威尼斯人棋牌-威尼斯欢乐娱人城-首页

控制方法、可移动平台及存储介质与流程

文档序号:24892249发布日期:2021-04-30 13:19
控制方法、可移动平台及存储介质与流程

本申请涉及控制技术领域,尤其涉及一种控制方法、可移动平台及存储介质。



背景技术:

在电力巡检行业,常常需要对高压塔和电线等进行电力巡检,以提前预知电力故障,目前电力巡检的作业方式主要包括人工检测和可移动平台检测,可移动平台包括无人机。其中,人工检测的方式效率低下而且造成较高的人工成本。而可移动平台进行检测时,需要沿电线进行移动作业,所以和电线保持一定的安全距离是十分重要的。

可移动平台检测目前包括手动移动和自动移动两种方式,手动移动方式即由通过人为遥控进行检测,难度较高而且效率低下。自动移动方式包括需要依靠全球定位系统(gps,globalpositioningsystem)数据来提前对可移动平台的移动轨迹进行实时动态(rtk,realtimekinematic)打点的方式,以及通过图像采集分析来确定电线位置的视觉保障安全距离移动的方式。

其中,实时动态打点的方式在全球定位系统信号较弱时,会出现精度下降的问题。而由于电线比较细,图像采集的方式很难精确定位到电线,另外在光线不足的情况下,也会对图像采集造成影响,大大降低视觉方案的可靠性。



技术实现要素:

基于此,本申请提供了一种控制方法、可移动平台及存储介质,以提高可移动平台在电力巡检中的测量精度与可靠性。

第一方面,本申请提供了一种控制方法,应用于包括雷达的可移动平台,所述控制方法包括:

获取雷达对目标对象的观测数据,所述观测数据包括多个观测点的多个位置信息;

根据所述多个位置信息,确定关于所述多个观测点的直线模型;

根据所述直线模型,控制所述可移动平台的移动轨迹,以完成对所述目标对象的巡检。

第二方面,本申请还提供了一种可移动平台,所述可移动平台包括雷达、存储器和处理器:所述雷达用于发送雷达信号以进行测量或探测;所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器,用于实行所述计算机程序并在实行所述计算机程序时,实现如下步骤:

获取雷达对目标对象的观测数据,所述观测数据包括多个观测点的多个位置信息;

根据所述多个位置信息,确定关于所述多个观测点的直线模型;

根据所述直线模型,控制所述可移动平台的移动轨迹,以完成对所述目标对象的巡检。

第三方面,本申请还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存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器实行时使所述处理器实现上述的控制方法。

本发明提出的控制方法、可移动平台及存储介质,可以提高可移动平台在电力巡检中的测量精度与可靠性。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和说明性的,并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地先容,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种控制方法的一个场景的示意图;

图2是本申请一实施例提供的雷达的示意结构图;

图3是本申请一实施例提供的一种控制方法的示意流程图;

图4是本申请一实施例提供的一种控制方法的另一个场景的示意图;

图5是本申请一实施例提供的雷达坐标系和目标坐标系的场景示意图;

图6是本申请一实施例提供的另一种控制方法的示意流程图;

图7是本申请一实施例提供的另一种控制方法的示意流程图;

图8是本申请一实施例提供的另一种控制方法的示意流程图;

图9是本申请一实施例提供的另一种控制方法的示意流程图;

图10是本申请一实施例提供的另一种控制方法的示意流程图;

图11是本申请一实施例提供的一种控制方法的另一个场景的示意图;

图12是本申请一实施例提供的另一种控制方法的示意流程图;

图13是本申请一实施例提供的另一种控制方法的示意流程图;

图14是本申请一实施例提供的雷达坐标系和目标坐标系的示意图;

图15是本申请一实施例提供的一种控制方法的另一个场景的示意图;

图16是本申请一实施例提供的另一种控制方法的示意流程图;

图17是本申请一实施例提供的一种控制方法的另一个场景的示意图;

图18是本申请一实施例提供的可移动平台的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

附图中所示的流程图仅是示例说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序实行。例如,有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并,因此实际实行的顺序有可能根据实际情况改变。

下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请的实施例提供了一种控制方法、可移动平台及存储介质,应用于包括雷达的可移动平台在进行电力巡检时,可以提高可移动平台在电力巡检中的测量精度与可靠性。

电力巡检为对电力系统的电力设施进行巡检,例如,可以是对电线或高压塔的巡检,通过对电力设施进行电力巡检可以提前预知电力设施的故障。该控制方法可以是应用于包括雷达的可移动平台,示例性的,可移动平台包括飞行器、机器人或自动驾驶车辆等。

飞行器包括无人机,该无人机包括旋翼型无人机,例如四旋翼无人机、六旋翼无人机、八旋翼无人机,也可以是固定翼无人机,还可以是旋翼型与固定翼无人机的组合,在此不作限定。

可移动平台上搭载有雷达,通过雷达实现对可移动平台在移动过程中周围环境的检测,例如可以通过雷达实现测速、测距、探测、跟踪、定位以及识别等功能。可移动平台进行电力巡检时,雷达可以对电力设施进行检测。

在通过可移动平台进行电力巡检时,雷达可以检测可移动平台在电力巡检中被巡检的目标对象。示例性的,如图1所示,可移动平台10在对目标对象20进行巡检,可移动平台10可以为无人机,目标对象20可以是电线,可移动平台10上搭载有雷达11,雷达11可以在巡检过程中检测电线。

