【技术实现步骤摘要】
本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种小型无人机的自主探索方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、封闭管道系统在现代工业和城市基础设施中扮演着至关重要的角色，用于输送水、油、天然气等各种资源。随着管道系统的使用年限增加，定期检查和维护变得越来越重要，以防止泄漏、腐蚀和其他潜在的安全隐患。传统的管道检查方法包括人工检查、管道爬行器和有线摄像系统等。然而，这些方法往往效率低下，成本高昂，且在复杂或危险的环境中应用受限。近年来，无人机技术的快速发展为管道检查提供了新的可能性。小型无人机凭借其灵活性和可操控性，能够进入人类难以到达的狭小空间，为管道内部环境的勘测和检查提供了创新解决方案。
2、然而，现有的管道内无人机探索技术仍然存在诸多限制。首先，大多数系统依赖于预设的探索路径，缺乏自主决策能力，无法有效应对复杂多变的管道环境。其次，受限于管道内部空间狭小和电磁信号屏蔽等因素，无人机的通信和定位面临严峻挑战，难以实现实时的数据传输和精确导航。此外，由于能源限制，现有系统的探索范围和持续时间往往受到严重制约，难以完成大规模管网的全面检查。最后，现有技术在环境感知和三维重建方面的能力有限，难以提供高精度、高可靠性的管道内部结构和状态信息。
技术实现思路
1、本申请提供了一种小型无人机的自主探索方法、装置、设备及存储介质，用于提升小型无人机的自主探索的效率及准确率。
2、第一方面，本申请提供了一种小型无人机的自主探索方法，所述小型无人机的自主探索方法包括：对封闭管道环境
3、第二方面，本申请提供了一种小型无人机的自主探索装置，所述小型无人机的自主探索装置包括：
4、处理模块，用于对封闭管道环境进行三维栅格化处理，得到体素表示的三维栅格地图；
5、标记模块，用于对所述三维栅格地图进行分类标记处理，得到包含空闲、占用和未知三类体素的分类地图；
6、探索模块，用于对所述分类地图进行局部探索规划处理，得到局部无人机探索路径；
7、规划模块，用于对所述分类地图进行全局探索规划处理，得到全局无人机探索路径；
8、执行模块，用于对所述局部无人机探索路径和全局无人机探索路径进行实时执行和动态调整处理，得到封闭管道探索数据。
9、本申请的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的小型无人机的自主探索方法。
10、本申请提供的技术方案中，通过对封闭管道环境进行三维栅格化处理，得到体素表示的三维栅格地图，为无人机提供了一个精确且高效的环境表示方法。这种表示方法不仅能够准确反映管道的几何结构，还能够有效支持后续的路径规划和障碍物避免算法，从而提高探索的安全性和效率。其次，对三维栅格地图进行分类标记处理，得到包含空闲、占用和未知三类体素的分类地图，使得无人机能够清晰地区分已探索区域、障碍物和待探索区域。这种分类方法为后续的探索决策提供了重要的依据，有助于无人机在复杂的管道环境中做出更加智能的探索选择。再者，通过对分类地图进行局部探索规划处理，得到局部无人机探索路径，使得无人机能够在局部区域内进行高效的细致探索。这种局部探索策略能够充分利用无人机的感知能力，确保对当前区域的全面覆盖，同时避免陷入局部最优。此外，对分类地图进行全局探索规划处理，得到全局无人机探索路径，使得无人机能够在更大的尺度上进行探索决策。这种全局规划能力使无人机在面对复杂的管道网络时，能够做出更加合理的长期决策，避免重复探索，提高整体探索效率。最后，通过对局部无人机探索路径和全局无人机探索路径进行实时执行和动态调整处理，得到完整的封闭管道探索结果，使得整个探索过程具有高度的灵活性和适应性。这种动态调整机制能够使无人机及时响应环境变化，优化探索策略，从而在有限的能源条件下最大化探索效果。
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1.一种小型无人机的自主探索方法，其特征在于，所述小型无人机的自主探索方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对封闭管道环境进行三维栅格化处理，得到体素表示的三维栅格地图的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述三维栅格地图进行分类标记处理，得到包含空闲、占用和未知三类体素的分类地图的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述分类地图进行局部探索规划处理，得到局部无人机探索路径的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述分类地图进行全局探索规划处理，得到全局无人机探索路径的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述三维栅格地图进行前沿顶点检测处理，得到前沿顶点集合，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述前沿顶点集合进行探索价值评估处理，得到每个前沿顶点的评价函数值，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述局部无人机探索路径和全局无人机探索路径进行实时执行和动
9.一种小型无人机的自主探索装置，其特征在于，所述小型无人机的自主探索装置包括：
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的小型无人机的自主探索方法。
...【技术特征摘要】
1.一种小型无人机的自主探索方法，其特征在于，所述小型无人机的自主探索方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对封闭管道环境进行三维栅格化处理，得到体素表示的三维栅格地图的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述三维栅格地图进行分类标记处理，得到包含空闲、占用和未知三类体素的分类地图的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述分类地图进行局部探索规划处理，得到局部无人机探索路径的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述分类地图进行全局探索规划处理，得到全局无人机探索路径的步骤包括：
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王蓉，孟繁乐，张峰，吴金亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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