人机所处的任务阶段；根据无人机的系统状态数据确认无人机所处的飞行状态；同时，采用预设分析模型对无人机的运行数据和感知数据分别进行趋势性分析，对应确认得到无人机所处的故障状态和感知状态；并形成(a,b,c,d)式数组，作为无人机的任务执行状态；其中，a，b,c,d分别指代任务阶段、飞行状态、感知状态、故障状态。
8.根据权利要求7所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，a，b,c,d的取值为0或1；在确认无人机所处的任务阶段时，当无人机轨迹与无人机任务路线的匹配度一致时，a取值为1，反之则取值为0；在确认无人机所处的飞行状态时，若无人机系统状态数据中存在数据低于预设阈值，则b取值为0，反之取值为1；在确认无人机所处的感知状态时，若预设分析模型输出的数据变化趋势与对应的感知分析基准的匹配度小于阈值，则c取值为0，反之取值为1；在确认无人机所处的故障状态时，若预设分析模型输出的数据变化趋势与对应的故障分析基准的匹配度小于阈值，则d取值为0，反之取值为1。
9.根据权利要求8所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，所述返航条件包括：无人机的任务执行状态中出现任一取值为0。
10.一种无人机智能追踪与自动返航控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统进行无人机的智能追踪与自动返航控制；包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，包括无人机和机巢；其特征在于，所述无人机上配备有多模态传感器和第一无线通信模块；所述机巢内部集成有第二无线通信模块；所述第一无线通信模块和第二无线通信模块之间建立通信交互；
2.根据权利要求1所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，所述多模态传感器包括gps模块、视觉传感器、激光雷达模块和惯性测量单元。
3.根据权利要求1所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，所述无人机上还设有目标追踪模块；所述目标追踪模块中设有用于控制无人机执行目标追踪任务的追踪程序；在追踪目标时，目标追踪模块先控制无人机起飞至初始高度位置并悬停,并以初始旋转角速度以360°搜索目标，并在检测到目标后触发追踪程序；所述追踪程序包括：根据感知数据估计目标相对位姿，若目标不处于感知中心，则控制无人机爬升或下降或摇摆，直至目标处于感知中心；
4.根据权利要求1所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，在调整返航程序参数时，将默认返航路线切分为n个路线段，n＝s/l；s为默认返航路线的总长度；l为无人机的实时最大感知直径；再按路线段进行逐段的参数调整；根据无人机的感知数据，当单个路线段中存在目标物时，调用无人机的避障程序重规划路线段，生成新路线段，并以新路线段的终点为起点，以机巢位置为终点，基于最短路径原则对其他路线段做关联调整。
5.根据权利要求4所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，在单个路线段中不存在目标物时，增大返航速度；在最后1个路线段中，调小返航速度，并向机巢发送降落信号。
6.根据权利要求2所述的一种无人机智能追踪与自动返航机巢系统，其特征在于，所述无人机的运行数据包括飞行参数和系统状态数据；所述飞行参数包括飞行高度、经纬...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜永永，常斌峰，熊杰，李倩竹，单鹏，张政新，陈锡成，韩翔宇，方铖，曹建旗，寇志豪，黄宇航，刘健，黄佳睿，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司成都供电公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。