雷达可以是机械旋转式雷达,雷达包括射频模块和信号处理模块,射频模块可以是由阵列天线组成的射频板,阵列天线包括发射天线和接收天线。在雷达进行检测时,阵列天线的发射天线可以发射雷达信号,例如可以是毫米波信号,毫米波信号在空气中传播直到遇到障碍物后被反射,阵列天线的接收天线可以接收返回的毫米波信号,信号处理模块可以将返回的毫米波信号转换为电信号,并对电信号进行处理,以此检测障碍物的距离、角度信息以及可移动平台的速度。雷达可以在水平方向上进行扫描,并在竖直方向上测角。

射频板的外法线方向是与射频板垂直的方向。雷达上设置的天线的信号发射方向主要是沿着外法线发射信号,同时天线的信号也会向四周散射。

示例性地,如图2所示,雷达包括射频板12以及旋转轴120,射频板12可以是设置在旋转轴120上,射频板12可以绕着旋转轴120进行旋转,以改变射频板12上天线的信号发射方向。

可移动平台上还设置有姿态检测模块,姿态检测模块用于获取可移动平台在移动时的运行姿态信息。例如,可移动平台可以是无人机,姿态检测模块可以是飞控模块,飞控模块也可以获取无人机在飞行时的飞行方向、飞行姿态、飞行高度、飞行速度和/或位置信息等等。

雷达可以从姿态检测模块获取可移动平台的运行姿态信息,并根据可移动平台的运行姿态信息调整雷达的信号发射方向。例如,若雷达包括射频板,雷达可以通过姿态检测模块获取可移动平台的移动方向,根据移动方向调整射频板的角度以实现调整雷达的信号发射方向,保持雷达的信号发射方向和可移动屏的移动方向一致,雷达可以实现对可移动平台前进方向环境的检测。

请参阅图3,图3是本申请一实施例提供的一种控制方法的步骤示意流程图。该方法可以应用于包括雷达的可移动平台中,用于对目标对象进行电力巡检,以提高可移动平台在电力巡检中的测量精度与可靠性。

如图3所示,该控制方法包括步骤s101至步骤s103。

s101、获取雷达对目标对象的观测数据,所述观测数据包括多个观测点的多个位置信息。

其中,所述目标对象为电力巡检中被巡检的呈线状的物体,例如,目标对象可以是电线、电缆、光缆或光纤中的任意一种。

如图4所示,可移动平台10在对目标对象20进行巡检时,可移动平台10上的雷达所发射的雷达信号会遇上目标对象20上的多个位置点,将雷达的雷达信号所遇到的多个位置点作为观测点。例如,如果目标对象是电线,雷达的扫描范围里包括电线的一部分,雷达所发射的若干个雷达信号会遇到电线的一部分,而该若干个雷达信号会被返回至雷达。由此,雷达根据发射的雷达信号以及接收到返回的雷达信号可以确定观测点的位置信息。

观测点的位置信息可以是用于体现观测点与雷达之间的位置关系的参数,也可以是用于体现观测点与可移动平台之间的位置关系的参数。

在一些实施例中,所述获取雷达对目标对象的观测数据,可以通过如下方式实施:

通过雷达采集目标对象的多个观测点与可移动平台之间的相对距离以及相对夹角,根据观测点与可移动平台之间的相对距离以及相对夹角确定观测点的位置信息。

其中,相对距离以及相对夹角为用于体现观测点与可移动平台之间位置关系的参数。雷达通过发送雷达信号,雷达信号遇到目标对象后返回,根据雷达信号的发送时间以及返回的雷达信号的接收时间,可以确定目标对象与雷达之间的相对距离。

在通过雷达对目标对象进行检测时,雷达信号遇到目标对象上的多个观测点,根据每个观测点对应的雷达信号可以确定每个观测点与雷达的相对距离。

雷达上设置有多个天线,雷达可以根据多个天线接收到的返回的雷达信号之间的相位差来确定目标对象与雷达之间的相位角。例如,雷达的一次观测中获取了目标对象上的n个观测点,对应的相对距离为rn,对应的相对夹角为θn。

雷达搭载在可移动平台上,所以根据雷达采集的观测点与雷达之间的相对距离以及相对夹角,可以确定观测点与可移动平台之间的相对距离以及相对夹角。

在确定了观测点与可移动平台之间的相对距离以及相对夹角,即可以确定观测点所在的位置,进而可以确定观测点的位置信息。

在一些实施例中,所述相对距离为观测点和可移动平台之间连线的距离,所述相对夹角为所述连线与所述雷达的射频板的外法线方向之间的夹角。

如图4所示,相对距离可以是观测点21与可移动平台10上的雷达中心点之间的连线22的长度,而该连线22与雷达的射频板的外法线方向100之间的夹角23作为相对夹角。根据该相对距离以及相对夹角即可以确定观测点和可移动平台之间的位置关系。

在实际应用中,相对距离和相对夹角的定义可以根据实际需求进行设置,并不限于此。例如,其他表示观测点和雷达,或者观测点和可移动平台之间的角度关系的夹角均可用于本发明。

在一些实施例中,所述根据观测点与可移动平台之间的相对距离以及相对夹角确定观测点的位置信息,可以通过如下方式实施:

根据每个观测点的相对距离和所述相对夹角确定所述观测点在雷达坐标系中的坐标,得到观测点的位置信息。

其中,雷达本身定义了一个雷达坐标系,雷达通过观测目标对象所确定的可以是目标对象在雷达坐标系中的位置信息。示例性地,如图5所示,雷达坐标系可以是以雷达的中心点为原点o,以雷达的信号发射方向作为雷达坐标系的坐标轴xb,坐标轴yb与雷达的射频板平行,坐标轴yb、坐标轴xb与坐标轴zb符合坐标系右手法则;示例性地,坐标轴zb可以是指向天。在实际应用中,雷达坐标系可以根据实际情况进行设置,并不限定于此。

