本发明涉及航线规划技术领域，尤其涉及一种无人机倾斜摄影航线规划方法及计算机可读存储介质。
背景技术：
目前，无人机航线规划主要有两种，一种无人机巡检任务的航线规划，一种是测绘型无人机航线规划。对于面向影像、倾斜摄影等测绘型无人机航线规划，有根据数据采集要求，结合航线规划算法进行航线规划，但没结合采集对象现状进行航线规划调整优化，在实际采集中，可能会造成无人机跟较高物体产生碰撞的风险。单体建筑精细化建模的无人机三维航线规划只针对单体建筑本身进行航线规划，而没对大范围地理空间数据采集如配网网格进行航线规划。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种无人机倾斜摄影航线规划方法及计算机可读存储介质，可以提高倾斜摄影采集工作效率，大大降低采集时间及成本，并保证设备安全。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种无人机倾斜摄影航线规划方法，包括：
根据从电网gis平台获取的地形数据、影像数据、建筑物矢量数据和电网设备空间数据，构建配电网网格现状三维场景；
确定航测范围；
根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地物特点，进行航线规划和参数设定，并进行空间分析和碰撞检测，得到三维航线；
在所述配电网网格现状三维场景中对所述三维航线进行航线飞行模拟，并验证航线性能；
若验证不通过，则调整所述三维航线的参数；
若验证通过，则输出所述三维航线。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本发明的有益效果在于：通过配电网网格无人机倾斜摄影航线规划，可以自动计算配电网网格全覆盖的规划采集线路，避免采集不全而造成多次返工，从而大大提高倾斜摄影采集工作效率；可以优化无人机转弯次数，缩短采集时间，从而大大降低采集时间及成本。通过空间分析和碰撞检测，可以有效避免现场采集无人机与地形、建筑物、电网设备等发生碰撞或超出安全距离而造成损失，保证采集过程人员及设备安全。
附图说明
图1为本发明实施例一的一种无人机倾斜摄影航线规划方法的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，一种无人机倾斜摄影航线规划方法，包括：
根据从电网gis平台获取的地形数据、影像数据、建筑物矢量数据和电网设备空间数据，构建配电网网格现状三维场景；
确定航测范围；
根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地物特点，进行航线规划和参数设定，并进行空间分析和碰撞检测，得到三维航线；
在所述配电网网格现状三维场景中对所述三维航线进行航线飞行模拟，并验证航线性能；
若验证不通过，则调整所述三维航线的参数；
若验证通过，则输出所述三维航线。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：可以提高倾斜摄影采集工作效率，大大降低采集时间及成本，并保证设备安全。
进一步地，所述根据从电网gis平台获取的地形数据、影像数据、建筑物矢量数据和电网设备空间数据，构建配电网网格现状三维场景具体为：
从电网gis平台获取地形数据和影像数据，并根据所述地形数据和影像数据构建现状三维基础地形影像场景；
从电网gis平台获取建筑物矢量数据，并根据所述建筑物矢量数据以及建筑物的高度数据，生成建筑物三维场景；
从电网gis平台获取电网设备空间数据，并根据所述电网设备空间数据以及电网设备的台账信息，生成电网设备三维场景；
根据所述现状三维基础地形影像场景、建筑物三维场景、电网设备三维场景和预设的配电网网格范围，生成配电网网格现状三维场景。
由上述描述可知，针对配电网网格数据的精度化倾斜摄影三维建模，需要考虑周围建筑物，特别是配电网设备各个角度的数据采集航路的规划，才有办法构建比较完整的建筑物单体和配电网设备模块。
进一步地，所述确定航测范围具体为：
在gis平台上选择待航测的配电网网格，并将所述待航测的配电网网格对应的配电网网格范围作为航测范围；
或，在所述配电网网格现状三维场景中设置航测范围。
由上述描述可知，可选择配电网网格自动生生航测范围，这种方式范围自动计算比较精确，也可自定义设置航测范围，这种方式设定比较灵活。
