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龙图腾网获悉广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司揭阳惠来供电局;广东中毅电力建设有限公司申请的专利基于图像识别与路径规划的无人机电线穿引架设控制系统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：CN121277199B 。

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：202511373091.8，技术领域涉及：G05D1/46；该发明授权基于图像识别与路径规划的无人机电线穿引架设控制系统是由郑史滨;陈金君;熊鑫欣;方冠勇;邱汉民;高文敬;王素文;李凯曼;杨炎标;陶冶;黄晓权;何李妹;黄毓琦;吕征;姚远;余程鹏设计研发完成，并于2025-09-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于图像识别与路径规划的无人机电线穿引架设控制系统在说明书摘要公布了：本发明公开了基于图像识别与路径规划的无人机电线穿引架设控制系统，涉及无人机架设电线技术领域，视觉感知模块将实时图像转化为三维空间数据，从而获得三维感知能力。线机状态提取模块从中计算出包含最短空间距离dmin和挂点总张力T的状态向量F，实现对安全裕度及无人机负载的精确量化。风险势场建立模块根据状态向量F建立复合型风险势场标量Φ，统一碰撞与承载力风险的评估标准。候选轨迹推演与最优控制决策模块基于复合型风险势场标量Φ进行双模态仿真，并通过代价函数选出最优路径规划指令aopt，实现前瞻性的趋利避害决策与应急处理。飞控指令生成模块将指令转化为底层PWM信号驱动无人机，提升复杂环境下作业的安全与效率。

本发明授权基于图像识别与路径规划的无人机电线穿引架设控制系统在权利要求书中公布了：1.基于图像识别与路径规划的无人机电线穿引架设控制系统，其特征在于：包括视觉感知模块、线机状态提取模块、风险势场建立模块、候选轨迹推演模块、最优控制决策模块及飞控指令生成模块； 视觉感知模块通过无人机摄像头采集实时二维图像并转化为三维空间数据； 线机状态提取模块接收转化的三维空间数据进行几何参数计算和物理参数计算，得到包含电线和无人机当前状态参数的状态向量； 风险势场建立模块接收状态向量进行电线的张力风险和碰撞风险评估，得到风险势场集； 候选轨迹推演模块接收风险势场集进行风险评估，根据评估结果和预设的候选动作集进行仿真预测并重新代入风险势场标量的评估计算中，得到候选轨迹评估数据集； 最优控制决策模块接收候选轨迹评估数据集，遍历计算由风险势场标量带来的风险项和由未来状态向量带来的收益项的综合代价，并选出最小值时对应的执行动作作为最优路径规划指令； 飞控指令生成模块根据最优路径规划指令，转化为可执行的底层物理指令并驱动无人机执行最优路径规划指令； 线机状态提取模块包括空间集合关系解析单元和电线物理状态解析单元； 结合障碍物点云集合POBS与电线三维空间坐标序列PROP共同构成三维场景数据集D，空间集合关系解析单元接收三维场景数据集D，根据三维场景数据集D中的障碍物点云集合POBS使用k-d数构建算法，生成障碍物k-d树，遍历电线三维空间坐标序列PROP中每个三维坐标点，向障碍物k-d树发起一次最近邻查询，找到当前电线三维空间坐标序列PROP中的遍历点对应的最近障碍物点并计算两点间的欧式距离d，在遍历完电线三维空间坐标序列PROP后，通过比较所有的欧式距离d，找到最短空间距离dmin； 根据得到的最短空间距离dmin的对应点，分别为电线目标点pr和障碍物点po，计算电线目标点pr指向障碍物点po的归一化向量，得到危险方向向量dvec，具体计算方式为计算电线目标点pr与障碍物点po的坐标差值并除以电线目标点pr与障碍物点po之间的距离； 电线物理状态解析单元接收三维场景数据集D中的电线三维空间坐标序列PROP，首先，将电线起始塔挂点坐标prN向竖直方向生成一条模拟竖直线段，以穿引无人机挂点坐标pr1为基准点，向生成的模拟竖直线段做一条水平垂直线，得到空间直线段，最后遍历电线三维空间坐标序列PROP，计算每个坐标到所定义的空间直线段的垂直距离S，通过比较所有的垂直距离S，找到最大垂直距离SMAX标记为弧垂深度Sd，并将最大垂直距离SMAX对应坐标点标记为最大垂点prM，接着，计算穿引无人机挂点坐标pr1和最大垂点prM在水平面的投影距离并标记为水平分段跨距Ld，具体计算方式为根据勾股定理，计算两点坐标点X轴坐标值之差的平方加Y坐标轴值之差的平方后再开平方； 根据水平分段跨距Ld和弧垂深度Sd，结合在物理中悬链线的总张力计算公式，计算得到挂点总张力T，首先计算由最大垂点prM向两端延伸产生的水平张力分量，其中，水平张力分量与水平分段跨距Ld的平方成正比，与弧垂深度Sd成反比，其次计算由穿引无人机挂点pr1所需承受的因电线重力产生的垂直张力分量，其中，垂直张力分量与从穿引无人机挂点pr1到最大垂点prM部分的电线重力大小相等，最后，将水平张力分量的平方与垂直张力分量的平方进行叠加再开方，得到在穿引无人机挂点pr1处的挂点总张力T； 其中，挂点总张力T计算表达式如下： ； 式中，w表示预设的在单位长度内电线的重量，通过预先测量获取，单位为牛顿米； 结合预设的穿引无人机飞行速度向量v、最短空间距离dmin、危险方向向量dvec及挂点总张力T，生成电线和无人机当前状态参数的状态向量F。

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