【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机技术和电力系统巡检领域，尤其涉及一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法。
技术介绍
1、在现代电力行业，输电线路覆盖范围广、环境条件复杂。传统的人工巡检方式需要巡检人员在高空或险峻地形中徒步或攀爬进行检查，不仅劳动强度大，而且存在极高的安全风险，特别是在地势险峻的山区、跨越河流的高塔以及远离人群的偏远地区。这种巡检方式效率低，无法满足电力行业对高效、稳定巡检的需求。
2、为解决上述问题，无人机巡检技术应运而生。无人机通过搭载高清摄像头、红外成像设备和传感器，能够快速获取输电线路及其周围环境的高分辨率图像和实时数据。相较于人工巡检，无人机具有覆盖范围大、巡检速度快、成本低等优势，大幅度提高了巡检效率和安全性。无人机在执行巡检任务时，必须在多变且复杂的环境中飞行，如高山、密林、建筑物以及恶劣的气象条件等。这些因素对无人机的飞行安全构成了潜在威胁。为了确保无人机能够安全、高效地完成巡检任务，需要生成飞行缓冲区。飞行缓冲区是一个经过优化的安全飞行区域，能够帮助无人机避开障碍物和危险区域，保持稳定的飞行路径，从而减少碰撞风险和数据采集失误。
3、传统的缓冲区生成算法通常基于简单的固定距离模型，不考虑环境中的复杂情况。这种方法在相对简单的环境中尚可使用，但在复杂环境中可能导致以下问题：
4、1.缓冲区过大：在障碍物稀少或地形平坦的区域，过大的缓冲区浪费了飞行空间，降低了无人机的巡检效率。
5、2.缓冲区过小：在地形复杂或障碍物密集的区域，固定缓冲区无法提供足够的安全距离
6、3.环境适应性差：无法根据地理特征进行动态调整，导致无人机缺乏应变能力。
7、为了解决上述问题，提高无人机巡检的安全性和效率，迫切需要开发一种动态调整缓冲区的智能算法。本专利技术提出的基于同质规则的无人机缓冲区生成方法，通过分析周围环境数据，动态调整缓冲区的形状和大小，使无人机能够更安全、更高效地完成巡检任务。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于基于同质规则的无人机缓冲区生成方法，通过分析周围环境数据，动态调整缓冲区的形状和大小，改善现有技术无法适用于复杂环境的问题。
2、本专利技术提供的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法包括以下步骤：
3、从无人机主机平台和点云采集的信息得到电力线路基础参数生成线路模型；
4、根据所述线路模型中相邻点的两个向量的矢量积确定其状态，并根据点位置和类型预设不同的规则并生成基础边界；
5、根据所述预设的不同规则使用同质规则计算缓冲区，包括：
6、计算参与度指数pi反应相邻的采样点和之间的属性相似性；
7、挖掘普遍同质规则；
8、根据基础边界以及参与度指数pi，使用同质规则对边界进行修正；
9、使用三次样条插值法连接修正后的点，形成连续平滑的缓冲区边界得缓冲区坐标。
10、本专利技术提供的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法具有环境适应性强，易于实现的技术效果。
11、可选地，所述从无人机主机平台和点云采集的信息包括杆塔的经度纬度以及高度，将所述信息转化为投影坐标得所述电力线路基础参数并生成线路模型。
12、可选地，所述根据上述线路模型中相邻点的两个向量的矢量积确定其状态的步骤包括：
13、将三个相邻杆塔的投影坐标连接形成两条初始化线段；
14、确定两条初始化线段的向量表示并且计算其矢量积；
15、根据矢量积判断点属性，若为拐点还需进一步判断其凹凸性。
16、可选地，所述根据点位置和类型预设不同的规则并生成基础边界的步骤包括：
17、当点既不是拐点也不是端点时，计算该点与位于发现上的特定点的欧几里德距离，若所述欧几里德距离小于给定阈值，则改点为满足同质规则的候选者。
18、可选地，所述根据点位置和类型预设不同的规则并生成基础边界的步骤包括：
19、当点是拐点时，首先沿着相邻两个线段画两条垂直线，然后画出指向相邻两个线段的平行线，与缓冲区边界点相交，然后，在凸侧构造一个弧形，以拐点为中心，将拐点到平行线的距离作为半径，该弧形与两垂直线相交形成封闭区域，即用于满足同质规则的初始化区域。
20、可选地，所述根据点位置和类型预设不同的规则并生成基础边界的步骤包括：
21、当点是端点时，经过端点画出垂直线段，并在已有的缓冲区边界点上产生平行线，这些点对应于与端点最相邻的点，然后画一个弧，以垂直线段的交点为圆心，以该交点到平行线的距离为半径。弧分别与两条平行线相交，垂直线段和弧形成封闭区域，即用于满足同质规则的初始化区域。
22、可选地，所述计算参与度指数pi反应相邻的采样点和之间的属性相似性的步骤包括：
23、定义参与度指数公式；
24、根据所述参与度指数公式计算所有点的参与度指数；
25、当 的值大于或等于0.5则说明这些实例满足同质性规则；
26、当 的值小于0.5则这些实例不满足同质性规则。
27、可选地，所述挖掘普遍同质规则的步骤包括：
28、根据所有点的参与度指数判断候选同质规则是否是普遍同质模式；
29、如果pi不等于1，则认为该候选同质规则不是普遍同质模式；
30、持续进行同质模式挖掘过程持续到没有合格的同质模式为止。
31、可选地，所述根据基础边界以及参与度指数pi，使用同质规则对边界进行修正的步骤包括：
32、定义缓冲距离的计算公式；
33、根据所述公式计算目标线段采样点其对应的缓冲边界点之间距离；
34、根据参与度指数pi判断是否满足所述普遍同质规则，以确定缓冲区的宽度和形状。
35、可选地，所述使用三次样条插值法连接修正后的点，形成连续平滑的缓冲区边界得缓冲区坐标包括：
36、在一组数据点的每两个相邻点使用一个三次多项式；
37、通过线性方程确定所述三次多项式的系数；
38、将最后将得到的坐标信息转化为”epsg:4326”地理坐标存入数据库。
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1.一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述从无人机主机平台和点云采集的信息包括杆塔的经度纬度以及高度，将所述信息转化为投影坐标得所述电力线路基础参数并生成线路模型。
3.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述根据上述线路模型中相邻点的两个向量的矢量积确定其状态的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述根据点位置和类型预设不同的规则并生成基础边界的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述根据点位置和类型预设不同的规则并生成基础边界的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述根据点位置和类型预设不同的规则并生成基础边界的步骤包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成
8.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述挖掘普遍同质规则的步骤包括：
9.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述根据基础边界以及参与度指数PI，使用同质规则对边界进行修正的步骤包括：
10.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述使用三次样条插值法连接修正后的点，形成连续平滑的缓冲区边界得缓冲区坐标包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述从无人机主机平台和点云采集的信息包括杆塔的经度纬度以及高度，将所述信息转化为投影坐标得所述电力线路基础参数并生成线路模型。
3.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述根据上述线路模型中相邻点的两个向量的矢量积确定其状态的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述根据点位置和类型预设不同的规则并生成基础边界的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于同质规则的无人机飞行缓冲区生成方法，其特征在于，所述根据点位置和类型预设不同的规则并生成基础边界的步骤包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：刘惟言，邱贞宇，于玲玲，周旭敏，江文燕，傅腾飞，汪庆文，胡兵，潘二恒，郑健，
申请(专利权)人：江西科晨洪兴信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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