[發明專利]一種架空輸電線路巡線機器人導航、巡線方法及裝置

在審

• 申請號: 202110909718.2
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113485368A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 黃國方;鐘亮民;楊明鑫;陳向志;單超;劉曉銘;張靜;吳圣和;王文政;張斌;甘志堅;謝永麟;彭奕;湯濟民;謝芬;郝永奇;廖志勇;周興俊;薛棟良;侯建國;溫祥青;童宇輝;張叢叢;吳嵩青;蔣軒
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國網電力科學研究院有限公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張歡歡

本發明公開了一種架空輸電線路巡線機器人導航、巡線方法。該方法通過對輸電線路巡線對象的拓撲連接關系進行先驗的靜態環境建模，形成層次化的巡線環境原始導航拓撲地圖。在此基礎上，借助導航的巡線任務模式的建圖任務，實現對原始導航地圖的更新與修正，獲得可用于巡線作業的實際導航地圖。通過線路對象的拓撲連接關系，結合高精度定位數據，巡線機器人可以完成復雜的導航路徑規劃，達到比現有巡線機器人更高層次的自動化巡線導航水平。本發明能夠自主沿規劃路徑對巡線線路建圖形成巡線環境的導航地圖，并基于導航地圖進行巡線作業。

技術領域

本發明屬于機器人導航定位技術領域，具體用于在輸電線路機器人領域，具體涉及一種架空輸電線路巡線機器人導航方法及裝置，還涉及一種架空輸電線路巡線機器人巡線方法及裝置。

背景技術

架空輸電線路是電力系統的重要組成部分，對架空線路設備、輸電通道設施的日常巡檢任務責任重大。輸電走廊跨越區域復雜、線路隱患缺陷不易察覺，往往給線路巡檢人員的工作帶來較大困難。因此，能夠代替人工進行全天候自主工作的巡線機器人成為重要的解決方案。

架空線路巡線機器人是移動機器人的一種，由于其行走區域為架空地線，可將其視作“類軌道式”移動機器人。通過對架空地線進行“軌道式”改造并裝設充電裝置，理論上巡線機器人可以無監督地實現全天候的自主巡線作業任務。

常規的巡線方案主要是人工定期巡線，投入的人力和時間成本較大，巡線效率較低。現有的巡線機器人方案可以完成較簡單的自主導航任務，但缺乏更細致的全局路徑規劃模型以及在路徑規劃下的自主導航與避障措施，導航的智能性與可靠程度不足，無法達到更高水平的自動化巡線作業。小型旋翼式無人機線路巡線方案克服了特殊地形下的巡線困難，實現了對線路的精細化巡線，但對特殊氣象條件的適應性和充電續航能力的不足是需要進一步解決的問題。

在實際應用中，巡線機器人可能需要執行長時間對特定區間的往復巡線作業，有可能執行對某種特定的線路要素設施的巡線作業。因此急需一種能夠自主對待巡線路進行拓撲建模建立環境“地圖”，并據此指導機器人的作業任務路徑規劃的機器人，實現巡線機器人全天候長時間的無監督自動化作業管理。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供了一種架空輸電線路巡線機器人導航、巡線方法，自主沿規劃路徑對巡線線路建圖形成巡線環境的導航地圖，并基于導航地圖進行巡線作業。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案。

第一方面，本發明提供了一種架空輸電線路巡線機器人導航方法，包括以下過程：

獲取描述巡線環境的原始地圖，所述原始地圖中包括越障點和巡線點的拓撲位置關系以及越障點和巡線點與越障路點和巡線路點之間的從屬關系；

對待巡線線路中包含所有越障路點和巡線路點的路徑進行規劃，驅使機器人途經路徑中各個越障路點和巡線路點以獲得其實際位置信息，并更新原始地圖中各路點位置信息形成實際導航地圖。

可選地，所述獲取描述巡線環境的原始地圖，包括：

獲取待巡線線路的越障點和巡線點；并確定越障點和巡線點的拓撲位置關系；

對越障點和巡線點及其對應的越障路點和巡線路點進行層次劃分，確定越障點和巡線點與各個路點之間的層級從屬關系；

基于越障點和巡線點的拓撲位置關系以及越障點和巡線點與各個路點之間的從屬關系，生成描述巡線環境的原始地圖；

可選地，所述越障點包括線夾、防震錘和橋，所述巡線點包括測溫點、拍照點、數據上傳點和充電站點。

可選地，所述確定越障點和巡線點的拓撲位置關系，包括：

獲取越障點和巡線點的排列次序關系；

獲取越障點和巡線點的位置；

基于越障點和巡線點的排列次序關系以及位置，確定越障點和巡線點的拓撲位置關系。