复杂环境下无人机智能巡检轨迹规划方法研究

田小壮，石 辉，刘家辛，曹 飞，常雪婷

（1.国网新疆检修公司，新疆乌鲁木齐 830000；2.北京中飞艾维航空科技有限公司，北京 100176）

目前，变电站巡检主要依赖于人工巡检，对于高度较高的输变电设备，需要检测人员爬上输变电设备或通过望远镜、红外检测仪等辅助设备进行检测[1-5]。人工巡检过程需要花费巨大的人力资源，且巡检危险性高、准确度低，容易因巡检人员的主观印象、不规范操作等问题造成检测结果出错[6-9]。

随着物联网技术的高速发展，无人机逐渐应用于变电站巡检。通过搭载的摄像头或红外检测仪采集输变电数据，结合大数据分析技术实现变电站的智能巡检[10-11]，其具有巡检效率高、准确度高与成本低的优点[12-15]。

因此文中开展无人机智能巡检关键技术研究，基于三维激光点云数据，实现变电站复杂环境的仿真建模，解决在750 kV 及以上电压等级变电站的复杂环境下无人机智能巡检轨迹规划问题[16]。

1 基于RTK的无人机定位方法

实时动态差分法（Real-Time Kinematic，RTK）是常用的GPS 定位方法，通过载波相位差分技术实现厘米级精度的实时定位。该文采用RTK 技术，实现无人机的精准定位。

1.1 载波相位观测模型

假设卫星在ti时刻发射载波信号，其初始相位为φ(ti)；观测站T1在tj时刻接收到载波信号，其相位为φ(tj)，则卫星发出与观测站接收到的载波信号相位延迟为：

式中，N为相位延迟的周期整倍数部分，ΔN为相位延迟的整数部分。

由于卫星与观测站的时钟和系统时钟存在差别，因此有：

式中，Ti与Tj分别为卫星发出和观测站接收到载波信号的时间；……