一种无人机巡检任务动态规划和执行方法和系统与流程

本发明涉及无人机，尤其涉及一种无人机巡检任务动态规划和执行方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、在目前无人机任务巡检模式下，主要依靠工作人员根据现场采集的点云信息，依靠自己的经验及规定的绘制规则，先将需要巡视的点使用规划工具将它们连接并设置相应的动作从而绘制出一条无人机可以执行的航线任务，无人机按照后台下发的航线进行航线任务。

2、目前的人工绘制航线任务的缺点除了需要不断调整巡检路线以达到最优的巡检路线导致巡检任务规划效率低以外，绘制的航线有可能会因为没有考虑到特殊的位置或者其他问题导致绘制的航线存在炸机的风险。另外，这种航线任务巡检路径都是提前规划好的固定航线，无法随意更改巡检点对象，如果需要修改巡检任务中的巡检点则需要重新规划整条巡检任务，不同巡检任务只能由人工逐条下发，操作繁琐，灵活性差。

技术实现思路

1、本发明提供了一种无人机巡检任务动态规划和执行方法、系统及存储介质，以实现根据巡检点数组动态生成巡检任务，并随时调整巡检点，提高规划效率和规划的灵活性。

2、本发明提供了一种无人机巡检任务动态规划和执行方法，应用于无人机机巢端，所述方法包括：

3、响应于后台系统下发的初始航线规划指令，获取巡检点任务数据和执行任务巡检的无人机的信息，并生成巡检点数组；根据所述巡检点数组中的第一巡检点的位置信息以及所述无人机的状态信息，规划第一航线以上传给所述无人机执行任务巡检。

4、进一步地，根据所述巡检点数组中的第一巡检点的位置信息以及所述无人机的状态信息，规划第一航线以上传给所述无人机执行任务巡检，具体为：

5、根据所有所述第一巡检点在空间网络数据中的连接关系以及所述无人机的最大飞行距离，规划一条航线距离最短且覆盖第一巡检点最多的第一航线并将所述第一航线上传给所述无人机进行执行任务巡检；所述航线距离小于所述最大飞行距离；

6、其中，所述最大飞行距离根据所述无人机的状态信息计算而来；所述状态信息包括：当前的电量、预设的飞行速度、续航时间和充放电次数。

7、进一步地，空间网络数据由巡检点选取模块根据三维立体模型中各所述巡检点之间的连接关系计算而来；所述三维立体模型由所述巡检点选取模块根据巡检场地的点云数据生成。

8、进一步地，根据所述巡检点数组中的第一巡检点的位置信息以及所述无人机的状态信息，规划第一航线以上传给所述无人机执行任务巡检之后，还包括：

9、在所述巡检点数组中删除所述第一航线上的已完成巡检任务的第三巡检点，作为第一巡检点数组。

10、进一步地，根据所述无人机的任务完成结果，更新所述巡检点数组，具体为：

11、在第一巡检点数组中加入未完成巡检任务的第四巡检点，作为更新后的巡检点数组。

12、进一步地，所述的一种无人机巡检任务动态规划和执行方法，还包括：

13、响应于后台系统下发的返航路线规划指令，根据所述无人机的任务完成结果，更新所述巡检点数组；根据所述无人机当前位置，规划第二航线以上传给所述无人机执行返航。

14、进一步地，根据所述无人机当前位置，规划第二航线以上传给所述无人机执行返航，具体为：

15、将所述无人机当前所在的巡检点作为起始点，将所述无人机的起飞点作为终点，结合所述空间网络数据，计算一条在所述起始点和所述终点之间距离最短的返航路线作为第二航线，并上传给所述无人机进行执行返航；

16、进一步地，所述无人机执行返航之后，还包括：

17、在所述无人机返回起飞点后，判断所述无人机电量是否满足飞行条件；

18、若是，则发出巡检准备就绪通知；

19、若否，则对所述无人机进行充电；当所述无人机电量充满后，所述无人机发出巡检准备就绪通知。

20、进一步地，所述无人机发出巡检准备就绪通知之后，还包括：

21、响应于所述无人机的巡检准备就绪通知，若更新后的巡检点数组不为空集，则根据所述更新后的巡检点数组中的第二巡检点，重新规划第三航线，以上传给所述无人机执行任务巡检；

22、若更新后的巡检点数组为空集且存在等待执行的任务巡检时，将优先级最高的等待执行的任务巡检派发给所述无人机。

23、进一步地，根据所述更新后的巡检点数组中的第二巡检点，重新规划第三航线，以上传给所述无人机执行任务巡检，具体为：

24、根据更新后的巡检点数组中的第二巡检点在空间网络数据中的连接关系以及所述无人机的最大飞行距离，规划一条航线距离最短且覆盖第二巡检点最多的第三航线并将所述第三航线上传给所述无人机进行执行任务巡检。

25、进一步地，在所述无人机执行任意一条航线的过程中，根据实时采集的所述无人机的电量信息和当前所在的巡检点的位置信息，判断所述电量信息是否小于到达下一个巡检点所需的电量；若是，则结束当前巡检任务，通知后台系统需要进行返航，通过后台系统下发的返航路线规划指令；若否，则继续当前巡检任务。

26、作为优选方案，本发明提供无人机巡检任务动态规划和执行方法通过后台系统可以根据需要对巡检点进行选择并下发，后台系统不需要对巡检点数组进行处理，只需要下发对应的路线规划指令到无人机机巢，则无人机机巢端能够根据巡检点数组动态生成巡检任务，减少了人工规划巡检任务的环节，能够随时调整巡检点，提高规划效率和规划的灵活性。