雷达所检测的每个观测点的相对距离和相对夹角可以是与雷达的中心点之间的相对距离和相对夹角,在得到每个观测点的相对距离和相对夹角后即可以确定每个观测点在雷达坐标系中的坐标,并将观测点在雷达坐标系中的坐标作为观测点的位置信息。

可以根据如下公式将每个观测点的相对距离和所述相对夹角转换为在雷达坐标系中的坐标:

其中,为雷达坐标系的坐标,rn为相对距离,θn为相对夹角。

s102、根据所述多个位置信息,确定关于所述多个观测点的直线模型。

其中,多个观测点是属于目标对象,观测点的位置信息可以是用于体现观测点与可移动平台之间的位置关系的参数,所以根据观测点的位置信息所确定的直线模型可以是用于体现目标对象相对于可移动平台的位置函数方程。

获取两个点的位置信息后即可以确定一个直线,该直线穿过两个点。在获取到多个观测点的位置信息后,可以确定多个观测点所在直线的直线模型。

由于目标对象是呈线状的物体,可移动平台在对目标对象进行巡检时,雷达是持续观测目标对象,所以雷达每一次观测的目标对象的部分区域可以视为直线。示例性地,若目标对象为电线,雷达所检测的多个观测点可以是电线上的一小段,根据这一小段电线上的多个观测点可以确定这一小段电线的直线模型。

电线一般是一长段呈平滑的线条状态,在确定这一小段电线的直线模型后,即可以视为前方的部分电线也是处于该直线模型上。所以在确定直线模型后,可以预知移动过程的前方的电线的位置,进而可以据此控制可移动平台的移动。

其中,确定的关于所述多个观测点的直线模型可以是如下公式:

y=kx+b;

其中,k为直线模型的斜率,b为直线模型的截距。

在一些实施例中,所述根据所述多个位置信息,确定关于所述多个观测点的直线模型,可以通过如下方式实施:

根据所述多个位置信息进行拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型。

其中,拟合为根据多个点确定一个光滑的线条,该线条可以将多个点连接起来。根据拟合的方式可以确定关于多个观测点的直线模型,根据多个位置信息确定一条直线,而该直线可以将多个观测点连接起来,在一种情况下,多个观测点均位于该直线上,另一种情况,多个观测点中有部分观测点位于该直线上,其他观测点和该直线保持相对近的距离。

在一些实施例中,所述根据所述多个位置信息进行拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型,可以通过如下方式实施:

根据所述多个位置信息进行线性拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型。

其中,多个观测点的位置信息属于目标对象,而目标对象是呈线状的物体,所以多个观测点的位置信息之间会呈现线性关系,进而可以根据线性拟合来对多个位置信息进行拟合,以得到多个观测点的直线模型。

在一些实施例中,所述根据所述多个位置信息进行线性拟合的步骤,可以通过如下方式实施:基于最小二乘法,根据所述多个位置信息进行线性拟合。

其中,最小二乘法是一种数学优化算法,通过最小二乘法可以简便地求得未知的数据,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。可以基于最小二乘法来对多个位置信息进行拟合,可以得到与多个位置信息误差的平方和最小的直线模型。

在一些实施例中,如图6所示,所述根据所述多个位置信息进行线性拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型,可以通过如下方式实施:

s21、从所述多个观测点中确定两个第一观测点,根据所述两个第一观测点的位置信息确定关于所述两个第一观测点的第一样本直线模型;

s22、确定所述多个观测点中除所述两个第一观测点之外的多个其他观测点与所述第一样本直线模型的多个欧式距离;

s23、根据所述多个欧式距离,确定所述第一样本直线模型的距离数据;

s24、根据所述距离数据和所述第一样本直线模型确定关于所述多个观测点的直线模型。

其中,多个观测点中包括至少两个观测点,而在确定两个观测点的位置信息后,根据两个点就可以确定一条直线,而该直线可以连接该两个观测点。所以可以从多个观测点中确定两个第一观测点,根据两个第一观测点的位置信息可以确定穿过两个第一观测点的第一样本直线模型。

在确定两个第一观测点的第一样本直线模型后,可以确定其他观测点和第一样本直线模型之间的位置关系,若其他观测点和第一样本直线模型的位置关系符合设定的条件,则可以将第一样本直线模型确定为直线模型。

每个观测点和第一样本直线模型的欧式距离,可以判断观测点和第一样本直线模型之间的位置关系,根据多个其他观测点和第一样本直线模型之间的多个欧式距离,确定所述第一样本直线模型的距离数据。

距离数据用于体现多个其他观测点和第一样本直线模型之间的位置关系,根据所述距离数据和第一样本直线模型可以确定关于所述多个观测点的直线模型。示例性地,若距离数据符合设定的距离条件,则确定第一样本直线模型为关于所述多个观测点的直线模型。

在一些实施例中,如图7所示,所述根据所述多个欧式距离,确定所述第一样本直线模型的距离数据,可以通过如下方式实施:

s231、将所述多个欧式距离相加,得到第一值;

s232、将所述第一值作为所述第一样本直线模型的距离数据。

其中,可以将多个其他观测点与第一样本直线模型之间的欧式距离相加的到第一值,将第一值作为第一样本直线模型的距离数据。根据多个其他观测点对应的欧式距离之和,可以确定多个其他观测点与第一样本直线模型之间的整体的位置关系,进而可以根据该整体的位置关系以及第一样本直线模型确定多个观测点的直线模型。

