[發明專利]一種電力巡檢機器人返航路徑確定方法

有效

• 申請號: 201811025804.1
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109240290B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 郭健;袁佳泉;李勝;吳益飛;朱禹璇;史一露;施佳偉;危海明;孫強
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種電力巡檢機器人返航路徑確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、根據室外變電站環境構建成拓撲地圖；

步驟2、根據拓撲地圖，規劃電力巡檢機器人的運行路徑與停靠點，規劃主干路線與非干路線、主干路點與非干路點，并且預先在電力巡檢機器人的工控機中儲存所有主干路線信息；

步驟3、電力巡檢機器人通訊中斷后超過故障時間，電力巡檢機器人進入返航模式；電力巡檢機器人返航分為第一返航路徑和第二返航路徑兩個部分進行，第一返航路徑為優化后的從非干路點返回主干路點的返航路線，第二返航路徑為最優的從主干路點返回充電屋的返航路線；

所述電力巡檢機器人返航分為第一返航路徑和第二返航路徑兩個部分進行，具體為：

步驟3-1、電力巡檢機器人通過激光定位系統獲得當前的位置點信息，然后對自身的位置點信息進行判斷，若當前點為主干路點，則進入步驟3-2直接完成第二返航路徑；若當前點為非干路點，則先規劃第一返航路徑，完成從非干路點退回主干路點的過程；

步驟3-2、電力巡檢機器人當前位置點為主干路點時，電力巡檢機器人根據所在主干路點信息，從預存路線中規劃出最優的第二返航路徑，按路線返航至充電屋；

系統通過查詢主干路線路徑信息，判斷當前主干路點所處的主干路線位置，若當前主干路點位于多條主干路線時，則計算當前主干路點通過不同主干路線返回的路線長度，然后選擇距離最短的作為第二返航路徑；

步驟3-1中所述的若當前點為非干路點，則先規劃第一返航路徑，具體為：

步驟3-1-1、系統通過路徑棧查找歷史運行記錄，確定電力巡檢機器人所需退回的主干路點；

機器人在正常行駛過程中，記錄自身的前進運行路徑，儲存方式為棧儲存，即將路經的停靠點坐標儲存在路徑棧中，先進后出，所以棧頂為當前點，棧底為充電屋坐標；系統不斷循環從該棧中取出一個坐標點判斷其是否為主干路點，一旦查找到一個主干路點時即跳出循環，該主干路點即為機器人所需退回的主干路點；

步驟3-1-2、將機器人從當前非干路點按照歷史運行記錄返回至主干路點的路線作為第一返航路徑，并對第一返航路徑進行優化，具體為：根據第一返航路徑先確定該返航路徑上各個非干路點的連通關系，以距離權值建立無向圖，利用Dijkstra算法規劃出由當前非干路點返回至返航主干路點的最優第一返航路徑。

2.根據權利要求1所述的電力巡檢機器人返航路徑確定方法，其特征在于，步驟1所述的根據室外變電站環境構建成拓撲地圖，具體為：

激光導航系統利用電力巡檢機器人自身攜帶的激光測距傳感器和里程計，構建特征稀疏環境的二維地圖，然后將地圖環境抽象為拓撲地圖。

3.根據權利要求1所述的電力巡檢機器人返航路徑確定方法，其特征在于，步驟2所述的根據拓撲地圖，規劃電力巡檢機器人的運行路徑與停靠點，規劃主干路線與非干路線、主干路點與非干路點，并且預先在電力巡檢機器人的工控機中儲存所有主干路線信息，具體為：

步驟2-1、規劃電力巡檢機器人的運行路徑與停靠點；

將電力巡檢機器人運行路徑簡化為直線路徑，并在運行路徑上設置停靠點；停靠點分為關鍵點與巡檢點：關鍵點為電力巡檢機器人能夠更改運動方向位置，可完成執行、轉彎、掉頭動作的點；巡檢點為電力巡檢機器人停靠并執行變電站設備檢測的點；

檢測任務完成之后運行到下一個停靠點；

步驟2-2、將機器人通行暢通且關鍵的運行路線設置為主干路線，其余路線為非干路線；將主干路線上的關鍵點定義為主干路點，其余所有路線中的點定義為非干路點；將充電屋設置為主干路點，且設置為主干路線的一個端點；

步驟2-3、預先在電力巡檢機器人的工控機中儲存所有主干路線信息，由于主干路線由一系列主干路點組成，主干路線表示為主干路點坐標序列。