[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

本發明公開了一種電力巡檢機器人返航路徑確定方法。該方法為：構建室外變電站環境的拓撲地圖；規劃電力巡檢機器人運行路徑與停靠點，規劃主干路線與非干路點，將主干路線信息儲存在工控機中；將返航路徑設計為第一、第二返航路徑兩部分返航路徑，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；當電力巡檢機器人進入返航模式且位于非干路點時，機器人基于預先記錄的運動軌跡規劃第一返航路徑；機器人位于主干路點時即根據所在的主干路線信息，選取最優預存路線作為第二返航路線進行返航。本發明使得巡檢機器人在通訊故障情況下能夠自主返航，提高了返航的快速性、安全性與有效性。

技術領域

本發明涉及巡檢機器人自主導航技術領域，特別是一種電力巡檢機器人返航路徑確定方法。

背景技術

隨著社會的進步，各行各業的發展都離不開電力系統的安全運行，因此電力工業在生產生活中的地位至關重要。為了保證電力設備的穩定與安全運行，需要定期對其進行巡視檢查。由于人工巡檢存在勞動強度大、工作環境惡劣、工作效率低下等問題，電力巡檢機器人應運而生。在室外大型變電站的環境下，電力巡檢機器人可以通過自主導航定位對電力設備進行自主巡檢，并且可以通過圖像處理技術對數據信息進行智能分析，其市場應用前景十分廣泛。

電力機器人在室外執行任務的過程中，由于會受到外界磁場環境的干擾或遭遇突發情況而出現通信中斷的情況，此時電力機器人無法接收到來自于終端的任務指令，陷入停滯狀態而無法繼續執行任務。因此，在該情況下，機器人必須能夠自主規劃一條返航路徑返回原點，以保證后續工作可以正常進行。

目前，電力機器人返航方法多為原路返回或根據當前點選擇最近路線返回。由于機器人在之前的巡檢過程會經過多個任務點，原路返回方法容易出現繞遠的情況，效率較低；根據當前點選擇最近路線的方法需要進行全局路徑規劃，計算量大，不適用于大型變電站道路復雜的情況。綜上，現有的電力巡檢機器人返航路徑確定方法存在返回路徑冗長快速性不好、對于復雜道路環境適應性差的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電力巡檢機器人返航路徑確定方法，使得巡檢機器人在通訊故障情況下能夠自主返航，同時提高返航的快速性、安全性與有效性。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種電力巡檢機器人返航路徑確定方法，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。

作為一個具體示例，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。

作為一個具體示例，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；