无人机山区环境激光扫描路径规划方法研究

彭 赤，杨 磊，周小红，石书山，陈科羽，谢 春

（1.贵州电网有限责任公司生产技术部，贵阳550002；2.贵州电网有限责任公司 输电运行检修分公司，贵阳550002）

引 言

平原地区地势平坦，各个杆塔海拔高度相近，可以设置一等高面进行2维路径规划。而山区环境地势起伏不定，各个杆塔处于不同海拔高度，无人机巡检路径应为3维路线，故山区环境下需要进行无人机3维路径规划。无人机搭载激光传感器扫描获得山区电力走廊空间点云数据。在点云数据中进行快速路径规划，可以保证无人机山区环境巡检的安全性与准确有效性。

本文中主要研究内容为基于山区环境的无人机激光扫描路径规划。研究无人机机载激光传感器的特性，分析激光传感器性能参量（包括测量角度θ、最大测量距离d等），针对传感器特性抽象其测量模型。通过输入杆塔坐标，结合激光传感器特性，规划生成最优路径，有效提升飞行效率。

1 国内外现状

随着微机电技术等相关技术的发展，无人机成本显著降低。20世纪80年代以来，计算机技术不断成熟，无人机应用在西方国家开始普及，例如无人机机载雷达应用［1］、无人机托管通信［2］、无人机容错控制［3］、无人机导航［4］、无人机位置自适应调整［5］、无人机检测［6］、无人机系统故障自检［7］、无人机系统识别［8］、无人机搜索救援应用［9］等。根据欧洲无人机研究预测，在未来30年内，无人机市场将在农业、能源、公共安全／保安、电子商务／交付、移动和运输等领域迅猛发展。例如，在参考文献［10］中，提出在室外农田运用无人机（unmanned aerial vehicle，UAV），安装各种传感器实现自动采集和处理不同的信号。……