權(quán)利要求書： 1.一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1,生成到達(dá)風(fēng)機(jī)上方的第一航線L1，第一航線L1包括三個(gè)航點(diǎn)，三個(gè)航點(diǎn)分別為第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)、第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)和第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)；第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是無(wú)人機(jī)所在的經(jīng)緯度，高度高于周圍的阻礙物；第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度是第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的高度；第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度大于輪轂高度和葉片長(zhǎng)度之和，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)后，調(diào)整云臺(tái)垂直向下拍攝，獲取風(fēng)機(jī)頂視圖；

S2，根據(jù)風(fēng)機(jī)頂視圖與當(dāng)前云臺(tái)的偏航角計(jì)算風(fēng)機(jī)當(dāng)前的偏航角；

S3，根據(jù)風(fēng)機(jī)當(dāng)前偏航角，生成到達(dá)輪轂正前方的第二航線L2，第二航線L2包括第一正前方航點(diǎn)和第二正前方航點(diǎn)，第一正前方航點(diǎn)為輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為無(wú)人機(jī)當(dāng)前高度；第二正前方航點(diǎn)是輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為輪轂高度，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)云臺(tái)后調(diào)整為水平拍攝，從云臺(tái)中的可見光攝像頭中獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖，控制無(wú)人機(jī)機(jī)頭方向調(diào)整為風(fēng)機(jī)偏航角?180°；

S4，基于風(fēng)機(jī)輪轂正視圖計(jì)算風(fēng)機(jī)的葉片角度；

S5，基于風(fēng)機(jī)偏航角和葉片角度，生成巡檢航線；

步驟S2計(jì)算風(fēng)機(jī)當(dāng)前的偏航角具體包含以下步驟:

201)利用分割算法獲取只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖，從風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖的四條邊依次向中心搜索葉片，得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域?yàn)槿~片區(qū)域；得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，確定葉片的位置，并獲得葉片端點(diǎn)；

202)去除葉片區(qū)域，基于風(fēng)機(jī)的機(jī)艙所在區(qū)域計(jì)算出機(jī)艙的最大內(nèi)接矩形，將最大內(nèi)接矩形的較長(zhǎng)的中線作為機(jī)艙中線；

203)根據(jù)葉片端點(diǎn)和機(jī)艙中線，計(jì)算出在風(fēng)機(jī)頂視圖上以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a，根據(jù)云臺(tái)偏航角b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c；

步驟203)具體包括以下步驟：

選取葉片的一個(gè)端點(diǎn)py0，機(jī)艙中線的兩個(gè)端點(diǎn)分別為pc0和pc1，計(jì)算端點(diǎn)py0在中線上的投影點(diǎn)p⊥，機(jī)艙尾部上的點(diǎn)是機(jī)艙中線端點(diǎn)中距離投影點(diǎn)p⊥較遠(yuǎn)的點(diǎn)，以投影點(diǎn)p⊥為端點(diǎn)，計(jì)算得到以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a，云臺(tái)偏航角為b，其中以正北為0°，向東為正，向西為負(fù)，得到風(fēng)機(jī)偏航角c＝90°+a+b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c，風(fēng)機(jī)偏航角c：風(fēng)機(jī)偏航角c∈(?180,180]；

步驟S5具體包括以下步驟：

在得到風(fēng)機(jī)偏航角c和葉片角度d后，基于風(fēng)機(jī)的葉輪仰角e、葉片錐角v計(jì)算巡檢航線，基于輪轂的坐標(biāo)系 在坐標(biāo)系 下，第一葉片的角度為d′＝270°?d；根據(jù)葉輪仰角e，在所述坐標(biāo)系 下對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣為：T

得到第一葉片方向向量vb＝Rp[cos(d′)*cos(v),sin(v),sin(d′)*cos(v)] ，通過替換葉片角度得到第二葉片和第三葉片的方向向量；

已知葉片長(zhǎng)度l和無(wú)人機(jī)初始位置后，得到巡檢航線；在拍攝第一葉片的前緣時(shí)，以輪T轂正前方作為第一個(gè)航點(diǎn)，坐標(biāo)為p1＝[0,g,0] ，其中g(shù)是無(wú)人機(jī)離輪轂的距離；葉片長(zhǎng)度為l，葉片葉尖的位置為p2＝p1+lvb，巡檢其中一個(gè)葉片前緣的前緣部分；

基于葉片的方向向量和葉片長(zhǎng)度l，動(dòng)態(tài)生成基于坐標(biāo)系 的巡檢航點(diǎn)；基于坐標(biāo)系的巡檢航點(diǎn)轉(zhuǎn)換成無(wú)人機(jī)能夠使用的經(jīng)緯度和高度；

基于坐標(biāo)系 的巡檢航點(diǎn)轉(zhuǎn)換成無(wú)人機(jī)能夠使用的經(jīng)緯度和高度具體包括以下步驟：將基于坐標(biāo)系 生成的巡檢航點(diǎn)轉(zhuǎn)成基于站心坐標(biāo)系 的航點(diǎn)，已知風(fēng)機(jī)偏航角c和輪轂高度h時(shí)，從坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)換到基于站心坐標(biāo)系 的轉(zhuǎn)換矩陣為：T T

巡檢航點(diǎn)用坐標(biāo)表示x＝[x0,x1,x2] ，齊次坐標(biāo)為x′＝[x0,x1,x2,1] ，將x′轉(zhuǎn)換為基于站心坐標(biāo)系 下的坐標(biāo)公式為 得到站心坐標(biāo)后，轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度和海拔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成方法，其特征在于，步驟S4具體包括以下步驟：

401)獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖后，利用分割算法獲取得到只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖；

402)對(duì)風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖進(jìn)行直線檢測(cè)，獲取豎直方向上的直線，所述豎直方向上的直線為塔筒或者某個(gè)豎直向上或者向下的葉片的邊緣，根據(jù)豎直方向上的直線得到輪轂在水平方向上的坐標(biāo)；

對(duì)非豎直直線以輪轂為坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)算直線在圖片上的角度，按照角度大小聚類，得到的聚類類別數(shù)；

403)將每個(gè)聚類類別中直線的角度平均值作為該方向上葉片角度d，所述葉片角度d是以塔筒為0°，逆時(shí)針方向上第一個(gè)葉片與塔筒之間的夾角。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成方法，其特征在于，步驟402)具體包括以下步驟：通過比較直線兩端端點(diǎn)的x坐標(biāo)，判斷直線是否豎直方向上的直線，所述直線兩端端點(diǎn)分別為p0和p1，x軸坐標(biāo)差值xdiff＝|xp0?xp1|，當(dāng)xdiff小于閾值δ時(shí)，判斷為豎直直線；計(jì)算所有豎直直線x坐標(biāo)的均值 將所述均值 作為輪轂中心的x坐標(biāo)xlg；xp0、xp1是直線兩端端點(diǎn)的x軸坐標(biāo)值；

對(duì)非豎直直線按照角度進(jìn)行聚類，非豎直直線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)的x坐標(biāo)在[xlg?ε,xlg+ε]范圍內(nèi)，ε是輪轂半徑在圖片上的估計(jì)值，xlg是輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)； r為輪轂半徑，g為無(wú)人機(jī)離輪轂的距離，相機(jī)內(nèi)參(f，cx，cy)，其中f是相機(jī)的焦距，(cx,cy)是主點(diǎn)坐標(biāo)；

分別計(jì)算非豎直直線兩個(gè)端點(diǎn)的x坐標(biāo)與輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)xlg之間的差值，將差值較小的端點(diǎn)做為原點(diǎn)，計(jì)算非豎直直線的角度θ，非豎直直線原點(diǎn)為pori，原點(diǎn)pori的坐標(biāo)為(xori，yori)，非豎直直線另外一個(gè)端點(diǎn)為pend，端點(diǎn)pend的坐標(biāo)為(xend，yend)，則所述非豎直直線的角度θ為：其中Δx＝xend?xori,Δy＝y(tǒng)end?yori，按照角度的大小進(jìn)行聚類，每個(gè)葉片上的非豎直直線聚為一類，聚類算法使用基于不相交集的算法，通過迭代得到只有葉片的直線，且類別數(shù)是2或者3個(gè)；在風(fēng)機(jī)基本處于正‘Y’或倒‘Y’停機(jī)時(shí)，其中一個(gè)葉片處于豎直狀態(tài)，類別數(shù)為

2。

4.一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成系統(tǒng)，其特征在于，包括第一航線生成單元、偏航角計(jì)算單元、第二航線生成單元、葉片角度計(jì)算單元和巡檢航線生成單元；