在一些实施例中,如图8所示,所述根据所述多个位置信息进行线性拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型,可以通过如下方式实施:

s211、从所述多个观测点中选择多个样本点集合,其中,每一个样本点集合包括两个第一观测点;

s212、分别根据每一个样本点集合中的所述两个第一观测点的位置信息确定关于所述多个样本点集合的多个样本直线模型;

s213、分别依据关于所述多个样本直线模型的多个距离数据,确定所述多个距离数据的最小值;

s214、将所述最小值对应的样本直线模型作为关于所述多个观测点的直线模型。

其中,可以从多个观测点中选择两个任意观测点作为一个样本点集合,每两个样本点集合所包含的观测点不完全相同,根据排列组合从多个观测点中可以确定多个样本点集合。

每个样本点集合可以确定一条样本直线模型,多个样本点集合可以确定多个样本直线模型;由于每两个样本点集合所包含的观测点不完全相同,所以所确定的多个样本直线模型也不会出现重复。

在得到多个样本直线模型后,针对每个样本直线模型,分别计算多个其他观测点与每个样本直线模型的欧式距离,进而可以确定多个样本直线模型的距离数据。

从多个距离数据中选择最小值,并将最小值对应的样本直线模型作为关于所述多个观测点的直线模型,可以得到最接近所述多个观测点的直线模型,即该直线模型最接近目标对象实际的形状。

在一些实施例中,如图9所示,所述根据所述多个位置信息进行拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型,可以通过如下方式实施:

s25、根据第一时刻接收的多个位置信息进行拟合,确定所述第一时刻的多个观测点的第一直线模型;

s26、根据第二时刻接收的多个位置信息进行拟合,确定所述第二时刻的多个观测点的第二直线模型;

s27、根据所述第一直线模型和所述第二直线模型确定直线模型,其中,所述第一时刻先于所述第二时刻。

其中,雷达可以持续检测目标对象,雷达在前后两个时刻都获取了目标对象上观测点的位置信息。雷达可以在第一时刻获取到多个观测点的位置信息,进而根据多个观测点的位置信息确定关于第一时刻的多个观测点的第一直线模型。雷达在第二时刻又获取到多个观测点的位置信息,进而可以根据多个观测点的位置信息确定关于第二时刻的多个观测点的第二直线模型。根据多个观测点的位置信息确定直线模型的具体实施方式可以参考上文的相关描述,在此不再赘述。

在前后得到两个时刻的直线模型后,可以根据两个时刻的直线模型来确定最终的直线模型。在一些实施例中,如图10所示,所述根据所述第一直线模型和所述第二直线模型确定直线模型,可以通过如下方式实施:

s271、确定所述第一直线模型和所述第二直线模型的截距的平均值,作为平均截距;

s272、确定所述第一直线模型和所述第二直线模型的斜率的平均值,作为平均斜率;

s273、根据所述平均截距和所述平均斜率确定直线模型。

其中,通过计算两个直线模型的截距与斜率的平均值,根据平均截距和平均斜率来确定最终的直线模型,可以避免由于雷达的检测工作出现迟延或提前而导致检测精度不准确的问题,选择平均后的截距和斜率来确定最终的直线模型,可以提高直线模型的准确性,进一步可以提高可移动平台在巡检过程中的巡检的测量精度和可靠性。

s103、根据所述直线模型,控制所述可移动平台的移动轨迹,以完成对所述目标对象的巡检。

其中,可移动平台可以根据设定好的移动轨迹进行移动。在得到目标对象的直线模型后,即可以根据该直线模型计算得到前方其他段电线的位置,据此可以实时调整可移动平台的移动轨迹,使得可移动平台可以沿着目标对象进行巡检,避免在巡检过程中发生失误。

在一些实施例中,所述移动轨迹包括所述可移动平台的运行方向以及所述可移动平台到所述目标对象的目标距离,所述根据所述直线模型,控制所述可移动平台的移动轨迹,可以通过如下方式实施:

根据所述直线模型的模型参数确定所述可移动平台到所述目标对象的目标距离以及所述可移动平台的运行方向。

其中,移动方向为可移动平台移动时的前进方向,目标距离为目标对象和可移动平台之间的距离。可移动平台在对目标对象进行巡检的过程中,需要跟目标对象保持一个合适的距离以实现对目标对象的检测,同时又可以避免可移动平台与目标对象距离过近而发生冲撞。

通过对目标对象进行观测,并确定目标对象的直线模型,可以预测到目标对象在前方的位置,进而实时调整可移动平台的移动轨迹,使得可移动平台沿着根据模型参数确定的运行方向进行移动,并与目标对象之间保持目标距离。

在一些实施例中,所述目标距离包括所述可移动平台到所述目标对象的垂直距离。

其中,目标对象呈线状,可移动平台的移动方向也一般是沿着一个直线方向进行移动,可以将可移动平台到目标对象的垂直距离确定为目标距离,如图4所示,可移动平台10与目标对象20之间的垂直距离为102,保持垂直距离102的情况下,可移动平台10可以对目标对象20进行有效的测量又可以与目标对象20保持一个合适的距离。若可移动平台10在巡检过程中时持续保持与目标对象20保持垂直距离102,可以保证可移动平台在对目标对象的巡检过程中的测量精度以及安全可靠性。

在一些实施例中,所述根据所述直线模型的模型参数确定所述可移动平台到所述目标对象的目标距离以及所述可移动平台的运行方向,可以通过如下方式实施:

根据所述直线模型的斜率和截距确定所述可移动平台到所述目标对象的垂直距离以及所述可移动平台的运行方向。

其中,直线模型是体现目标对象相对于可移动平台的位置函数方程,直线模型所在的坐标系可以是以可移动平台为原点。所以可以根据直线模型的斜率和截距确定所述可移动平台到所述目标对象的垂直距离,以及所述可移动平台的运行方向。

可以根据如下公式确定垂直距离:

可以根据如下公式确定运行方向:

θl=tan-1k;

其中,l为垂直距离,θl为直线模型的方向同时也是运行方向,k为直线模型的斜率,b为直线模型的截距。

其中,根据直线模型的斜率与截距确定的方向为直线模型的方向,将直线模型的方向作为可移动平台的运行方向,可以使移动平台在运行时与直线模型保持平行地进行移动,可以保证可移动平台在巡检过程中的安全,避免与目标对象发生冲撞。

在一些实施例中,所述可移动平台的运行方向与所述直线模型平行。

其中,将可移动平台的运行方向设置为与所述直线模型平行,可以使可移动平台在巡检过程中沿着目标对象并保持平行地进行移动,如此可以保证可移动平台在巡检过程中的安全,避免可移动平台与目标对象发生冲撞。

如图4所示,可移动平台10若沿着原本的运行方向100继续移动,可移动平台10和目标对象20之间的目标距离会发生变化,而若将可移动平台10的运行方向设置为与直线模型平行,可移动平台10可以沿着运行方向101进行移动,如此可移动平台10在移动过程中可以持续与目标对象20保持一个稳定的目标距离。

在一些实施例中,为了提高可移动平台上雷达对目标对象的观测效率,可以在接收雷达对目标对象的观测数据之前,对雷达的信号发射方向进行设定;具体包括:获取可移动平台的运行姿态参数,根据所述运行姿态参数调整所述雷达的射频板的角度。

其中,雷达可以是机械式旋转雷达,可以根据需求旋转雷达的射频板,射频板上设置了多个天线,射频板可以沿着旋转轴进行旋转以调整射频板的角度,在调整了射频板的角度后,射频板上的天线的信号发射方向也会发生变化。

可移动平台在进行巡检的初始时刻,可移动平台上的雷达的射频板可能是处于上一次扫描结束时所保持的角度,或者是处于初始角度,但是初始时刻的射频板角度不一定适应于巡检任务,所以可以根据巡检任务调整雷达的射频板的角度。

运行姿态参数包括用于体现可移动平台的移动状态的参数,在一些实施例中,所述运行姿态参数包括可移动平台的运行方向。可移动平台上还设置有姿态检测模块,姿态检测模块可以实时获取可移动平台的运行姿态参数。雷达可以通过姿态检测模块获取可移动平台的运行姿态参数。示例性地,如果可移动平台为无人机,姿态检测模块可以是飞控模块。

在获取可移动平台的运行姿态参数,即可以获取可移动平台的移动状态,而可移动平台进行巡检时,会依据目标对象调整自身的移动状态,可以根据可移动平台的移动状态调整雷达的射频板的角度,以使雷达的雷达信号可以辐射到目标对象。

在一些实施例中,所述雷达的射频板的外法线方向与所述可移动平台的运行方向相同。

其中,将所述雷达的信号发射方向设置为与所述可移动平台的运行方向相同,即雷达可以检测到可移动平台前进方向的目标对象的位置信息,并据此确定目标对象的直线模型。

如图4所示,可移动平台10的运行方向和雷达的射频板的外法线方向一致,即可移动平台10的运行方向和雷达的射频板垂直,如此雷达可以检测到可移动平台10前进方向的目标对象20。

在一些实施例中,所述雷达的射频板的外法线方向与所述可移动平台的运行方向垂直,即所述雷达的射频板与所述可移动平台的运行方向平行,并朝向目标对象。

其中,将雷达的射频板的方向设置为外法线方向与可移动平台的运行方向保持垂直,且朝向目标对象。也就是说,雷达的射频板与所述可移动平台的运行方向平行。在此实施例中,可以使在可移动平台的运行过程中,雷达可以直面目标对象,在可移动平台进行巡检的过程中,雷达可以实时观测到离可移动平台最近的一部分目标对象的位置信息,并据此确定目标对象的直线模型。

如图11所示,可移动平台10沿着运行方向100进行移动,而雷达的射频板的外法线方向111与可移动平台10的运行方向垂直,并朝向目标对象20。即,雷达的射频板与可移动平台10的运行方向平行。如此一来,在可移动平台10的移动过程中,雷达可以观测到离可移动平台10最近的部分目标对象20。

在一些实施例中,如图12所示,所述根据所述多个位置信息,确定关于所述多个观测点的直线模型,可以通过如下方式实施:

s1020、对所述多个位置信息进行坐标转换,得到所述多个观测点在目标坐标系的坐标;

s1021、根据所述多个观测点在目标坐标系的坐标,确定关于所述多个观测点的直线模型。

其中,通过雷达获取的观测点的多个位置信息,是基于雷达所定义的雷达坐标系中的位置信息,可移动平台移动时所依据的不一定是雷达所定义的雷达坐标系。

目标坐标系为可移动平台的移动轨迹的定义所依据的坐标系,目标坐标系可以是以实际地理环境所定义的坐标系。在一些实施例中,所述目标坐标系为北东地坐标系,北东地坐标系可以是以可移动平台为原点,指向北方的方向作为北轴,指向东方的方向作为东轴,垂直指向地面的方向作为地轴。如图5所示,北东地坐标系的北轴可以为xg,东轴可以为yg,地轴可以为zg。