进一步地，所述根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地物特点，进行航线规划和参数设定，并进行空间分析和碰撞检测，得到三维航线具体为：
根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地形、建筑物和配电网设备的地物特点，进行航线规划和参数设定，得到三维航线，所述飞行参数包括飞行高度、飞行速度、拍摄间隔、航向间距和旁向间距，所述飞控影响因素包括飞控距离、电池消耗、采集时间、地形地貌、建筑物分布、电网设备分布和测量精度；
根据所述三维航线，构建航线采集范围缓冲区，并构建建筑安全距离缓冲区；
判断所述航线采集范围缓冲区和建筑安全距离缓冲区是否存在交叉；
若存在，则对所述三维航线进行纠正；
根据预设比例，模拟无人机模型，并模拟所述无人机模型在所述三维航线上进行飞行；
检测所述无人机模型与地形、建筑物或电网设备的三维模型是否产生碰撞；
若碰撞，则对所述三维航线进行纠正。
由上述描述可知，通过空间分析和碰撞检测，可以有效避免现场采集无人机与地形、建筑物、电网设备等发生碰撞或超出安全距离而造成损失，保证采集过程人员及设备安全。
进一步地，所述航线性能包括闭合完整性、飞行畅通性、机动合理性和飞行安全性；
验证闭合完整性具体为：判断所述三维航线是否闭合完整；
验证飞行畅通性具体为：判断所述三维航线中是否存在禁飞区域或危险区域，所述三维航线是否畅通合理；
验证机动合理性具体为：对航线飞行模拟的过程中的起飞、降落、机动转弯和盘旋运动进行检测，判断是否正确；
验证飞行安全性具体为：在航线飞行模拟的过程中进行空间分析和碰撞检测，判断是否安全。
由上述描述可知，可进一步优化无人机倾斜摄影采集三维规划航线。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
实施例一
请参照图1，本发明的实施例一为：一种无人机倾斜摄影航路规划方法，本方法基于电网gis平台，可应用于无人机倾斜航测。如图1所示，包括如下步骤：
s1：根据从电网gis平台获取的地形数据、影像数据、建筑物矢量数据和电网设备空间数据，构建配电网网格现状三维场景。
具体地，从电网gis平台获取高精度的地形数据和影像数据，构建现状三维基础地形影像场景；从电网gis平台获取建筑物等矢量数据，结合建筑物楼层数和楼层高度，或结合建筑物高度，批量模拟生成建筑物三维场景；从电网gis平台获取电网设备等空间数据，结合pm2.0电网设备台账信息，模拟生成电网设备三维场景。
电网gis平台有配电网网格空间分布数据，根据配电网网格地理空间分布自动生成配电网网格范围。本实施例中，在原来的范围上再缓冲100m，作为配电网网格采集范围。
根据配电网网格采集范围，融合现状三维基础地形影像场景、建筑物三维场景和电网设备三维场景，形成配电网网格现状三维场景。
s2：确定航测范围。
具体地，在电网gis平台上选择需要进行航测的配电网网格，通过配电网网格地理空间分布自动生成配电网网格范围，或自定义在电网gis平台配电网网格现状三维场景上设置航测范围。
s3：根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地物特点，进行航线规划和参数设定，并进行空间分析和碰撞检测，得到三维航线。
倾斜航测的飞行参数包括飞行高度、飞行速度、拍摄间隔、航向间距、旁向间距等，不同的参数设置对航测的精度、效率等产生影响。综合考虑飞控距离、电池消耗、采集时间，地形地貌、建筑物分布、电网设备分布、测量精度等飞控影响因素，根据地面、建筑物、配电网设备等不同地物特点，进行航线规划和参数设定，使飞行高度、地面分辨率及物理像元尺寸满足三角比例关系。
具体地，本实施例中，在执行倾斜摄影任务飞行时，航向重叠度为80％，旁向重叠度为60％，航高(飞行高度)一般控照当地建筑物、配电网设备的2倍设置，地面分辨率约为2-3cm；航向覆盖须超过测区边界线100m以上。对于航摄漏洞进行补拍时，推荐使用同样型号的航摄相机，并且保证补摄航线的两端皆超出漏洞之外2条基线，无人机的飞行时间一般不超过1h。
进一步地，可设计实现自动三维航线规划算法程序，通过算法程序自动计算出三维航线。
然后对规划出的三维航线进行空间分析和碰撞检测。
其中，空间分析具体为：根据所述三维航线，构建航线采集范围缓冲区，并构建建筑安全距离缓冲区；判断两个缓冲区是否存在交叉，若存在交叉则需要对三维航线进行纠正。
碰撞检测具体为：按照1:1的比例模拟无人机模型，然后模拟该无人机模型在三维航线上进行飞行，检测是否与地形、建筑物、电网设备等三维模型产生碰撞，若存在碰撞则需要对三维航线进行纠正。