第一航線生成單元生成到達(dá)風(fēng)機(jī)上方的第一航線L1，第一航線L1包括三個(gè)航點(diǎn)，三個(gè)航點(diǎn)分別為第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)、第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)和第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)；第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是無(wú)人機(jī)所在的經(jīng)緯度，高度高于周圍的阻礙物；第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度是第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的高度；第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度大于輪轂高度和葉片長(zhǎng)度之和，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)后，調(diào)整云臺(tái)垂直向下拍攝，獲取風(fēng)機(jī)頂視圖；

偏航角計(jì)算單元根據(jù)風(fēng)機(jī)頂視圖與當(dāng)前的云臺(tái)偏航角計(jì)算風(fēng)機(jī)偏航角；

第二航線生成單元根據(jù)風(fēng)機(jī)偏航角，生成到達(dá)輪轂正前方的第二航線L2，第二航線L2包括第一正前方航點(diǎn)和第二正前方航點(diǎn)，第一正前方航點(diǎn)為輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為無(wú)人機(jī)當(dāng)前高度；第二正前方航點(diǎn)是輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為輪轂高度，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)云臺(tái)后調(diào)整為水平拍攝，從云臺(tái)中的可見光攝像頭中獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖，控制無(wú)人機(jī)機(jī)頭方向調(diào)整為風(fēng)機(jī)偏航角?180°；

葉片角度計(jì)算單元基于風(fēng)機(jī)輪轂正視圖計(jì)算風(fēng)機(jī)的葉片角度；

巡檢航線生成單元基于風(fēng)機(jī)偏航角和葉片角度，生成巡檢航線；

偏航角計(jì)算單元計(jì)算風(fēng)機(jī)當(dāng)前的偏航角具體包含以下步驟:

201)利用分割算法獲取只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖，從風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖的四條邊依次向中心搜索葉片，得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域?yàn)槿~片區(qū)域；得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，確定葉片的位置，并獲得葉片端點(diǎn)；

202)去除葉片區(qū)域，基于風(fēng)機(jī)的機(jī)艙所在區(qū)域計(jì)算出機(jī)艙的最大內(nèi)接矩形，將最大內(nèi)接矩形的較長(zhǎng)的中線作為機(jī)艙中線；

203)根據(jù)葉片端點(diǎn)和機(jī)艙中線，計(jì)算出在風(fēng)機(jī)頂視圖上以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a，根據(jù)云臺(tái)偏航角b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c；

步驟203)具體包括以下步驟：

選取葉片的一個(gè)端點(diǎn)py0，機(jī)艙中線的兩個(gè)端點(diǎn)分別為pc0和pc1，計(jì)算端點(diǎn)py0在中線上的投影點(diǎn)p⊥，機(jī)艙尾部上的點(diǎn)是機(jī)艙中線端點(diǎn)中距離投影點(diǎn)p⊥較遠(yuǎn)的點(diǎn)，以投影點(diǎn)p⊥為端點(diǎn)，計(jì)算得到以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a；此時(shí)云臺(tái)偏航角為b，其中以正北為0°，向東為正，向西為負(fù)，得到風(fēng)機(jī)偏航角c＝90°+a+b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c，風(fēng)機(jī)偏航角c：風(fēng)機(jī)偏航角c∈(?180,180]；

巡檢航線生成單元工作過程具體包括以下步驟：

在得到風(fēng)機(jī)偏航角c和葉片角度d后，基于風(fēng)機(jī)的固有參數(shù)葉輪仰角e、葉片錐角v計(jì)算巡檢航線；基于輪轂的坐標(biāo)系 在坐標(biāo)系 下，第一葉片的角度為d′＝270°?d；根據(jù)葉輪仰角，在所述坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣為：T

得到第一葉片方向向量vb＝Rp[cos(d′)*cos(v),sin(v),sin(d′)*cos(v)] ，通過替換葉片角度得到第二葉片和第三葉片的方向向量；已知葉片長(zhǎng)度l和無(wú)人機(jī)初始位置后，得到巡檢航線；

T

在拍攝第一葉片的前緣時(shí)，以輪轂正前方作為第一個(gè)航點(diǎn)，坐標(biāo)為p1＝[0,g,0] ，其中g(shù)是無(wú)人機(jī)離輪轂的距離；葉片長(zhǎng)度為l，葉片葉尖的位置為p2＝p1+lvb；

巡檢其中一個(gè)葉片前緣的前緣部分，利用葉片的方向向量和葉片長(zhǎng)度l，動(dòng)態(tài)地生成基于坐標(biāo)系 的巡檢航點(diǎn)；將巡檢航點(diǎn)轉(zhuǎn)換成無(wú)人機(jī)能夠使用的經(jīng)緯度和高度；

巡檢航點(diǎn)轉(zhuǎn)換成無(wú)人機(jī)能夠使用的經(jīng)緯度和高度具體包括以下步驟：將基于坐標(biāo)系生成的巡檢航點(diǎn)轉(zhuǎn)成基于站心坐標(biāo)系 的航點(diǎn)，已知風(fēng)機(jī)偏航角c和輪轂高度h時(shí)，從坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)換到基于站心坐標(biāo)系 的轉(zhuǎn)換矩陣為：T T

巡檢航點(diǎn)用坐標(biāo)表示x＝[x0,x1,x2] ，齊次坐標(biāo)為x′＝[x0,x1,x2,1] ，將x′轉(zhuǎn)換基于站心坐標(biāo)系 下的坐標(biāo) 再轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度和海拔。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成系統(tǒng)，其特征在于，葉片角度計(jì)算單元工作過程具體包括以下步驟：

401)獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖后，利用分割算法獲取得到只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖；

402)對(duì)風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖進(jìn)行直線檢測(cè)，獲取豎直方向上的直線，所述豎直方向上的直線為塔筒或者某個(gè)豎直向上或者向下的葉片的邊緣，根據(jù)豎直方向上的直線得到輪轂在水平方向上的坐標(biāo)；

對(duì)非豎直直線以輪轂為坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)算直線在圖片上的角度，按照角度大小聚類，得到的聚類類別數(shù)；

403)將每個(gè)類別中直線的角度平均值作為該方向上葉片角度d，所述葉片角度d是以塔筒為0°，逆時(shí)針方向上第一個(gè)葉片與塔筒之間的夾角；

步驟402)具體包括以下步驟：

通過比較直線兩端端點(diǎn)的x坐標(biāo)，判斷直線是否豎直方向上的直線，直線兩端端點(diǎn)分別為p0和p1，x軸坐標(biāo)差值xdiff＝|xp0?xp1|，當(dāng)xdiff小于閾值δ時(shí)，判斷為豎直直線；計(jì)算所有豎直直線x坐標(biāo)的均值 將所述均值 作為輪轂中心的x坐標(biāo)xlg；xp0、xp1根本是直線兩端端點(diǎn)的x軸坐標(biāo)值；

對(duì)非豎直直線按照角度進(jìn)行聚類，由于葉片之間的夾角為120度，非豎直直線的延長(zhǎng)線，應(yīng)該相交與輪轂附近，即非豎直直線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)的x坐標(biāo)在[xlg?ε,xlg+ε]范圍內(nèi)，ε是輪轂半徑在圖片上的估計(jì)值，xlg輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)； r為輪轂半徑，g為無(wú)人機(jī)離輪轂的距離，相機(jī)內(nèi)參(f，cx，cy)，其中f是相機(jī)的焦距，(cx,cy)是主點(diǎn)坐標(biāo)；

分別計(jì)算非豎直直線兩個(gè)端點(diǎn)的x坐標(biāo)與輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)xlg之間的差值，將差值較小的端點(diǎn)做為原點(diǎn)，計(jì)算非豎直直線的角度θ，非豎直直線原點(diǎn)為pori，原點(diǎn)pori的坐標(biāo)為(xori，yori)，非豎直直線另外一個(gè)端點(diǎn)為pend，端點(diǎn)pend的坐標(biāo)為(xend，yend)，則所述非豎直直線的角度θ為：其中Δx＝xend?xori,Δy＝y(tǒng)end?yori，按照角度的大小進(jìn)行聚類，每個(gè)葉片上的非豎直直線將聚為一類，聚類算法使用基于不相交集的算法，通過若干次迭代得到只有葉片的直線，且類別數(shù)是2或者3個(gè)；在風(fēng)機(jī)基本處于正‘Y’或倒‘Y’停機(jī)時(shí)，其中一個(gè)葉片處于豎直狀態(tài)，導(dǎo)致類別數(shù)為2。