雷达坐标系和目标坐标系是不同定义的坐标轴,实际物理空间中的物体在雷达坐标系和目标坐标系中的坐标是不同的定义。通过雷达获取的观测点在雷达坐标系定义下的位置信息进行坐标转换,可以得到观测点在目标坐标系的坐标。

在获取多个观测点的位置信息后,可以对该位置信息进行坐标转换,以得到多个观测点在目标坐标系中的坐标,通过多个观测点在目标坐标系中的坐标可以得到目标对象在目标坐标系中的直线模型,进而目标坐标系的直线模型与可移动平台的移动轨迹是同在一个坐标系中,可移动平台可以直接根据直线模型调整自身的移动轨迹,可以提高可移动平台的处理效率,可以提高可移动平台在的巡检过程的效率。

在一些实施例中,所述接收雷达对目标对象的观测数据之前,还包括:

获取可移动平台的运行姿态参数,根据所述运行姿态参数调整所述雷达的信号发射方向。

其中,如果雷达包括由阵列天线组成的射频板,雷达的信号发射方向即射频板的外法线方向,通过调整雷达的射频板的角度即可以实现调整雷达的信号发射方向。如果雷达的天线是采用其他结构类型,则可以根据其他结构类型来对应调整雷达信号的发射方向。

运行姿态参数包括用于体现可移动平台的移动状态的参数,在一些实施例中,所述运行姿态参数包括可移动平台的运行方向。可移动平台上还设置有姿态检测模块,姿态检测模块可以实时获取可移动平台的运行姿态参数。雷达可以通过姿态检测模块获取可移动平台的运行姿态参数。示例性地,如果可移动平台为无人机,姿态检测模块可以是飞控模块。

通过获取可移动平台的运行姿态参数,根据所述运行姿态参数调整所述雷达的信号发射方向,以使得在可移动平台进行巡检时雷达的雷达信号可以辐射到目标对象,进一步可以提高可移动平台的巡检效率。

在一些实施例中,所述雷达的信号发射方向与所述可移动平台的运行方向相同。

如图4所示,雷达的信号发射方向与可移动平台的运行方向相同,均为方向100。将雷达的信号发射方向设置为与可移动平台的运行方向相同,可以使雷达扫描到可移动平台前进方向的目标对象的位置信息,并据此确定目标对象的直线模型。

在一些实施例中,所述位置信息包括观测点在雷达坐标系中的坐标,所述雷达的信号发射方向与所述可移动平台的运行方向相同,如图13所示,所述对所述多个位置信息进行坐标转换,得到所述多个观测点在目标坐标系的坐标,可以通过如下方式实施:

s201、根据所述可移动平台的运行方向确定雷达坐标系中一坐标轴与所述目标坐标系的一坐标轴之间的第一夹角;

s202、根据所述第一夹角确定转换矩阵;

s203、根据所述转换矩阵对多个观测点在雷达坐标系的坐标进行坐标转换,得到所述多个观测点在目标坐标系的坐标。

其中,雷达坐标系是雷达定义的坐标系,通过雷达检测的观测点的位置信息包括观测点在雷达坐标系的坐标。雷达坐标系和目标坐标系是不同的坐标系,在实际物理空间两个坐标系之间存在相应的空间几何关系。由于位于实际物理空间中的一个观测点在两个坐标系中被定义的坐标是不同的,因此需要依据转换矩阵来对两个坐标系中的坐标进行转换。例如,可以根据两个坐标系之间的空间几何关系确定转换矩阵。

示例性地,如图14所示,目标坐标系的坐标轴xg与坐标轴yg构成目标坐标系的一个平面,雷达坐标系的坐标轴xb与坐标轴yb构成雷达坐标系的对应的平面。目标坐标系的平面和雷达坐标系的对应平面之间的空间几何关系包括:目标坐标系的坐标轴xg与雷达坐标系的坐标轴xb之间的夹角为第一夹角θv。根据该夹角可以确定转换矩阵,进而可以将雷达坐标系的坐标转换为目标坐标系的坐标。

在本实施例中,雷达的信号发射方向与所述可移动平台的运行方向相同,因此,目标坐标系的坐标轴xg与雷达坐标系的坐标轴xb之间的夹角为第一夹角θv即为目标坐标系的坐标轴xg与所述可移动平台的运行方向之间的夹角。也就是说,当雷达的信号发射方向与所述可移动平台的运行方向相同时,可以依据目标坐标系的坐标轴xg与所述可移动平台的运行方向之间的夹角来确定转换矩阵。

在一个实施例中,当雷达的信号发射方向与所述可移动平台的运行方向相同时,根据可移动平台的运行方向可以确定两个坐标系之间的空间几何关系,以及确定雷达坐标系中一坐标轴与所述目标坐标系的一坐标轴之间的第一夹角,并根据第一夹角可以确定转换矩阵。其中,雷达坐标系中一坐标轴与目标坐标系的一坐标轴相对应,例如,这两个坐标轴同为x轴,或同为y轴,或同为z轴。

雷达坐标系的坐标和目标坐标系的坐标之间符合如下公式的映射关系:

其中,为目标坐标系的坐标,为雷达坐标系的坐标,θv为当雷达的信号发射方向与所述可移动平台的运行方向相同时,目标坐标系的坐标轴xg与所述可移动平台的运行方向之间的夹角,为转换矩阵。在一个实施方式中,目标坐标系为大地坐标系。