s4：在所述配电网网格现状三维场景中对所述三维航线进行航线飞行模拟，验证航线性能，判断是否验证通过，若是，则执行步骤s5，若否，则执行步骤s6。
即在配电网网格现状三维场景上，通过三维航线pos数据(包含经纬度、高度、海拔、飞行方向、飞行姿态)，模拟无人机航测作业，进行模拟验证，进一步优化无人机倾斜摄影采集三维规划航线，并输出规划航线。
具体地，根据三维航线的航线信息，在三维模式上对三维航线进行模拟，即自动在配电网网格现状三维场景生成三维航线模拟，与在虚拟背景下进行航线飞行模拟，用于校验三维航线的以下性能：
a)闭合完整性：三维航线是否闭合完整，从起飞至飞回机场是否可安全降落；
b)飞行畅通性：全航线飞行过程中是否有禁飞区域或危险区域，航线是否畅通合理，避免运算生成往返折线；
c)机动合理性：全航线飞行过程中的起飞、降落、机动转弯、盘旋运动检查是否正确；
d)飞行安全性：全航线飞行过程中的空间分析安全距离、飞行器与航飞区划物体碰撞检测，判断是否安全，避免产生飞行事故。
s5：输出所述三维航线。
s6：调整所述三维航线的参数。进一步地，调整后继续进行航线飞行模拟，即执行步骤s4。
本实施例利用电网gis平台现有三维gis数据、空间分析、碰撞检测等，优化配网网格范围内无人机倾斜摄影航线规划，可实现针对配电网网格数据的精度化倾斜摄影三维建模。通过配电网网格无人机倾斜摄影航线规划，可以自动计算配电网网格全覆盖的规划采集线路，避免采集不全而造成多次返工，从而大大提高倾斜摄影采集工作效率；可以优化无人机转弯次数，缩短采集时间，从而大大降低采集时间及成本。通过空间分析和碰撞检测，可以有效避免现场采集无人机与地形、建筑物、电网设备等发生碰撞或超出安全距离而造成损失，保证采集过程人员及设备安全。
实施例二
本实施例是对应上述实施例的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如下步骤：
根据从电网gis平台获取的地形数据、影像数据、建筑物矢量数据和电网设备空间数据，构建配电网网格现状三维场景；
确定航测范围；
根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地物特点，进行航线规划和参数设定，并进行空间分析和碰撞检测，得到三维航线；
在所述配电网网格现状三维场景中对所述三维航线进行航线飞行模拟，并验证航线性能；
若验证不通过，则调整所述三维航线的参数；
若验证通过，则输出所述三维航线。
进一步地，所述根据从电网gis平台获取的地形数据、影像数据、建筑物矢量数据和电网设备空间数据，构建配电网网格现状三维场景具体为：
从电网gis平台获取地形数据和影像数据，并根据所述地形数据和影像数据构建现状三维基础地形影像场景；
从电网gis平台获取建筑物矢量数据，并根据所述建筑物矢量数据以及建筑物的高度数据，生成建筑物三维场景；
从电网gis平台获取电网设备空间数据，并根据所述电网设备空间数据以及电网设备的台账信息，生成电网设备三维场景；
根据所述现状三维基础地形影像场景、建筑物三维场景、电网设备三维场景和预设的配电网网格范围，生成配电网网格现状三维场景。
进一步地，所述确定航测范围具体为：
在gis平台上选择待航测的配电网网格，并将所述待航测的配电网网格对应的配电网网格范围作为航测范围；
或，在所述配电网网格现状三维场景中设置航测范围。
进一步地，所述根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地物特点，进行航线规划和参数设定，并进行空间分析和碰撞检测，得到三维航线具体为：
根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地形、建筑物和配电网设备的地物特点，进行航线规划和参数设定，得到三维航线，所述飞行参数包括飞行高度、飞行速度、拍摄间隔、航向间距和旁向间距，所述飞控影响因素包括飞控距离、电池消耗、采集时间、地形地貌、建筑物分布、电网设备分布和测量精度；
根据所述三维航线，构建航线采集范围缓冲区，并构建建筑安全距离缓冲区；
判断所述航线采集范围缓冲区和建筑安全距离缓冲区是否存在交叉；
若存在，则对所述三维航线进行纠正；
根据预设比例，模拟无人机模型，并模拟所述无人机模型在所述三维航线上进行飞行；
检测所述无人机模型与地形、建筑物或电网设备的三维模型是否产生碰撞；
若碰撞，则对所述三维航线进行纠正。
