湖南马栏山视频先进技术研究院有限公司黎维获国家专利权
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龙图腾网获悉湖南马栏山视频先进技术研究院有限公司申请的专利一种基于三维语义驱动的无人机自主电力设施巡检方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121430653B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202512041262.3,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种基于三维语义驱动的无人机自主电力设施巡检方法是由黎维;邓正秋设计研发完成,并于2025-12-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于三维语义驱动的无人机自主电力设施巡检方法在说明书摘要公布了:一种基于三维语义驱动的无人机自主电力设施巡检方法,涉及无人机巡航控制技术领域,本发明在统一世界坐标系下构建包含关键构件的三维语义表示,结合机载视觉感知实时生成带构件类别标签的三维语义点云,并将运维规程中的巡检要求解析为有序的构件级任务序列,在此基础上由无人机根据目标构件的三维语义分布自主规划观测位姿与局部飞行路径,实现对关键构件的自适应接近与覆盖。本发明能精准遵循运维语义、实现关键部位细粒度感知、使巡检路径贴合关注点、具备环境自适应力,并有效提升了巡检效率,降低了成本,解决了当前电力设施无人机巡检依赖预设模式,难满足运维语义、缺关键部位感知与自适应力,导致巡检效果欠佳的问题。
本发明授权一种基于三维语义驱动的无人机自主电力设施巡检方法在权利要求书中公布了:1.一种基于三维语义驱动的无人机自主电力设施巡检方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、建立世界坐标系,将电力设施及无人机映射到世界坐标系下,获取初始全局设施三维语义点云及无人机初始位姿;所述初始全局设施三维语义点云包括初始全局设施三维点云及初始全局语义标签向量;所述无人机搭载有机载相机; S2、对巡检任务文本集合进行预处理后提取其中电力构件相关短语并将其与电力构件类别集合对齐得到构件类别序列空间,然后根据类别序列空间生成构件级语义巡检序列; S3、根据机载相机在时刻t采集的图像通过开放词汇视觉感知网络得到目标构件的像素级分割结果,并根据机载相机在时刻t采集的深度图、相机内参矩阵以及无人机当前位姿将目标构件的像素级分割结果中符合要求的所有掩膜像素三维反投影后与上一时刻全局设施三维语义点云进行融合得到当前时刻全局设施三维语义点云; 步骤S3具体包括以下步骤: S31、根据机载相机在时刻t采集的一帧RGB图像输入开放词汇视觉感知网络,得到当前视野内目标构件的像素级分割结果,其中为当前帧中检测到的目标构件数量;为第i个目标构件的构件类别标签;为第i个目标构件的语义掩膜; S32、遍历像素级分割结果中所有掩膜像素,对于满足掩膜像素,根据机载相机在时刻t采集的深度图、相机内参矩阵以及无人机当前位姿将其三维反投影得到世界坐标系三维点,得到属于第i个目标构件的一组三维点; S33、将时刻t的每个目标构件的所有三维点按列堆叠构建成当前时刻的增量三维点云矩阵,并构建其对应的增量语义标签向量,将二者作为增量三维语义点云; S34、将增量三维语义点云与上一时刻全局设施三维语义点云进行拼接更新得到当前时刻全局设施三维语义点云; S4、将第个待巡检的电力构件类别作为当前目标构件类别,然后从全局设施三维语义点云提取当前目标构件类别的三维点集生成当前目标构件类别的代表航点,根据无人机当前位置及代表航点通过基于障碍物集合构建的局部路径规划函数得到局部控制指令序列; S5、根据无人机当前位姿、局部控制指令序列及控制步h逐步执行飞行控制得到无人机新时刻位姿并更新全局设施三维语义点云,然后在新时刻筛选生成当前目标构件三维点集,并根据无人机与当前目标构件三维点集之间的最近距离构建覆盖状态指示量判断构件级语义巡检序列中所有目标构件是否巡检完成。
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