其中,通过将雷达坐标系的坐标乘以转换矩阵后,即可以得到目标坐标系的坐标,即可以得到观测点在目标坐标系中的坐标,进而可以得到目标对象在目标坐标系中的直线模型,目标坐标系的直线模型与可移动平台的移动轨迹是同在一个坐标系中,可移动平台可以直接根据直线模型调整自身的移动轨迹,可以提高可移动平台的处理效率,可以提高可移动平台在的巡检过程的效率。

需要说明的是,在雷达的信号发射方向与可移动平台的运行方向不一致时,需要根据雷达的信号发射方向结合可移动平台的运行方向来确定两个坐标系的空间几何关系,具体实施如下:

在一些实施例中,所述位置信息包括观测点在雷达坐标系中的坐标,如图16所示,所述对所述多个位置信息进行坐标转换,得到所述多个观测点在目标坐标系的坐标,可以通过如下方式实施:

s204、根据所述可移动平台的运行方向与雷达的信号发射方向确定雷达坐标系中一坐标轴与所述目标坐标系的一坐标轴之间的第一夹角;

s205、根据所述第一夹角确定转换矩阵;

s206、根据所述转换矩阵对多个观测点在雷达坐标系的坐标进行坐标转换,得到所述多个观测点在目标坐标系的坐标。

在本实施例中,所述雷达的信号发射方向不一定与所述可移动平台的运行方向相同,雷达的信号发射方向与可移动平台的运行方向可以是呈预设夹角,预设夹角可以是30°、40°、75°或90°等。例如,雷达的射频板的外法线方向与可移动平台的运行方向垂直并朝向目标对象的情况,即雷达的信号发射方向与所述可移动平台的运行方向垂直。

如图17所示,在雷达的信号发射方向111与可移动平台10的运行方向100呈预设夹角θ‘的情况中,雷达坐标系的坐标轴xb为雷达的信号发射方向111,可移动平台10的运行方向100在目标坐标系中定义的角度为θ0,θ0可以是可移动平台10的运行方向100与目标坐标系的坐标轴xg之间的夹角。

由于在本实施例中,雷达的信号发射方向与可移动平台10的运行方向100呈预设夹角,所以目标坐标系的坐标轴xg与雷达坐标系的坐标轴xb之间的夹角θv并不等同于可移动平台10的运行方向100与目标坐标系的坐标轴xg之间的夹角θ0。目标坐标系的坐标轴xg与雷达坐标系的坐标轴xb之间的夹角需要根据可移动平台10的运行方向100以及雷达的信号发射方向111进行确定。

可以根据所述可移动平台的运行方向与雷达的信号发射方向确定预设夹角θ‘,根据可移动平台的运行方向与所述预设夹角确定第一夹角。示例性地,可以是将可移动平台的运行方向在目标坐标系中定义的角度θ0减去预设夹角θ‘以得到第一夹角θv。

在本实施例中,雷达的信号发射方向可以不一定与可移动平台的运行方向设置为一致,雷达的信号发射方向可以根据实际巡检情况进行调整,只要是朝向目标对象,可以设置各种预设夹角以满足不同的巡检需求,可以进一步提高可移动平台的巡检效率。

请参阅图18,图18是本申请一实施例提供的可移动平台的示意性框图。该可移动平台10包括雷达11、处理器13和存储器14,处理器13、存储器14和雷达11通过总线连接,该总线比如为i2c(inter-integratedcircuit)总线或者,雷达11与处理器13通过can总线连接。

其中,该可移动平台包括飞行器、机器人或自动无人驾驶车辆等。

具体地,处理器13可以是微控制单元(micro-controllerunit,mcu)、中央处理单元(centralprocessingunit,cpu)或数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)等。

具体地,存储器14可以是flash芯片、只读存储器(rom,read-onlymemory)磁盘、光盘、u盘或移动硬盘等。

具体地,雷达11用于发送雷达信号以进行测量或探测。

其中,所述处理器用于运行存储在存储器中的计算机程序,并在实行所述计算机程序时实现如下步骤:

获取雷达对目标对象的观测数据,所述观测数据包括多个观测点的多个位置信息;根据所述多个位置信息,确定关于所述多个观测点的直线模型;根据所述直线模型,控制所述可移动平台的移动轨迹,以完成对所述目标对象的巡检。

在一些实施例中,所述获取雷达对目标对象的观测数据的步骤,包括:

通过雷达采集目标对象的多个观测点与可移动平台之间的相对距离以及相对夹角;根据观测点与可移动平台之间的相对距离以及相对夹角确定观测点的位置信息。

在一些实施例中,所述根据观测点与可移动平台之间的相对距离以及相对夹角确定观测点的位置信息的步骤,包括:

根据每个观测点的相对距离和所述相对夹角确定所述观测点在雷达坐标系中的坐标,得到观测点的位置信息。

在一些实施例中,所述相对距离为观测点和可移动平台之间连线的距离,所述相对夹角为所述连线与所述雷达的射频板的外法线方向之间的夹角。

在一些实施例中,所述根据所述多个位置信息,确定关于所述多个观测点的直线模型的步骤,包括:

根据所述多个位置信息进行拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型。

在一些实施例中,所述根据所述多个位置信息进行拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型的步骤,包括:

根据所述多个位置信息进行线性拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型。

在一些实施例中,所述根据所述多个位置信息进行线性拟合的步骤,包括:

基于最小二乘法,根据所述多个位置信息进行线性拟合。

在一些实施例中,所述根据所述多个位置信息进行线性拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型的步骤,包括:

从所述多个观测点中确定两个第一观测点,根据所述两个第一观测点的位置信息确定关于所述两个第一观测点的第一样本直线模型;确定所述多个观测点中除所述两个第一观测点之外的多个其他观测点与所述第一样本直线模型的多个欧式距离;根据所述多个欧式距离,确定所述第一样本直线模型的距离数据;根据所述距离数据和所述第一样本直线模型确定关于所述多个观测点的直线模型。

在一些实施例中,所述根据所述多个位置信息进行线性拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型的步骤,包括:

从所述多个观测点中选择多个样本点集合,其中,每一个样本点集合包括两个第一观测点;分别根据每一个样本点集合中的所述两个第一观测点的位置信息确定关于所述多个样本点集合的多个样本直线模型;分别依据关于所述多个样本直线模型的多个距离数据,确定所述多个距离数据的最小值;将所述最小值对应的样本直线模型作为关于所述多个观测点的直线模型。

在一些实施例中,所述根据所述多个欧式距离,确定所述第一样本直线模型的距离数据的步骤,包括:

将所述多个欧式距离相加,得到第一值;将所述第一值作为所述第一样本直线模型的距离数据。

在一些实施例中,所述根据所述多个位置信息进行拟合,以确定关于所述多个观测点的直线模型的步骤,包括:

根据第一时刻接收的多个位置信息进行拟合,确定所述第一时刻的多个观测点的第一直线模型;根据第二时刻接收的多个位置信息进行拟合,确定所述第二时刻的多个观测点的第二直线模型;根据所述第一直线模型和所述第二直线模型确定直线模型;其中,所述第一时刻先于所述第二时刻。

在一些实施例中,所述根据所述第一直线模型和所述第二直线模型确定直线模型的步骤,包括:

确定所述第一直线模型和所述第二直线模型的截距的平均值,作为平均截距;确定所述第一直线模型和所述第二直线模型的斜率的平均值,作为平均斜率;根据所述平均截距和所述平均斜率确定直线模型。

在一些实施例中,所述移动轨迹包括所述可移动平台的运行方向以及所述可移动平台到所述目标对象的目标距离;所述根据所述直线模型,控制所述可移动平台的移动轨迹的步骤,包括:

根据所述直线模型的模型参数确定所述可移动平台到所述目标对象的目标距离以及所述可移动平台的运行方向。

在一些实施例中,所述目标距离包括所述可移动平台到所述目标对象的垂直距离。

在一些实施例中,所述根据所述直线模型的模型参数确定所述可移动平台到所述目标对象的目标距离以及所述可移动平台的运行方向的步骤,包括:

根据所述直线模型的斜率和截距确定所述可移动平台到所述目标对象的垂直距离以及所述可移动平台的运行方向。

在一些实施例中,所述可移动平台的运行方向与所述直线模型平行。

在一些实施例中,所述目标对象包括电线、电缆、光缆或光纤。

在一些实施例中,所述接收雷达对目标对象的观测数据的步骤之前,还包括:

获取可移动平台的运行姿态参数,根据所述运行姿态参数调整所述雷达的射频板的角度。

在一些实施例中,所述雷达的射频板的外法线方向与所述可移动平台的运行方向相同。

在一些实施例中,所述雷达的射频板的外法线方向与所述可移动平台的运行方向垂直,并朝向目标对象。

在一些实施例中,所述根据所述多个位置信息,确定关于所述多个观测点的直线模型的步骤,包括:

对所述多个位置信息进行坐标转换,得到所述多个观测点在目标坐标系的坐标;根据所述多个观测点在目标坐标系的坐标,确定关于所述多个观测点的直线模型。

在一些实施例中,所述接收雷达对目标对象的观测数据的步骤之前,还包括:

获取可移动平台的运行姿态参数,根据所述运行姿态参数调整所述雷达的信号发射方向。

在一些实施例中,所述运行姿态参数包括可移动平台的运行方向。

在一些实施例中,所述雷达的信号发射方向与所述可移动平台的运行方向相同

在一些实施例中,所述位置信息包括观测点在雷达坐标系中的坐标,所述对所述多个位置信息进行坐标转换,得到所述多个观测点在目标坐标系的坐标的步骤,包括:

根据所述可移动平台的运行方向确定雷达坐标系中一坐标轴与所述目标坐标系的一坐标轴之间的第一夹角;根据所述第一夹角确定转换矩阵;根据所述转换矩阵对多个观测点在雷达坐标系的坐标进行坐标转换,得到所述多个观测点在目标坐标系的坐标。

在一些实施例中,所述位置信息包括观测点在雷达坐标系中的坐标,所述对所述多个位置信息进行坐标转换,得到所述多个观测点在目标坐标系的坐标的步骤,包括:

根据所述可移动平台的运行方向与雷达的信号发射方向确定所述雷达坐标系中一坐标轴与所述目标坐标系的一坐标轴之间的第一夹角;根据所述第一夹角确定转换矩阵;根据所述转换矩阵对所述多个观测点在雷达坐标系的坐标进行坐标转换,得到所述多个观测点在目标坐标系的坐标。

在一些实施例中,所述目标坐标系为北东地坐标系。

本申请的实施例中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存储有计算机程序,所述计算机程序中包括程序指令,所述处理器实行所述程序指令,实现上述实施例提供的控制方法的步骤。

其中,所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的可移动平台的内部存储单元,例如所述服务器的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述服务器的外部存储设备,例如所述服务器上配备的插接式硬盘,智能存储卡(smartmediacard,smc),安全数字(securedigital,sd)卡,闪存卡(flashcard)等。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1

威尼斯人棋牌|威尼斯欢乐娱人城

XML 地图 | Sitemap 地图