27、另外，由于本发明是根据所述巡检点数组中的巡检点的位置信息以及无人机的状态信息来规划航线，因此本发明无巡检点个数限制，在任务下发时不需要考虑无人机电池的续航里程，可以将需要巡检的巡检点一次性下发，无人机机巢端会根据下发的巡检点动态的将巡检点数组动态的规划为多条巡检任务，巡检任务可以根据巡检过程动态调整，无人机充满电量则继续进行动态规划去执行巡检任务，提升无人机自主巡检的效率和航线规划的智能化水平。

28、相应地，本发明还提供一种无人机巡检任务动态规划和执行系统，包括：无人机、无人机机巢端和无人机巡检端；所述无人机巡检端包括后台系统；

29、其中，所述无人机机巢端用于响应于后台系统下发的初始航线规划指令，获取巡检点任务数据和执行任务巡检的无人机的信息，并生成巡检点数组；根据所述巡检点数组中的第一巡检点的位置信息以及所述无人机的状态信息，规划第一航线以上传给所述无人机执行任务巡检；

30、所述无人机巡检端用于通过后台系统下发初始航线规划指令或者返航路线规划指令到无人机机巢端；

31、所述无人机用于执行无人机机巢端生成的航线。

32、所述无人机机巢端包括：android系统和算法规划层；

33、其中，所述android系统用于存储所述算法规划层所需的数据，包括：空间网络图、巡检场地的点云数据、巡检点任务数据、执行任务巡检的无人机的信息和巡检点数组；

34、所述算法规划层包括：第一航线规划模块和返航路线规划模块；

35、所述第一航线规划模块用于响应于后台系统下发的初始航线规划指令，获取巡检点任务数据和执行任务巡检的无人机的信息，并生成巡检点数组；根据所述巡检点数组中的第一巡检点的位置信息以及所述无人机的状态信息，规划第一航线以上传给所述无人机执行任务巡检；

36、所述返航路线规划模块用于响应于后台系统下发的返航路线规划指令，根据所述无人机的任务完成结果，更新所述巡检点数组；根据所述无人机当前位置，规划第二航线以上传给所述无人机执行返航。

37、所述第一航线规划模块包括：第一规划单元和第一调整单元；

38、所述第一规划单元用于根据所有所述第一巡检点在空间网络数据中的连接关系以及所述无人机的最大飞行距离，规划一条航线距离最短且覆盖第一巡检点最多的第一航线并将所述第一航线上传给所述无人机进行执行任务巡检；所述航线距离小于所述最大飞行距离；

39、其中，所述最大飞行距离根据所述无人机的状态信息计算而来；所述状态信息包括：当前的电量、预设的飞行速度、续航时间和充放电次数；

40、所述空间网络数据由巡检点选取模块根据三维立体模型中各所述巡检点之间的连接关系计算而来；所述三维立体模型由所述巡检点选取模块根据巡检场地的点云数据生成；

41、所述第一调整单元用于在所述巡检点数组中删除所述第一航线上的已完成巡检任务的第三巡检点，作为第一巡检点数组。

42、所述返航路线规划模块包括：第二规划单元和第二调整单元；

43、其中，所述第二规划单元用于将所述无人机当前所在的巡检点作为起始点，将所述无人机的起飞点作为终点，结合所述空间网络数据，计算一条在所述起始点和所述终点之间距离最短的返航路线作为第二航线，并上传给所述无人机进行执行返航；

44、所述第二调整单元用于根据更新后的巡检点数组中的第二巡检点在空间网络数据中的连接关系以及所述无人机的最大飞行距离，规划一条航线距离最短且覆盖第二巡检点最多的第三航线并将所述第三航线上传给所述无人机进行执行任务巡检。

45、所述所述算法规划层还包括：任务调整模块；

46、所述任务调整模块用于在所述无人机返回起飞点后，判断所述无人机电量是否满足飞行条件；

47、若是，则发出巡检准备就绪通知；

48、若否，则对所述无人机进行充电；当所述无人机电量充满后，所述无人机发出巡检准备就绪通知；

49、响应于所述无人机的巡检准备就绪通知，若更新后的巡检点数组不为空集，则根据所述更新后的巡检点数组中的第二巡检点，重新规划第三航线，以上传给所述无人机执行任务巡检；

50、若更新后的巡检点数组为空集且存在等待执行的任务巡检时，将优先级最高的等待执行的任务巡检派发给所述无人机。

51、所述算法规划层还包括：临时返航模块；

52、所述临时返航模块用于在所述无人机执行任意一条航线的过程中，根据实时采集的所述无人机的电量信息和当前所在的巡检点的位置信息，判断所述电量信息是否小于到达下一个巡检点所需的电量；若是，则结束当前巡检任务，通知后台系统需要进行返航，通过后台系统下发的返航路线规划指令；若否，则继续当前巡检任务。

53、作为优选方案，本发明提供无人机巡检任务动态规划和执行系统通过无人机巡检端的后台系统可以根据需要对巡检点进行选择并下发，后台系统不需要对巡检点数组进行处理，只需要下发对应的路线规划指令到无人机机巢端，则无人机机巢端能够根据巡检点数组动态生成巡检任务，减少了人工规划巡检任务的环节，能够随时调整巡检点，提高规划效率和规划的灵活性。

54、另外，由于本发明的无人机机巢端是根据所述巡检点数组中的巡检点的位置信息以及无人机的状态信息来规划航线，因此无巡检点个数限制，在任务下发时不需要考虑无人机电池的续航里程，可以将需要巡检的巡检点一次性下发，无人机机巢端会根据下发的巡检点动态的将巡检点数组动态的规划为多条巡检任务，巡检任务可以根据巡检过程动态调整，无人机充满电量则继续进行动态规划去执行巡检任务，提升无人机自主巡检的效率和航线规划的智能化水平。

55、相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如本
技术实现要素：
所述的一种无人机巡检任务动态规划和执行方法。