說明書： 基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成方法及系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成方法及系統(tǒng)，屬于智能技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)電機(jī)組的重要組成部分，是關(guān)鍵部件之一，也是捕獲風(fēng)能的裝置，因此，葉片的安全性和可靠性顯得尤為重要，它是保障風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在。應(yīng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的巡檢，能夠快速地進(jìn)行故障檢查和故障信息確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)葉片表面損傷初篩的目標(biāo)。[0003] 目前風(fēng)電場(chǎng)常見的葉片檢測(cè)以巡檢為主，主要由運(yùn)維人員通過定期巡視，手持望遠(yuǎn)鏡檢查葉片表面是否存在異常。這類檢查往往依靠現(xiàn)場(chǎng)人員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)判斷，且無(wú)法發(fā)現(xiàn)早期細(xì)微裂紋。近年來部分風(fēng)電場(chǎng)配置了無(wú)人機(jī)進(jìn)行葉片巡檢，但無(wú)人機(jī)巡檢操作較為復(fù)雜，一些航線難以人工操作。為解決這個(gè)問題，需要利用無(wú)人機(jī)的航線自動(dòng)飛行功能，但由于風(fēng)機(jī)的偏航角和葉片角度每次都不一樣，因此無(wú)法預(yù)先生成航線。[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，CN201910753262?一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)葉片自主巡檢方法?申請(qǐng)公開本發(fā)明公開了一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)葉片自主巡檢方法，包括以下步驟：S1.判斷待巡檢風(fēng)機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)是否已知；若是，進(jìn)入步驟S2；若否，進(jìn)入步驟S3；S2.對(duì)待巡檢的風(fēng)機(jī)進(jìn)行圖像拍攝，并結(jié)合待巡檢風(fēng)機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)，確定風(fēng)機(jī)上多個(gè)巡檢點(diǎn)的坐標(biāo)信息，進(jìn)入步驟S4，所述巡檢點(diǎn)是指巡檢時(shí)拍攝的目標(biāo)點(diǎn)；S3.對(duì)待巡檢風(fēng)機(jī)進(jìn)行圖像拍攝，通過圖像處理獲取風(fēng)機(jī)上多個(gè)巡檢點(diǎn)的坐標(biāo)信息,進(jìn)入步驟S4；S4.根據(jù)巡檢點(diǎn)的坐標(biāo)信息，確定巡航點(diǎn)坐標(biāo)并生成自主巡航軌跡，所述巡航點(diǎn)是指無(wú)人機(jī)懸停拍攝的地點(diǎn)，無(wú)人機(jī)按照自主巡航軌跡完成風(fēng)機(jī)葉片的巡檢?，F(xiàn)有技術(shù)1雖然能夠有效降低自主巡檢航線生成時(shí)的工作量，提高航線的精確度，但現(xiàn)有技術(shù)1通過圖像處理獲取風(fēng)機(jī)上多個(gè)巡檢點(diǎn)的坐標(biāo)信息，直接計(jì)算坐標(biāo)信息需要分別計(jì)算三葉尖的理論坐標(biāo)、實(shí)際坐標(biāo)和相機(jī)坐標(biāo)，計(jì)算復(fù)雜誤差大，每次巡檢時(shí)都需要人工參與來獲取三個(gè)葉尖的坐標(biāo)，依靠葉尖坐標(biāo)去獲取風(fēng)機(jī)的偏航角以及葉片角度。[0005] 現(xiàn)有技術(shù)CN201911198352?風(fēng)機(jī)葉片的無(wú)人機(jī)巡檢軌跡生成方法，獲取待檢風(fēng)機(jī)的包括葉片信息在內(nèi)的照片；S2：計(jì)算所述照片中待檢風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)朝向以及葉輪相位信息；S3：根據(jù)所述待檢風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)朝向以及葉輪相位信息，結(jié)合預(yù)設(shè)航線，生成待檢風(fēng)機(jī)的葉片巡檢軌跡。杜比文件2：采用所述風(fēng)機(jī)特征識(shí)別模型對(duì)所述照片內(nèi)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行識(shí)別，得到攝像機(jī)坐標(biāo)下待檢風(fēng)機(jī)的特征參數(shù)；但該發(fā)明根據(jù)葉片類型設(shè)置多個(gè)模板，但在實(shí)際中使用中，影響葉片葉尖位置的因素包括風(fēng)輪仰角、葉片錐角和葉片預(yù)彎等，因此會(huì)需要大量的模板來滿足各種情況。

發(fā)明內(nèi)容[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明了公開了一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成方法，通過無(wú)人機(jī)自動(dòng)測(cè)量風(fēng)機(jī)的偏航角和葉片角度，基于風(fēng)機(jī)的一些參數(shù)(如經(jīng)緯度、葉片長(zhǎng)度等)，最終生成巡檢航線，整個(gè)流程無(wú)需人工參與。[0007] 本發(fā)明具體方案如下：[0008] 一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成方法，包括以下步驟：[0009] S1,生成到達(dá)風(fēng)機(jī)上方的第一航線L1，第一航線L1包括三個(gè)航點(diǎn)，三個(gè)航點(diǎn)分別為第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)、第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)和第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)；第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是無(wú)人機(jī)所在的經(jīng)緯度，高度高于周圍的阻礙物；第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度是第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的高度；第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度大于輪轂高度和葉片長(zhǎng)度之和，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)后，調(diào)整云臺(tái)垂直向下拍攝，獲取風(fēng)機(jī)頂視圖(從云臺(tái)中的可見光攝像頭中獲取風(fēng)機(jī)頂視圖)；[0010] S2，根據(jù)風(fēng)機(jī)頂視圖與當(dāng)前云臺(tái)的偏航角計(jì)算風(fēng)機(jī)偏航角；[0011] S3，根據(jù)風(fēng)機(jī)偏航角，生成到達(dá)輪轂正前方的第二航線L2，第二航線L2包括第一正前方航點(diǎn)和第二正前方航點(diǎn)，第一正前方航點(diǎn)為輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為無(wú)人機(jī)當(dāng)前高度；第二正前方航點(diǎn)是輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為輪轂高度，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)云臺(tái)后調(diào)整為水平拍攝，從云臺(tái)中的可見光攝像頭中獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖，控制無(wú)人機(jī)機(jī)頭方向調(diào)整為風(fēng)機(jī)偏航角?180°；[0012] S4，基于風(fēng)機(jī)輪轂正視圖計(jì)算風(fēng)機(jī)的葉片角度；[0013] S5，基于風(fēng)機(jī)偏航角和葉片角度，生成巡檢航線。[0014] 步驟S2計(jì)算風(fēng)機(jī)當(dāng)前的偏航角具體包含以下步驟:[0015] 201)利用分割算法獲取只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖，從風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖的四條邊依次向中心搜索葉片，得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域?yàn)槿~片區(qū)域；得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，確定葉片的位置，并獲得葉片端點(diǎn)；[0016] 202)去除葉片區(qū)域，基于風(fēng)機(jī)的機(jī)艙所在區(qū)域計(jì)算出機(jī)艙的最大內(nèi)接矩形，將最大內(nèi)接矩形的較長(zhǎng)的中線作為機(jī)艙中線；[0017] 203)根據(jù)葉片端點(diǎn)和機(jī)艙中線，計(jì)算出在風(fēng)機(jī)頂視圖上以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a，根據(jù)云臺(tái)偏航角b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c。[0018] 步驟203)具體包括以下步驟：[0019] 選取葉片的一個(gè)端點(diǎn)py0，機(jī)艙中線的兩個(gè)端點(diǎn)分別為pc0和pc1，計(jì)算端點(diǎn)py0在中線上的投影點(diǎn)p⊥，機(jī)艙尾部上的點(diǎn)是機(jī)艙中線端點(diǎn)中距離投影點(diǎn)p⊥較遠(yuǎn)的點(diǎn)，以投影點(diǎn)p⊥為端點(diǎn)，計(jì)算得到以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a；此時(shí)云臺(tái)偏航角為b，其中以正北為0°，向東為正，向西為負(fù)，得到風(fēng)機(jī)偏航角c＝90°+a+b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c，風(fēng)機(jī)偏航角c：

