[发明专利]一种电力巡检机器人返航路径确定方法

说明书

本发明公开了一种电力巡检机器人返航路径确定方法。该方法为：构建室外变电站环境的拓扑地图；规划电力巡检机器人运行路径与停靠点，规划主干路线与非干路点，将主干路线信息储存在工控机中；将返航路径设计为第一、第二返航路径两部分返航路径，第一返航路径为优化后的从非干路点返回主干路点的返航路线，第二返航路径为最优的从主干路点返回充电屋的返航路线；当电力巡检机器人进入返航模式且位于非干路点时，机器人基于预先记录的运动轨迹规划第一返航路径；机器人位于主干路点时即根据所在的主干路线信息，选取最优预存路线作为第二返航路线进行返航。本发明使得巡检机器人在通讯故障情况下能够自主返航，提高了返航的快速性、安全性与有效性。

技术领域

本发明涉及巡检机器人自主导航技术领域，特别是一种电力巡检机器人返航路径确定方法。

背景技术

随着社会的进步，各行各业的发展都离不开电力系统的安全运行，因此电力工业在生产生活中的地位至关重要。为了保证电力设备的稳定与安全运行，需要定期对其进行巡视检查。由于人工巡检存在劳动强度大、工作环境恶劣、工作效率低下等问题，电力巡检机器人应运而生。在室外大型变电站的环境下，电力巡检机器人可以通过自主导航定位对电力设备进行自主巡检，并且可以通过图像处理技术对数据信息进行智能分析，其市场应用前景十分广泛。

电力机器人在室外执行任务的过程中，由于会受到外界磁场环境的干扰或遭遇突发情况而出现通信中断的情况，此时电力机器人无法接收到来自于终端的任务指令，陷入停滞状态而无法继续执行任务。因此，在该情况下，机器人必须能够自主规划一条返航路径返回原点，以保证后续工作可以正常进行。

目前，电力机器人返航方法多为原路返回或根据当前点选择最近路线返回。由于机器人在之前的巡检过程会经过多个任务点，原路返回方法容易出现绕远的情况，效率较低；根据当前点选择最近路线的方法需要进行全局路径规划，计算量大，不适用于大型变电站道路复杂的情况。综上，现有的电力巡检机器人返航路径确定方法存在返回路径冗长快速性不好、对于复杂道路环境适应性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力巡检机器人返航路径确定方法，使得巡检机器人在通讯故障情况下能够自主返航，同时提高返航的快速性、安全性与有效性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种电力巡检机器人返航路径确定方法，包括以下步骤：

步骤1、根据室外变电站环境构建成拓扑地图；

步骤2、根据拓扑地图，规划电力巡检机器人的运行路径与停靠点，规划主干路线与非干路线、主干路点与非干路点，并且预先在电力巡检机器人的工控机中储存所有主干路线信息；

步骤3、电力巡检机器人通讯中断后超过故障时间，电力巡检机器人进入返航模式；电力巡检机器人返航分为第一返航路径和第二返航路径两个部分进行，第一返航路径为优化后的从非干路点返回主干路点的返航路线，第二返航路径为最优的从主干路点返回充电屋的返航路线。

作为一个具体示例，步骤1所述的根据室外变电站环境构建成拓扑地图，具体为：

激光导航系统利用电力巡检机器人自身携带的激光测距传感器和里程计，构建特征稀疏环境的二维地图，然后将地图环境抽象为拓扑地图。

作为一个具体示例，步骤2所述的根据拓扑地图，规划电力巡检机器人的运行路径与停靠点，规划主干路线与非干路线、主干路点与非干路点，并且预先在电力巡检机器人的工控机中储存所有主干路线信息，具体为：

步骤2-1、规划电力巡检机器人的运行路径与停靠点；

将电力巡检机器人运行路径简化为直线路径，并在运行路径上设置停靠点；停靠点分为关键点与巡检点：关键点为电力巡检机器人能够更改运动方向位置，可完成执行、转弯、掉头动作的点；巡检点为电力巡检机器人停靠并执行变电站设备检测的点；

检测任务完成之后运行到下一个停靠点；