进一步地，所述航线性能包括闭合完整性、飞行畅通性、机动合理性和飞行安全性；
验证闭合完整性具体为：判断所述三维航线是否闭合完整；
验证飞行畅通性具体为：判断所述三维航线中是否存在禁飞区域或危险区域，所述三维航线是否畅通合理；
验证机动合理性具体为：对航线飞行模拟的过程中的起飞、降落、机动转弯和盘旋运动进行检测，判断是否正确；
验证飞行安全性具体为：在航线飞行模拟的过程中进行空间分析和碰撞检测，判断是否安全。
综上所述，本发明提供的一种无人机倾斜摄影航线规划方法及计算机可读存储介质，通过配电网网格无人机倾斜摄影航线规划，可以自动计算配电网网格全覆盖的规划采集线路，避免采集不全而造成多次返工，从而大大提高倾斜摄影采集工作效率；可以优化无人机转弯次数，缩短采集时间，从而大大降低采集时间及成本。通过空间分析和碰撞检测，可以有效避免现场采集无人机与地形、建筑物、电网设备等发生碰撞或超出安全距离而造成损失，保证采集过程人员及设备安全。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
1.一种无人机倾斜摄影航线规划方法，其特征在于，包括：
根据从电网gis平台获取的地形数据、影像数据、建筑物矢量数据和电网设备空间数据，构建配电网网格现状三维场景；
确定航测范围；
根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地物特点，进行航线规划和参数设定，并进行空间分析和碰撞检测，得到三维航线；
在所述配电网网格现状三维场景中对所述三维航线进行航线飞行模拟，并验证航线性能；
若验证不通过，则调整所述三维航线的参数；
若验证通过，则输出所述三维航线。
2.根据权利要求1所述的无人机倾斜摄影航线规划方法，其特征在于，所述根据从电网gis平台获取的地形数据、影像数据、建筑物矢量数据和电网设备空间数据，构建配电网网格现状三维场景具体为：
从电网gis平台获取地形数据和影像数据，并根据所述地形数据和影像数据构建现状三维基础地形影像场景；
从电网gis平台获取建筑物矢量数据，并根据所述建筑物矢量数据以及建筑物的高度数据，生成建筑物三维场景；
从电网gis平台获取电网设备空间数据，并根据所述电网设备空间数据以及电网设备的台账信息，生成电网设备三维场景；
根据所述现状三维基础地形影像场景、建筑物三维场景、电网设备三维场景和预设的配电网网格范围，生成配电网网格现状三维场景。
3.根据权利要求1所述的无人机倾斜摄影航线规划方法，其特征在于，所述确定航测范围具体为：
在gis平台上选择待航测的配电网网格，并将所述待航测的配电网网格对应的配电网网格范围作为航测范围；
或，在所述配电网网格现状三维场景中设置航测范围。
4.根据权利要求1所述的无人机倾斜摄影航线规划方法，其特征在于，所述根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地物特点，进行航线规划和参数设定，并进行空间分析和碰撞检测，得到三维航线具体为：
根据预设的飞行参数和飞控影响因素，以及所述航测范围内的地形、建筑物和配电网设备的地物特点，进行航线规划和参数设定，得到三维航线，所述飞行参数包括飞行高度、飞行速度、拍摄间隔、航向间距和旁向间距，所述飞控影响因素包括飞控距离、电池消耗、采集时间、地形地貌、建筑物分布、电网设备分布和测量精度；
根据所述三维航线，构建航线采集范围缓冲区，并构建建筑安全距离缓冲区；
判断所述航线采集范围缓冲区和建筑安全距离缓冲区是否存在交叉；
若存在，则对所述三维航线进行纠正；
根据预设比例，模拟无人机模型，并模拟所述无人机模型在所述三维航线上进行飞行；
检测所述无人机模型与地形、建筑物或电网设备的三维模型是否产生碰撞；
若碰撞，则对所述三维航线进行纠正。
5.根据权利要求1所述的无人机倾斜摄影航线规划方法，其特征在于，所述航线性能包括闭合完整性、飞行畅通性、机动合理性和飞行安全性；
验证闭合完整性具体为：判断所述三维航线是否闭合完整；
验证飞行畅通性具体为：判断所述三维航线中是否存在禁飞区域或危险区域，所述三维航线是否畅通合理；
验证机动合理性具体为：对航线飞行模拟的过程中的起飞、降落、机动转弯和盘旋运动进行检测，判断是否正确；
验证飞行安全性具体为：在航线飞行模拟的过程中进行空间分析和碰撞检测，判断是否安全。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的方法的步骤。
技术总结