[0020][0021] 風(fēng)機(jī)偏航角c∈(?180,180]。[0022] 步驟S4具體包括以下步驟：[0023] 401)獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖后，為減少其他部分的影響，利用分割算法獲取得到只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖；[0024] 402)對(duì)風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖進(jìn)行直線檢測(cè)，獲取豎直方向上的直線，所述豎直方向上的直線為塔筒或者某個(gè)豎直向上或者向下的葉片的邊緣，根據(jù)豎直方向上的直線得到輪轂在水平方向上的坐標(biāo)；[0025] 對(duì)非豎直直線以輪轂為坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)算直線在圖片上的角度，按照角度大小聚類，得到的聚類類別數(shù)；[0026] 403)將每個(gè)聚類類別中直線的角度平均值作為該方向上葉片角度d，所述葉片角度d是以塔筒為0°，逆時(shí)針方向上第一個(gè)葉片與塔筒之間的夾角。[0027] 步驟402)具體包括以下步驟：[0028] 通過比較直線兩端端點(diǎn)的x坐標(biāo)，判斷直線是否豎直方向上的直線，直線兩端端點(diǎn)分別為p0和p1，x軸坐標(biāo)差值xdiff＝|xp0?xp1|，當(dāng)xdiff小于閾值δ時(shí)，判斷為豎直直線；計(jì)算所有豎直直線x坐標(biāo)的均值 將所述均值 作為輪轂中心的x坐標(biāo)xlg；xp0、xp1是直線兩端端點(diǎn)的x軸坐標(biāo)值；[0029] 對(duì)非豎直直線按照角度進(jìn)行聚類，由于葉片之間的夾角為120度，非豎直直線的延長(zhǎng)線，應(yīng)該相交與輪轂附近，即非豎直直線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)的x坐標(biāo)在[xlg?ε,xlg+ε]范圍內(nèi)，ε是輪轂半徑在圖片上的估計(jì)值，xlg輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)。 r為輪轂半徑，g為無(wú)人機(jī)離輪轂的距離，相機(jī)內(nèi)參(f，cx，cy)，其中f是相機(jī)的焦距，(cx,cy)是主點(diǎn)坐標(biāo)，主點(diǎn)是光軸和相機(jī)成像平面的交點(diǎn)；具體來說對(duì)非豎直直線，首先分別計(jì)算非豎直直線兩個(gè)端點(diǎn)的x坐標(biāo)與輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)xlg之間的差值，將差值較小的端點(diǎn)做為原點(diǎn)，計(jì)算非豎直直線的角度θ，非豎直直線原點(diǎn)為pori，原點(diǎn)pori的坐標(biāo)為(xori，yori)，非豎直直線另外一個(gè)端點(diǎn)為pend，端點(diǎn)pend的坐標(biāo)為(xend，yend)，則所述非豎直直線的角度θ為：[0030][0031] 其中Δx＝xend?xori,Δy＝y(tǒng)end?yori，按照角度的大小進(jìn)行聚類，每個(gè)葉片上的非豎直直線將聚為一類，聚類算法使用基于不相交集(disjointset)的算法，通過若干次迭代得到只有葉片的直線，且類別數(shù)是2或者3個(gè)；在風(fēng)機(jī)基本處于正‘Y’或倒‘Y’停機(jī)時(shí)，其中一個(gè)葉片處于豎直狀態(tài)，導(dǎo)致類別數(shù)為2。[0032] 步驟S5具體包括以下步驟：[0033] 在得到風(fēng)機(jī)偏航角c和葉片角度d后，基于風(fēng)機(jī)的固有參數(shù)葉輪仰角e、葉片錐角v計(jì)算巡檢航線。為計(jì)算方便，使用如圖6所示基于輪轂的坐標(biāo)系 在坐標(biāo)系 下，第一葉片的角度為d′＝270°?d；根據(jù)葉輪仰角，在所述坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣為：[0034][0035] 得到第一葉片方向向量vb＝Rp[cos(d′)*cos(v),sin(v),sin(d′)*cos(v)]T，，通過替換葉片角度得到第二葉片和第三葉片的方向向量。已知葉片長(zhǎng)度l和無(wú)人機(jī)初始位置后，得到巡檢航線；在拍攝第一葉片的前緣時(shí)，以輪轂正前方作為第一個(gè)航點(diǎn)，坐標(biāo)為p1＝T[0,g,0] ，其中g(shù)是無(wú)人機(jī)離輪轂的距離l；葉片長(zhǎng)度為l，在不考慮葉片預(yù)彎的情況下，所述葉片葉尖的位置為p2＝p1+lvb；巡檢其中一個(gè)葉片前緣的前緣部分；利用葉片的方向向量和葉片長(zhǎng)度l，動(dòng)態(tài)地生成基于坐標(biāo)系 的巡檢航點(diǎn)。為轉(zhuǎn)換成無(wú)人機(jī)能夠使用的經(jīng)緯度和高度，先要將基于坐標(biāo)系 生成的巡檢航點(diǎn)轉(zhuǎn)成基于站心坐標(biāo)系(ENU) 的航點(diǎn)，已知風(fēng)機(jī)偏航角c和輪轂高度h時(shí)，從坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)換到基于站心坐標(biāo)系 的轉(zhuǎn)換矩陣為：

[0036][0037] 巡檢航點(diǎn)用坐標(biāo)表示x＝[x0,x1,x2]T，齊次坐標(biāo)為x′＝[x0,x1,x2,1]T，將x′轉(zhuǎn)換為基于站心坐標(biāo)系 下的坐標(biāo)公式為 得到站心坐標(biāo)后，轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度和海拔。[0038] 一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成系統(tǒng)，包括第一航線生成單元、偏航角計(jì)算單元、第二航線生成單元、葉片角度計(jì)算單元和巡檢航線生成單元；[0039] 第一航線生成單元生成到達(dá)風(fēng)機(jī)上方的第一航線L1，第一航線L1包括三個(gè)航點(diǎn)，三個(gè)航點(diǎn)分別為第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)、第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)和第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)；第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是無(wú)人機(jī)所在的經(jīng)緯度，高度高于周圍的阻礙物；第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度是第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的高度；第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度大于輪轂高度和葉片長(zhǎng)度之和，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)后，調(diào)整云臺(tái)垂直向下拍攝，獲取風(fēng)機(jī)頂視圖(從云臺(tái)中的可見光攝像頭中獲取風(fēng)機(jī)頂視圖)；[0040] 偏航角計(jì)算單元根據(jù)風(fēng)機(jī)頂視圖與當(dāng)前云臺(tái)的偏航角計(jì)算風(fēng)機(jī)當(dāng)前的偏航角；[0041] 第二航線生成單元根據(jù)所述偏航角，生成到達(dá)輪轂正前方的第二航線L2，第二航線L2包括第一正前方航點(diǎn)和第二正前方航點(diǎn)，第一正前方航點(diǎn)為輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為無(wú)人機(jī)當(dāng)前高度；第二正前方航點(diǎn)是輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為輪轂高度，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)云臺(tái)后調(diào)整為水平拍攝，從云臺(tái)中的可見光攝像頭中獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖，控制無(wú)人機(jī)機(jī)頭方向調(diào)整為風(fēng)機(jī)偏航角?180°；[0042] 葉片角度計(jì)算單元基于風(fēng)機(jī)輪轂正視圖計(jì)算風(fēng)機(jī)的葉片角度；[0043] 巡檢航線生成單元基于風(fēng)機(jī)偏航角和葉片角度，生成巡檢航線。[0044] 偏航角計(jì)算單元計(jì)算風(fēng)機(jī)當(dāng)前的偏航角具體包含以下步驟:[0045] 201)利用分割算法獲取只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖，從風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖的四條邊依次向中心搜索葉片，得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域?yàn)槿~片區(qū)域；得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，確定葉片的位置，并獲得葉片端點(diǎn)；[0046] 202)去除葉片區(qū)域，基于風(fēng)機(jī)的機(jī)艙所在區(qū)域計(jì)算出機(jī)艙的最大內(nèi)接矩形，將最大內(nèi)接矩形的較長(zhǎng)的中線作為機(jī)艙中線；[0047] 203)根據(jù)葉片端點(diǎn)和機(jī)艙中線，計(jì)算出在風(fēng)機(jī)頂視圖上以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a，根據(jù)云臺(tái)偏航角b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c。[0048] 步驟203)具體包括以下步驟：[0049] 選取葉片的一個(gè)端點(diǎn)py0，機(jī)艙中線的兩個(gè)端點(diǎn)分別為pc0和pc1，計(jì)算端點(diǎn)py0在中線上的投影點(diǎn)p⊥，機(jī)艙尾部上的點(diǎn)是機(jī)艙中線端點(diǎn)中距離投影點(diǎn)p⊥較遠(yuǎn)的點(diǎn)，以投影點(diǎn)p⊥為端點(diǎn)，計(jì)算得到以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a；此時(shí)云臺(tái)偏航角為b，其中以正北為0°，向東為正，向西為負(fù)，得到風(fēng)機(jī)偏航角c＝90°+a+b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c，風(fēng)機(jī)偏航角c：

