[发明专利]一种变电站智能巡检机器人路径规划方法

说明书

本发明公开了一种变电站智能巡检机器人路径规划方法，包括：对变电站内巡检机器人的运行环境进行分层表征，创建分层地图；对变电站工作票的电子文本进行解析，获取工作任务信息；综合利用分层地图及工作任务信息进行最优路径规划。本发明针对电力行业注重安全性的特点，综合考虑检修计划、变电站内部分道路狭窄等约束条件，提前进行路径规划，以合理避开检修区域、优化设备巡检顺序，在达到安全性要求的同时，提高了变电站智能巡检机器人的巡检效率和智能化水平。

技术领域

本发明涉及一种变电站智能巡检机器人路径规划方法，属于变电站技术领域。

背景技术

路径规划算法是移动机器人导航的核心技术，也是研究热点。目前的研究方向主要在如何通过已知的全局信息和传感器采集的实时信息，采用相应算法，如遗传算法、蚁群算法、神经网络算法等，以最优的路径达到目标点。此类算法所研究的机器人在运行环境中的运动不受限制或少受限制。而变电站智能巡检机器人（以下简称“巡检机器人”）的路径规划不能直接沿用以上算法的思路，因为巡检机器人的运行会受变电站内狭窄道路、电气安全距离等约束，不能进行自由地避障和路径规划。

近年来，电力行业对运行设备安全的要求越来越高，要求巡检机器人的运行不能影响变电站内高压设备的正常运行。出于安全性的考虑，现有的巡检机器人大多采用按预设路径循规蹈矩进行巡检，不进行动态路径规划。若巡检机器人运行的前方出现障碍物，巡检机器人将中止巡检任务，停在原地，直到障碍物撤离。巡检机器人因一直停在原地等待障碍物撤离而造成电量耗尽的情况时有发生，这种情况均不符合用户对巡检机器人的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种变电站智能巡检机器人路径规划方法，解决现有技术中巡检机器人不能进行动态路径规划，达不到用户对巡检机器人的智能化要求水平的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种变电站智能巡检机器人路径规划方法，包括如下步骤：

对变电站内巡检机器人的运行环境进行分层表征，创建分层地图；

对变电站工作票的电子文本进行解析，获取工作任务信息；

综合利用分层地图及工作任务信息进行最优路径规划。

所述分层地图包括：表征变电站内障碍物分布的全局栅格地图、表征巡检机器人巡检对象属性的语义地图、表征巡检机器人巡检路径的拓扑地图。

创建全局栅格地图的具体方法如下：

将变电站内巡检机器人运行的平面空间离散成一个个栅格；

根据巡检机器人的坐标和朝向以及和变电站内的障碍物距离计算出障碍物坐标；将变电站内存在障碍物的区域对应的栅格标注为“占用”，不存在障碍物的区域对应的栅格标注为“空闲”。

通过SLAM算法获取巡检机器人的坐标和朝向。

采用Bresenham直线段扫描算法，将变电站内障碍物所处区域对应的栅格标注为“占用”；在巡检机器人所处的栅格与障碍物所处的栅格之间画直线，直线所到之处认为是不存在障碍物的区域，全部标注为“空闲”。

创建语义地图的具体方法是在创建全局栅格地图的基础上，对全局栅格地图中巡检对象障碍物区域添加设备属性，形成检修计划解析所需的语义地图。

所述设备属性包括设备区域、间隔、设备类型。

创建拓扑地图的具体方法是在构建的语义地图的基础上，根据巡检对象设置巡检点，结合变电站道路分布蓝图，若相邻的两个巡检点之间存在可行走路径，则沿可行走道路分布，将两个巡检点用线段连接起来；直至变电站内所有的巡检点都连通起来，形成拓扑地图。

对变电站工作票的电子文本进行解析获取工作任务信息的具体方法是：