CN119413149A 一种基于无人机的风电场地形测绘方法及系统 （中国电建集团江西省水电工程局有限公司）

一种基于无人机的风电场地形测绘方法及本申请提供的一种基于无人机的风电场地多个无人机航线之间的交叉最小化和路径长度2根据实时气象数据对初步测绘航线分别进行动态优化，生成针对对多个无人机获取的测绘数据分别进行数据处理，根据数据处理后的测绘实时监测多个无人机飞行过程中遭遇的障碍物，结多个无人机沿各自调整后的航线飞行，对初步风电采用一致性校正与空间加权平均法对多个无人机采集的对风电场的地形特性进行数据分析，根据数据分析确定测绘区域的分布根据测绘区域的分布范围及地形复杂度，将测绘任务分解为多个子在多目标优化模型中，以目标函数优化子区域的覆盖率、无3优化目标函数以覆盖率最大化为核心，结合航线长度最优和航线交叉最小化两个次级目根据优化结果，生成每个无人机的初步测绘航线，确保航线在满的地形特性进行数据分析，根据数据分析确定测绘区域的分布范围及各区域的地形复杂地形复杂度用于量化测绘区域的复杂程度，在航线规划中影响路径优先示相邻采样点之间的水平距离；通过计算测绘区域内的高程变化和水平距离的累积变化，动态优化的航线优化目标为路径的稳定性与覆盖率，并通过以下公式描述优化目标，数据采集设备包括激光雷达、光学摄像头和红外传感器，各自用4对激光雷达采集的地形点云数据进行去噪处理，剔除异常点云并通对光学摄像头采集的地表纹理数据进行图像增强处理，包括亮度调对红外传感器采集的热特征数据进行特征提取与温差分析，识别地结合点云数据的三维空间信息、纹理数据的地表细节特征以及热特征数据的覆盖属式中，Frinad(x,y,z)表示融合后的地形模间信息，Frertrre(x,y)表示纹理数据的细节特征，Ftherma(x,y)表示热特征数据的覆盖通过激光雷达与视觉传感器实时监测航线范围内的障碍物，并采基于障碍物的尺寸与无人机的飞行速度，计算障碍物与无人机之间的最小安全距离，根据障碍物的动态信息与无人机飞行环境条件，结合动态避障算法计算调整后的航5第三约束条件，无人机的飞行方向与障碍物的避让方向之间的夹输出调整后的航线并实时更新无人机的飞行路径，使无人机按照多个无人机沿补测航线飞行，分别采集未覆盖区域对补测所得测绘数据执行前述步骤中的数据处理，并将数据处理后的对重复区域的数据进行一致性校正，通过计算相邻数据点间的均对优化后的地形数据进行精度检查，分析数据的空间坐标一致性及输出整合及优化后的风电场三维地形模型，提供包含完整空间坐标路线生成单元，用于根据风电场的地形特性，采用多目标优化模型为多6路线优化单元，用于根据实时气象数据对初步测绘航线分别进行数据获取单元，用于多个无人机沿动态优化后的测绘航线飞行融合建模单元，用于对多个无人机获取的测绘数据分别进行数动态避让单元，用于实时监测多个无人机飞行过程中遭模型补测单元，用于多个无人机沿各自调整后的航线飞行，对初步风电整合优化单元，用于采用一致性校正与空间加权平均法对多7[0009]对多个无人机获取的测绘数据分别进行数据处理，根据采用多源数据融合算法生成初步风电场三维8[0012]采用一致性校正与空间加权平均法对多个无人机采集的测绘数据进行整合及优9表示相邻采样点之间的水平距离；通过计算测绘区域内的高程变化和水平距离的累积[0023]作为本发明优选的方案，根据实时气象数据对初步测绘[0039]式中，Frinad(x,y,z)表示融合后的地形模型特征值，Fpoine(x,y,2)表示点云数据的空间信息，Frertrre(x,y)表示纹理数据的细节特征，Ftherma(x,y)表示热特征数据的据对场景补充的重要性决定。通过激光雷达与视觉传感器实时监测航线范围内的障碍物，并采集障碍物的尺[0055]对优化后的地形数据进行精度检查，分析数据的空间坐标一通过调整误差分布和修正异常点提升风电场三维地形模型[0071]图2为本申请实施例提供的一种基于无人机的风电场地形测绘系统的整体架构cc>chreshold时，表示相邻采样点之间的水平距离；通过计算测绘区域内的高程变化和水平距离的累积[0083]需要说明的是，子区域划分是将测绘区域按固定网格尺寸划分为多个基本子区[0101]式中，sj表示第i条航段的适应性评分，fwina(vvina,bwina)表示风速vwind和风[0102]需要说明的是，1+2+s=1。[0122]温差分析通过计算红外图像中相邻像素的温度梯度，识别不同区域的热分布变[0125]式中，Frinad(x,y,z)表示融合后的地形模型特征值，Fpoine(x,y,2)表示点云数据的空间信息，Frertrre(x,y)表示纹理数据的细节特征，Ftherma(x,y)表示热特征数据的据对场景补充的重要性决定。通过激光雷达与视觉传感器实时监测航线范围内的障碍物，并采集障碍物的尺[0147]对于初步模型数据，结合点云数据的空间一致性和纹理对比，识别空间坐标差异小于阈值Adrepear=0.01m的点云区域，则标记为重复区域。据点密度，识别点密度低于临界密度Drsca1=10points/m2的网格单元，标记为缺失[0159]对优化后的地形数据进行精度检查，分析数据的空间坐标一通过调整误差分布和修正异常点提升风电场三维地形模型航线之间