[0050][0051] 風(fēng)機(jī)偏航角c∈(?180,180]。[0052] 葉片角度計(jì)算單元工作過程具體包括以下步驟：[0053] 401)獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖后，為減少其他部分的影響，利用分割算法獲取得到只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖；[0054] 402)對(duì)風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖進(jìn)行直線檢測(cè)，獲取豎直方向上的直線，所述豎直方向上的直線為塔筒或者某個(gè)豎直向上或者向下的葉片的邊緣，根據(jù)豎直方向上的直線得到輪轂在水平方向上的坐標(biāo)；[0055] 對(duì)非豎直直線以輪轂為坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)算直線在圖片上的角度，按照角度大小聚類，得到的聚類類別數(shù)；[0056] 403)將每個(gè)類別中直線的角度平均值作為該方向上葉片角度d，所述葉片角度d是以塔筒為0°，逆時(shí)針方向上第一個(gè)葉片與塔筒之間的夾角。[0057] 步驟402)具體包括以下步驟：[0058] 通過比較直線兩端端點(diǎn)的x坐標(biāo)，判斷直線是否豎直方向上的直線，直線兩端端點(diǎn)分別為p0和p1，x軸坐標(biāo)差值xdiff＝|xp0?xp1|，當(dāng)xdiff小于閾值δ時(shí)，判斷為豎直直線；計(jì)算所有豎直直線x坐標(biāo)的均值 將所述均值 作為輪轂中心的x坐標(biāo)xlg；xp0、xp1是直線兩端端點(diǎn)的x軸坐標(biāo)值；[0059] 對(duì)非豎直直線按照角度進(jìn)行聚類，非豎直直線的延長(zhǎng)線，應(yīng)該相交與輪轂附近，即非豎直直線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)的x坐標(biāo)在[xlg?ε,xlg+ε]范圍內(nèi)，ε是輪轂半徑在圖片上的估計(jì)值，xlg輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)。 r為輪轂半徑，g為無(wú)人機(jī)離輪轂的距離，相機(jī)內(nèi)參(f，cx，cy)，其中f是相機(jī)的焦距，(cx,cy)是主點(diǎn)坐標(biāo)；具體來說對(duì)非豎直直線，首先分別計(jì)算非豎直直線兩個(gè)端點(diǎn)的x坐標(biāo)與輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)xlg之間的差值，將差值較小的端點(diǎn)做為原點(diǎn)，計(jì)算非豎直直線的角度θ，非豎直直線原點(diǎn)為pori，原點(diǎn)pori的坐標(biāo)為(xori，yori)，非豎直直線另外一個(gè)端點(diǎn)為pend，端點(diǎn)pend的坐標(biāo)為(xend，yend)，則所述非豎直直線的角度θ為：[0060][0061] 其中Δx＝xend?xori,Δy＝y(tǒng)end?yori，按照角度的大小進(jìn)行聚類，每個(gè)葉片上的非豎直直線將聚為一類，聚類算法使用基于不相交集(disjointset)的算法，通過若干次迭代得到只有葉片的直線，且類別數(shù)是2或者3個(gè)；在風(fēng)機(jī)基本處于正‘Y’或倒‘Y’停機(jī)時(shí)，其中一個(gè)葉片處于豎直狀態(tài)，導(dǎo)致類別數(shù)為2。[0062] 巡檢航線生成單元工作過程具體包括以下步驟：[0063] 在得到風(fēng)機(jī)偏航角c和葉片角度d后，基于風(fēng)機(jī)的固有參數(shù)葉輪仰角e、葉片錐角v計(jì)算巡檢航線。為計(jì)算方便，基于輪轂的坐標(biāo)系 在坐標(biāo)系 下，第一葉片的角度為d′＝270°?d；根據(jù)葉輪仰角，在所述坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣為：

[0064][0065] 得到第一葉片方向向量vb＝Rp[cos(d′)*cos(v),sin(v),sin(d′)*cos(v)]T，通過替換葉片角度得到第二葉片和第三葉片的方向向量。已知葉片長(zhǎng)度l和無(wú)人機(jī)初始位置后，得到巡檢航線；在拍攝第一葉片的前緣時(shí)，以輪轂正前方作為第一個(gè)航點(diǎn)，坐標(biāo)為p1＝[0,Tg,0] ，其中g(shù)是無(wú)人機(jī)離輪轂的距離，葉片長(zhǎng)度為l，在不考慮葉片預(yù)彎的情況下，所述葉片葉尖的位置為p2＝p1+lvb。巡檢其中一個(gè)葉片前緣的前緣部分，相當(dāng)于向量lvb。利用葉片的方向向量和葉片長(zhǎng)度l，動(dòng)態(tài)地生成基于坐標(biāo)系 的巡檢航點(diǎn)。為轉(zhuǎn)換成無(wú)人機(jī)能夠使用的經(jīng)緯度和高度，先要將基于坐標(biāo)系 生成的巡檢航點(diǎn)轉(zhuǎn)成基于站心坐標(biāo)系(ENU) 的航點(diǎn)，已知風(fēng)機(jī)偏航角c和輪轂高度h時(shí)，從坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)換到基于站心坐標(biāo)系 的轉(zhuǎn)換矩陣為：

