[發(fā)明專利]變電站機器人可行域提取方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111485875.1
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114155348A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡志宏;李栗;楊川
• 申請（專利權(quán)）人: 億嘉和科技股份有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T17/20;G06T5/00
• 代理公司: 南京理工信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32542
• 代理人: 吳茂杰

本發(fā)明公開一種變電站機器人可行域提取方法及裝置，可基于多線激光雷達(dá)正確提取機器人可行域。本發(fā)明方法包括：(10)輸入點云：輸入無人變電站環(huán)境原始點云；(20)激光橫向分割：將原始點云分解為水平單線點云的集合；(30)平面提取：過濾與橫向分割平面不一的點云；(40)曲率濾波：將平面提取后的點根據(jù)同平面上橫向激光束上前后相鄰的三個點形成線段作為當(dāng)前點的曲率，過濾掉不滿足點；(50)橢圓擬合：將曲率濾波后的點采用距離之和最小的目標(biāo)方程進行圓擬合，過濾距離較遠(yuǎn)的點；(60)離群點剔除：將橢圓擬合過濾后的點采用統(tǒng)計濾波的方式，濾除離群點；(70)輸出可行域：將離群點剔除后的點云數(shù)據(jù)投影至二維柵格地圖中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像識別技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于多線激光雷達(dá)的變電站機器人可行域提取方法及裝置。

背景技術(shù)

在無人變電站環(huán)境下，通過部署移動型巡檢機器人和消防機器人為電站環(huán)境提供相應(yīng)的檢測和消防工作。出于成本和室外強光的環(huán)境考慮，定位方案采用RTK和多線激光雷達(dá)來提供穩(wěn)定的定位信息。

由于變電站四面為空曠環(huán)境，由水泥路(不可行駛區(qū)域)和石子路(可行使區(qū)域)組成，而主流的基于柵格地圖的圖搜索算法的導(dǎo)航方案無法為機器人提供關(guān)于水泥路和石子路的語義信息，即在信息量有限的柵格地圖中，規(guī)劃算法無法針對石子路和水泥路來進行安全性規(guī)劃。若通過繪制虛擬墻的方法來將水泥路和石子路體現(xiàn)在柵格地圖中，則存在難以精確地將石子路和水泥路分割開，造成規(guī)劃的軌跡存在安全隱患的情況。而現(xiàn)有的道路感知算法多為基于視覺方案或配合激光雷達(dá)來實現(xiàn)的，且落地的場景多為有明顯特征的車道線檢測和馬路牙子檢測，與無人變電站中的環(huán)境區(qū)別較大，定位方案也有顯著區(qū)別，無法直接應(yīng)用于無人變電站環(huán)境中。

總之，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：由于無人變電站為純激光的定位方案，且無明顯特征的路面信息，基于多線激光雷達(dá)無法正確提取到機器人可行域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種變電站機器人可行域提取方法，可基于多線激光雷達(dá)正確提取機器人可行域。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種變電站機器人可行域提取裝置。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種變電站機器人可行域提取方法，包括如下步驟：

(10)輸入點云：輸入無人變電站環(huán)境下激光雷達(dá)采集的原始點云；

(20)激光橫向分割：將所述原始點云分解為水平單線點云的集合，實現(xiàn)對激光的橫向分割；

(30)平面提取：根據(jù)所述橫向分割的激光形成的平面，過濾掉高度與周圍點集不在同一平面的點云；

(40)曲率濾波：將所述平面提取后的點根據(jù)同平面上橫向激光束上前后相鄰的三個點形成線段作為當(dāng)前點的曲率，過濾掉不滿足曲率要求的點；

(50)橢圓擬合：將所述曲率濾波后的點采用距離之和最小的目標(biāo)方程進行圓擬合，過濾掉與橢圓距離較遠(yuǎn)的點；

(60)離群點剔除：將所述橢圓擬合過濾后的點采用統(tǒng)計濾波的方式，濾除橢圓擬合后的離群點；

(70)輸出可行域：將所述離群點剔除后的點云數(shù)據(jù)作為可行域點云，投影至二維柵格地圖中。

實現(xiàn)本發(fā)明另一目的的技術(shù)解決方案為：

一種變電站機器人可行域提取裝置，其特征在于包括：

點云輸入模塊，用于輸入無人變電站環(huán)境下激光雷達(dá)采集的原始點云；

激光橫向分割模塊，用于將所述原始點云分解為水平單線點云的集合，實現(xiàn)對激光的橫向分割；

平面提取模塊，用于根據(jù)所述橫向分割的激光形成的平面，過濾掉高度與周圍點集不在同一平面的點云；