[0066][0067] 巡檢航點(diǎn)用坐標(biāo)表示x＝[x0,x1,x2]T，齊次坐標(biāo)為x′＝[x0,x1,x2,1]T，將x′轉(zhuǎn)換為基于站心坐標(biāo)系 下的坐標(biāo)公式為 得到站心坐標(biāo)后，轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度和海拔。[0068] 本發(fā)明最為突出的特點(diǎn)和顯著的有益效果是：[0069] 本發(fā)明公開一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成方法，本申請(qǐng)僅需要輸入風(fēng)機(jī)的地理信息與自身參數(shù)，自動(dòng)識(shí)別風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)的偏航角和葉片角度，自動(dòng)生成巡檢航線，其中包括巡檢航線上的航點(diǎn)、無(wú)人機(jī)的機(jī)頭方向、每個(gè)航點(diǎn)時(shí)的云臺(tái)角度和拍照動(dòng)作，使得飛行過程中不需要人工參與，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)能夠任意點(diǎn)起飛，風(fēng)機(jī)能夠停在任意角度計(jì)算所需參數(shù)計(jì)算量小，誤差小。[0070] 本發(fā)明在生成航線時(shí)同時(shí)考慮風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪仰角和葉片錐角等固有參數(shù)，動(dòng)態(tài)地獲取航線，不需要特定的葉片模板。附圖說明[0071] 圖1無(wú)人機(jī)到達(dá)風(fēng)機(jī)頂部示意圖；[0072] 圖2a風(fēng)機(jī)頂視圖；[0073] 圖2b為風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖[0074] 圖2c為機(jī)艙中線示意圖；[0075] 圖2d機(jī)艙中線的數(shù)據(jù)分析示意圖；[0076] 圖3無(wú)人機(jī)從頂部到達(dá)輪轂正前方示意圖；[0077] 圖4a風(fēng)機(jī)輪轂正視圖示意圖；[0078] 圖4b為葉片角度示意圖；[0079] 圖5基于風(fēng)機(jī)塔筒底部的站心直角坐標(biāo)系[0080] 圖6基于輪轂的坐標(biāo)系[0081] 圖7巡檢葉片前緣的航線示意圖；[0082] 圖8拍攝迎風(fēng)面和背風(fēng)面時(shí)的云臺(tái)角度。具體實(shí)施方式[0083] 以下將結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)地解釋說明。此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。[0084] 風(fēng)機(jī)包括風(fēng)機(jī)塔筒和設(shè)置在風(fēng)塔頂端的葉輪，并已知風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度和葉輪的海拔,所述葉輪包括輪轂和三個(gè)沿輪轂周向均勻分布的葉片,所屬無(wú)人機(jī)搭載包含可見光攝像頭的云臺(tái)，一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成方法，包括以下步驟：[0085] S1,生成到達(dá)風(fēng)機(jī)上方的第一航線L1，第一航線L1包括三個(gè)航點(diǎn)，三個(gè)航點(diǎn)分別為第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)、第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)和第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)；第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是無(wú)人機(jī)所在的經(jīng)緯度，高度高于周圍的阻礙物；第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度是第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的高度；第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度大于輪轂高度和葉片長(zhǎng)度之和，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)后，調(diào)整云臺(tái)垂直向下拍攝，獲取風(fēng)機(jī)頂視圖(從云臺(tái)中的可見光攝像頭中獲取風(fēng)機(jī)頂視圖)；[0086] 生成的風(fēng)機(jī)頂部航線，需要知道風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，輪轂的海拔和葉片長(zhǎng)度。到達(dá)風(fēng)機(jī)頂部時(shí)，其海拔應(yīng)該大于輪轂海拔加上葉片長(zhǎng)度，如圖1所示。[0087] S2，根據(jù)風(fēng)機(jī)頂視圖與當(dāng)前云臺(tái)偏航角計(jì)算風(fēng)機(jī)當(dāng)前的偏航角，其中，云臺(tái)偏航角直接采集獲得；[0088] S3，根據(jù)所述偏航角，生成到達(dá)輪轂正前方的第二航線L2，第二航線L2包括第一正前方航點(diǎn)和第二正前方航點(diǎn)，第一正前方航點(diǎn)為輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為無(wú)人機(jī)當(dāng)前高度；第二正前方航點(diǎn)是輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為輪轂高度，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)云臺(tái)后調(diào)整為水平拍攝，從云臺(tái)中的可見光攝像頭中獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖，控制無(wú)人機(jī)機(jī)頭方向調(diào)整為風(fēng)機(jī)偏航角?180°；[0089] S4，基于風(fēng)機(jī)輪轂正視圖計(jì)算風(fēng)機(jī)的葉片角度。[0090] S5，基于風(fēng)機(jī)偏航角和葉片角度，生成巡檢航線。[0091] 步驟S2計(jì)算風(fēng)機(jī)當(dāng)前的偏航角具體包含以下步驟:[0092] 獲取風(fēng)機(jī)頂視圖后，為減少其他部分的影響，利用分割算法獲取得到只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖，如圖2a到圖2d所示。[0093] 201)利用分割算法獲取只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖，從風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖的四條邊依次向中心搜索葉片，得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域?yàn)槿~片區(qū)域；得到2或者3個(gè)葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，如圖2b的箭頭指向位置所示，確定葉片的位置，并獲得葉片端點(diǎn)；[0094] 202)去除葉片區(qū)域，基于風(fēng)機(jī)的機(jī)艙所在區(qū)域計(jì)算出機(jī)艙的最大內(nèi)接矩形，將最大內(nèi)接矩形的較長(zhǎng)的中線作為機(jī)艙中線，如圖2c所示；[0095] 203)根據(jù)葉片端點(diǎn)和機(jī)艙中線，計(jì)算出在風(fēng)機(jī)頂視圖上以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a，根據(jù)云臺(tái)偏航角b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c，其中云臺(tái)偏航角b由無(wú)人機(jī)的飛控提供；[0096] 步驟203)具體包括以下步驟：[0097] 選取葉片的一個(gè)端點(diǎn)py0，機(jī)艙中線的兩個(gè)端點(diǎn)分別為pc0和pc1，計(jì)算端點(diǎn)py0在中線上的投影點(diǎn)p⊥，如圖2d所示，機(jī)艙尾部上的點(diǎn)是機(jī)艙中線端點(diǎn)中距離投影點(diǎn)p⊥較遠(yuǎn)的點(diǎn)，以投影點(diǎn)p⊥為端點(diǎn)，計(jì)算得到以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a，在圖2(d)中坐標(biāo)原點(diǎn)為pc0；此時(shí)云臺(tái)偏航角為b，其中以正北為0°，向東為正，向西為負(fù)，得到風(fēng)機(jī)偏航角c＝90°+a+b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c，風(fēng)機(jī)偏航角c：[0098][0099] 風(fēng)機(jī)偏航角c∈(?180,180]。[0100] 步驟S4具體包括以下步驟：[0101] 401)獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖后，為減少其他部分的影響，利用分割算法獲取得到只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖；[0102] 402)對(duì)風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖進(jìn)行直線檢測(cè)，獲取豎直方向上的直線，所述豎直方向上的直線為塔筒或者某個(gè)豎直向上或者向下的葉片的邊緣，根據(jù)豎直方向上的直線得到輪轂在水平方向上的坐標(biāo)；[0103] 對(duì)非豎直直線以輪轂為坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)算直線在圖片上的角度，按照角度大小聚類，得到的類別數(shù)為2或者3。[0104] 非豎直直線則是去掉豎直線后的線。角度就是直線在圖片上的角度。[0105] 403)將每個(gè)類別中直線的角度平均值作為該方向上葉片角度d。此時(shí)葉片角度d以塔筒為0°，逆時(shí)針方向上第一個(gè)葉片與塔筒之間的夾角，如圖4b表示。[0106] 步驟402具體包括以下步驟：[0107] 通過比較直線兩端端點(diǎn)的x坐標(biāo)，判斷直線是否豎直方向上的直線，直線兩端端點(diǎn)分別為p0和p1，x軸坐標(biāo)差值xdiff＝|xp0?xp1|，當(dāng)xdiff小于閾值δ時(shí)，判斷為豎直直線，δ取值范圍是(0,5](單位是像素，在圖像上坐標(biāo)點(diǎn)之間的差值)；計(jì)算所有豎直直線x坐標(biāo)的均值將所述均值 作為輪轂中心的x坐標(biāo)xlg；xp0、xp1是直線兩端端點(diǎn)的x軸坐標(biāo)值；[0108] 對(duì)非豎直直線按照角度進(jìn)行聚類，由于葉片之間的夾角為120度，非豎直直線的延長(zhǎng)線，應(yīng)該相交與輪轂附近，即非豎直直線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)的x坐標(biāo)在[xlg?ε,xlg+ε]范圍內(nèi)，ε是輪轂半徑在圖片上的估計(jì)值，xlg輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)。 r為輪轂半徑，g為無(wú)人機(jī)離輪轂的距離，相機(jī)內(nèi)參(f，cx，cy)，其中f是相機(jī)的焦距，(cx,cy)是主點(diǎn)坐標(biāo)；如圖4a虛線表示,具體來說對(duì)非豎直直線，首先分別計(jì)算非豎直直線兩個(gè)端點(diǎn)的x坐標(biāo)與輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)xlg之間的差值，將差值較小的端點(diǎn)做為原點(diǎn)，計(jì)算非豎直直線的角度θ，非豎直直線原點(diǎn)為pori，原點(diǎn)pori的坐標(biāo)為(xori，yori)，非豎直直線另外一個(gè)端點(diǎn)為pend，端點(diǎn)pend的坐標(biāo)為(xend，yend)，則所述非豎直直線的角度θ為：[0109][0110] 其中Δx＝xend?xori,Δy＝y(tǒng)end?yori，按照角度的大小進(jìn)行聚類，每個(gè)葉片上的非豎直直線將聚為一類，聚類算法使用基于不相交集(disjointset)的算法，通過若干次迭代得到只有葉片的直線，且類別數(shù)是2或者3個(gè)；在風(fēng)機(jī)基本處于正‘Y’或倒‘Y’停機(jī)時(shí)，其中一個(gè)葉片處于豎直狀態(tài)，導(dǎo)致類別數(shù)為2。[0111] 步驟S5具體包括以下步驟：[0112] 在得到風(fēng)機(jī)偏航角c和葉片角度d后，基于風(fēng)機(jī)的固有參數(shù)葉輪仰角e、葉片錐角v計(jì)算巡檢航線。為計(jì)算方便，使用如圖6所示基于輪轂的坐標(biāo)系 在坐標(biāo)系 下，第一葉片的角度為d′＝270°?d；根據(jù)葉輪仰角，在所述坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣為：[0113][0114] 得到第一葉片方向向量vb＝Rp[cos(d′)*cos(v),sin(v),sin(d′)*cos(v)]T，通過替換葉片角度得到第二葉片和第三葉片的方向向量。已知葉片長(zhǎng)度l和無(wú)人機(jī)初始位置后，得到巡檢航線；本實(shí)施例中，在拍攝第一葉片的前緣時(shí)，以輪轂正前方作為第一個(gè)航點(diǎn)，坐T標(biāo)為p1＝[0,g,0] ，其中g(shù)是無(wú)人機(jī)離輪轂的距離，本實(shí)施例設(shè)置為10米。葉片長(zhǎng)度為l，在不考慮葉片預(yù)彎的情況下，所述葉片葉尖的位置為p2＝p1+lvb。如圖7所示，巡檢其中一個(gè)葉片前緣的前緣部分，其中虛線箭頭是巡檢方向，相當(dāng)于向量lvb。利用葉片的方向向量和葉片長(zhǎng)度l，動(dòng)態(tài)地生成基于坐標(biāo)系 的巡檢航點(diǎn)。為轉(zhuǎn)換成無(wú)人機(jī)能夠使用的經(jīng)緯度和高度，先要將基于坐標(biāo)系 生成的巡檢航點(diǎn)轉(zhuǎn)成基于站心坐標(biāo)系(ENU) 的航點(diǎn)，如圖5所示。已知風(fēng)機(jī)偏航角c和輪轂高度h時(shí)，從坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)換到坐標(biāo)系 的轉(zhuǎn)換矩陣為：

[0115][0116] 巡檢航點(diǎn)用坐標(biāo)表示x＝[x0,x1,x2]T，齊次坐標(biāo)為x′＝[x0,x1,x2,1]T，將x′轉(zhuǎn)換為基于站心坐標(biāo)系 下的坐標(biāo)公式為 得到站心坐標(biāo)后，轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度和海拔。x0,x1,x2是三維空間坐標(biāo)的x、y、z軸的值；

[0117] 換成站心坐標(biāo)系后，轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度和海拔，“站心坐標(biāo)系(ENU)”轉(zhuǎn)成成“地心地固坐標(biāo)系(ECEF)”后再轉(zhuǎn)成“經(jīng)緯高坐標(biāo)系(LLA)”。[0118] 在拍攝葉片的前緣和后緣時(shí)，無(wú)人機(jī)的相機(jī)云臺(tái)偏航角指向機(jī)頭，俯仰角為0，即保持水平角度，仰視為正角度，俯視為負(fù)角度。假定風(fēng)機(jī)的偏航角為c，在拍攝葉片前緣時(shí)，無(wú)人機(jī)的機(jī)頭方向與風(fēng)機(jī)的偏航角相反，即面向風(fēng)機(jī)輪轂，其角度為?c。拍攝葉片后緣時(shí)，無(wú)人機(jī)機(jī)頭方向與風(fēng)機(jī)偏航角相同，其角度為c。[0119] 在拍攝葉片的迎風(fēng)面(PS面)和背風(fēng)面(SS面)時(shí)，無(wú)人機(jī)的相機(jī)云臺(tái)偏航角指向機(jī)頭，云臺(tái)俯仰角和無(wú)人機(jī)的機(jī)頭方向根據(jù)所拍攝的葉片角度進(jìn)行調(diào)整。具體而言，如圖8所示，假定葉片角度d＝30°，則在拍攝葉片背風(fēng)面時(shí)(A點(diǎn))，相機(jī)云臺(tái)調(diào)整為30°，機(jī)頭方向基于風(fēng)機(jī)的偏航角c設(shè)定為c?90°。在拍攝葉片迎風(fēng)面時(shí)(B點(diǎn))，相機(jī)云臺(tái)調(diào)整為?30°，機(jī)頭方向?yàn)閏+90°。[0120] 一種基于無(wú)人機(jī)的風(fēng)機(jī)巡檢航線生成系統(tǒng)，包括第一航線生成單元、偏航角計(jì)算單元、第二航線生成單元、葉片角度計(jì)算單元和巡檢航線生成單元；[0121] 第一航線生成單元生成到達(dá)風(fēng)機(jī)上方的第一航線L1，第一航線L1包括三個(gè)航點(diǎn)，三個(gè)航點(diǎn)分別為第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)、第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)和第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)；第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是無(wú)人機(jī)所在的經(jīng)緯度，高度高于周圍的阻礙物；第二風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度是第一風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的高度；第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)的經(jīng)緯度是風(fēng)機(jī)塔筒的經(jīng)緯度，高度大于輪轂高度和葉片長(zhǎng)度之和，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)第三風(fēng)機(jī)上方航點(diǎn)后，調(diào)整云臺(tái)垂直向下拍攝，獲取風(fēng)機(jī)頂視圖(從云臺(tái)中的可見光攝像頭中獲取風(fēng)機(jī)頂視圖)；[0122] 偏航角計(jì)算單元根據(jù)風(fēng)機(jī)頂視圖與當(dāng)前云臺(tái)的偏航角計(jì)算風(fēng)機(jī)當(dāng)前的偏航角；[0123] 第二航線生成單元根據(jù)所述偏航角，生成到達(dá)輪轂正前方的第二航線L2，第二航線L2包括第一正前方航點(diǎn)和第二正前方航點(diǎn)，第一正前方航點(diǎn)為輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為無(wú)人機(jī)當(dāng)前高度；第二正前方航點(diǎn)是輪轂正前方的經(jīng)緯度，高度為輪轂高度，控制無(wú)人機(jī)到達(dá)云臺(tái)后調(diào)整為水平拍攝，從云臺(tái)中的可見光攝像頭中獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖，控制無(wú)人機(jī)機(jī)頭方向調(diào)整為風(fēng)機(jī)偏航角?180°；[0124] 葉片角度計(jì)算單元基于風(fēng)機(jī)輪轂正視圖計(jì)算風(fēng)機(jī)的葉片角度；[0125] 巡檢航線生成單元基于風(fēng)機(jī)偏航角和葉片角度，生成巡檢航線。[0126] 偏航角計(jì)算單元計(jì)算風(fēng)機(jī)當(dāng)前的偏航角具體包含以下步驟:[0127] 201)利用分割算法獲取只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖，從風(fēng)機(jī)頂視圖的二值圖的四條邊依次向中心搜索葉片，得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域?yàn)槿~片區(qū)域；得到葉片延伸至圖像四條邊的區(qū)域，確定葉片的位置，并獲得葉片端點(diǎn)；[0128] 202)去除葉片區(qū)域，基于風(fēng)機(jī)的機(jī)艙所在區(qū)域計(jì)算出機(jī)艙的最大內(nèi)接矩形，將最大內(nèi)接矩形的較長(zhǎng)的中線作為機(jī)艙中線；[0129] 203)根據(jù)葉片端點(diǎn)和機(jī)艙中線，計(jì)算出在風(fēng)機(jī)頂視圖上以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a，根據(jù)云臺(tái)偏航角b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c。[0130] 步驟203)具體包括以下步驟：[0131] 選取葉片的一個(gè)端點(diǎn)py0，機(jī)艙中線的兩個(gè)端點(diǎn)分別為pc0和pc1，計(jì)算端點(diǎn)py0在中線上的投影點(diǎn)p⊥，機(jī)艙尾部上的點(diǎn)是機(jī)艙中線端點(diǎn)中距離投影點(diǎn)p⊥較遠(yuǎn)的點(diǎn)，以投影點(diǎn)p⊥為端點(diǎn)，計(jì)算得到以機(jī)艙尾部為坐標(biāo)原點(diǎn)的偏航角度a，在圖2(d)中坐標(biāo)原點(diǎn)為pc0；此時(shí)云臺(tái)偏航角為b，其中以正北為0°，向東為正，向西為負(fù)，得到風(fēng)機(jī)偏航角c＝90°+a+b，得到風(fēng)機(jī)偏航角c，風(fēng)機(jī)偏航角c：[0132][0133] 風(fēng)機(jī)偏航角c∈(?180,180]。[0134] 葉片角度計(jì)算單元工作過程具體包括以下步驟：[0135] 401)獲取風(fēng)機(jī)輪轂正視圖后，為減少其他部分的影響，利用分割算法獲取得到只有風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖；[0136] 402)對(duì)風(fēng)機(jī)輪轂正視圖的二值圖進(jìn)行直線檢測(cè)，獲取豎直方向上的直線，所述豎直方向上的直線為塔筒或者某個(gè)豎直向上或者向下的葉片的邊緣，根據(jù)豎直方向上的直線得到輪轂在水平方向上的坐標(biāo)；[0137] 對(duì)非豎直直線以輪轂為坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)算直線在圖片上的角度，按照角度大小聚類，得到的聚類類別數(shù)；[0138] 403)將每個(gè)類別中直線的角度平均值作為該方向上葉片角度d，所述葉片角度d是以塔筒為0°，逆時(shí)針方向上第一個(gè)葉片與塔筒之間的夾角。[0139] 步驟402)具體包括以下步驟：[0140] 通過比較直線兩端端點(diǎn)的x坐標(biāo)，判斷直線是否豎直方向上的直線，直線兩端端點(diǎn)分別為p0和p1，x軸坐標(biāo)差值xdiff＝|xp0?xp1|，當(dāng)xdiff小于閾值δ時(shí)，判斷為豎直直線，δ取值范圍是(0,5](單位是像素，在圖像上坐標(biāo)點(diǎn)之間的差值)；計(jì)算所有豎直直線x坐標(biāo)的均值將所述均值 作為輪轂中心的x坐標(biāo)xlg；xp0、xp1是直線兩端端點(diǎn)的x軸坐標(biāo)值；[0141] 對(duì)非豎直直線按照角度進(jìn)行聚類，由于葉片之間的夾角為120度，非豎直直線的延長(zhǎng)線，應(yīng)該相交與輪轂附近，即非豎直直線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)的x坐標(biāo)在[xlg?ε,xlg+ε]范圍內(nèi)，ε是輪轂半徑在圖片上的估計(jì)值，xlg輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)。 r為輪轂半徑(如圖4a虛線表示)，g為無(wú)人機(jī)離輪轂的距離，相機(jī)內(nèi)參(f，cx，cy)，其中f是相機(jī)的焦距，(cx,cy)是主點(diǎn)坐標(biāo)；具體來說對(duì)非豎直直線，首先分別計(jì)算非豎直直線兩個(gè)端點(diǎn)的x坐標(biāo)與輪轂中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)xlg之間的差值，將差值較小的端點(diǎn)做為原點(diǎn)，計(jì)算非豎直直線的角度θ，非豎直直線原點(diǎn)為pori，原點(diǎn)pori的坐標(biāo)為(xori，yori)，非豎直直線另外一個(gè)端點(diǎn)為pend，端點(diǎn)pend的坐標(biāo)為(xend，yend)，則所述非豎直直線的角度θ為：[0142][0143] 其中Δx＝xend?xori,Δy＝y(tǒng)end?yori，按照角度的大小進(jìn)行聚類，每個(gè)葉片上的非豎直直線將聚為一類，聚類算法使用基于不相交集(disjointset)的算法，通過若干次迭代得到只有葉片的直線，且類別數(shù)是2或者3個(gè)；在風(fēng)機(jī)基本處于正‘Y’或倒‘Y’停機(jī)時(shí)，其中一個(gè)葉片處于豎直狀態(tài)，導(dǎo)致類別數(shù)為2。[0144] 巡檢航線生成單元工作過程具體包括以下步驟：[0145] 在得到風(fēng)機(jī)偏航角c和葉片角度d后，基于風(fēng)機(jī)的固有參數(shù)葉輪仰角e、葉片錐角v計(jì)算巡檢航線。為計(jì)算方便，使用如圖6所示基于輪轂的坐標(biāo)系 在坐標(biāo)系 下，第一葉片的角度為d′＝270°?d；根據(jù)葉輪仰角，在所述坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣為：[0146][0147] 得到第一葉片方向向量vb＝Rp[cos(d′)*cos(v),sin(v),sin(d′)*cos(v)]T，通過替換葉片角度得到第二葉片和第三葉片的方向向量。已知葉片長(zhǎng)度l和無(wú)人機(jī)初始位置后，得到巡檢航線；本實(shí)施例中，在拍攝第一葉片的前緣時(shí)，以輪轂正前方作為第一個(gè)航點(diǎn)，坐T標(biāo)為p1＝[0,g,0] ，其中g(shù)是無(wú)人機(jī)離輪轂的距離，葉片長(zhǎng)度為l，在不考慮葉片預(yù)彎的情況下，所述葉片葉尖的位置為p2＝p1+lvb。如圖7所示，巡檢其中一個(gè)葉片前緣的前緣部分，其中虛線箭頭是巡檢方向，相當(dāng)于向量lvb。利用葉片的方向向量和葉片長(zhǎng)度l，動(dòng)態(tài)地生成基于坐標(biāo)系 的巡檢航點(diǎn)。為轉(zhuǎn)換成無(wú)人機(jī)能夠使用的經(jīng)緯度和高度，先要將基于坐標(biāo)系生成的巡檢航點(diǎn)轉(zhuǎn)成基于站心坐標(biāo)系(ENU) 的航點(diǎn)，已知風(fēng)機(jī)偏航角c和輪轂高度h時(shí)，從坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)換到基于站心坐標(biāo)系 的轉(zhuǎn)換矩陣為：

[0148][0149] 巡檢航點(diǎn)用坐標(biāo)表示x＝[x0,x1,x2]T，齊次坐標(biāo)為x′＝[x0,x1,x2,1]T，將x′轉(zhuǎn)換為基于站心坐標(biāo)系 下的坐標(biāo)公式為 得到站心坐標(biāo)后，轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度和海拔。[0150] 換成站心坐標(biāo)系后，轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度和海拔，“站心坐標(biāo)系(ENU)”轉(zhuǎn)成成“地心地固坐標(biāo)系(ECEF)”后再轉(zhuǎn)成“經(jīng)緯高坐標(biāo)系(LLA)”。[0151] 在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對(duì)本說明書的理解。[0152] 類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡(jiǎn)本公開并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對(duì)其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多特征。更確切地說，如權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。[0153] 本領(lǐng)域那些技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在本文所公開的示例中的設(shè)備的模塊或單元或組間可以布置在如該實(shí)施例中所描述的設(shè)備中，或者可替換地可以定位在與該示例中的設(shè)備不同的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中。前述示例中的模塊可以組合為一個(gè)模塊或者此外可以分成多個(gè)子模塊。[0154] 本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對(duì)實(shí)施例中的設(shè)備中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們?cè)O(shè)置在與該實(shí)施例不同的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中。可以把實(shí)施例中的模塊或單元或組間組合成一個(gè)模塊或單元或組間，以及此外可以把它們分成多個(gè)子模塊或子單元或子組間。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對(duì)本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個(gè)特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。[0155] 此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。[0156] 此外，所述實(shí)施例中的一些在此被描述成可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器或者由執(zhí)行所述功能的其它裝置實(shí)施的方法或方法元素的組合。因此，具有用于實(shí)施所述方法或方法元素的必要指令的處理器形成用于實(shí)施該方法或方法元素的裝置。此外，裝置實(shí)施例的在此所述的元素是如下裝置的例子：該裝置用于實(shí)施由為了實(shí)施該發(fā)明的目的的元素所執(zhí)行的功能。[0157] 這里描述的各種技術(shù)可結(jié)合硬件或軟件，或者它們的組合一起實(shí)現(xiàn)。從而，本發(fā)明的方法和設(shè)備，或者本發(fā)明的方法和設(shè)備的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如軟盤、CD?ROM、硬盤驅(qū)動(dòng)器或者其它任意機(jī)器可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序代碼(即指令)的形式，其中當(dāng)程序被載入諸如計(jì)算機(jī)之類的機(jī)器，并被所述機(jī)器執(zhí)行時(shí)，所述機(jī)器變成實(shí)踐本發(fā)明的設(shè)備。[0158] 在程序代碼在可編程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的情況下，計(jì)算設(shè)備一般包括處理器、處理器可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)(包括易失性和非易失性存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)元件)，至少一個(gè)輸入裝置，和至少一個(gè)輸出裝置。其中，存儲(chǔ)器被配置用于存儲(chǔ)程序代碼；處理器被配置用于根據(jù)該存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述程序代碼中的指令，執(zhí)行本發(fā)明的方法。[0159] 以示例而非限制的方式，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)諸如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)等信息。通信介質(zhì)一般以諸如載波或其它傳輸機(jī)制等已調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)來體現(xiàn)計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)，并且包括任何信息傳遞介質(zhì)。以上的任一種的組合也包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍之內(nèi)。[0160] 如在此所使用的那樣，除非另行規(guī)定，使用序數(shù)詞“第一”、“第二”、“第三”等等來描述普通對(duì)象僅僅表示涉及類似對(duì)象的不同實(shí)例，并且并不意圖暗示這樣被描述的對(duì)象必須具有時(shí)間上、空間上、排序方面或者以任意其它方式的給定順序。[0161] 盡管根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是受益于上面的描述，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，在由此描述的本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以設(shè)想其它實(shí)施例。此外，應(yīng)當(dāng)注意，本說明書中使用的語(yǔ)言主要是為了可讀性和教導(dǎo)的目的而選擇的，而不是為了解釋或者限定本發(fā)明的主題而選擇的。因此，在不偏離所附權(quán)利要求書的范圍和精神的情況下，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。對(duì)于本發(fā)明的范圍，對(duì)本發(fā)明所做的公開是說明性的，而非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定。[0162] 最后說明，本發(fā)明未詳細(xì)解釋該領(lǐng)域技術(shù)人員公認(rèn)常識(shí)，以上所述僅為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。