[发明专利]一种二维激光雷达巡检机器人躲避凹槽方法

说明书

本发明公开了一种二维激光雷达巡检机器人躲避凹槽方法，在自动模式下，巡检机器人在进行路径规划之前将凹槽电子地图合并到巡检机器人通过SLAM算法扫描所得的电子地图内，且合并的凹槽电子地图置于路径规划模块的输入侧，而后进行路径规划，实现巡检机器人在手动操作模式切换自动巡检模式时，能够顺利回到网络结构图限定的位置，从而继续进行巡检机器人自动巡检工作。

技术领域

本发明涉及机器人技术等领域，具体的说，是一种二维激光雷达巡检机器人躲避凹槽方法。

背景技术

铁路变电站二维激光雷达智能巡检机器人（简称巡检机器人），被部署在铁路变电站，按照指定的巡检任务列表（即任务点列表），规划出最优巡检路径，巡检机器人按照该路径前进，对铁路变电站仪表及零部件实施高精度成像检测，在检测数据的自动识别与分析的基础上，形成维修建议，指导铁路变电站故障隐患的消缺。

自动巡检模式下，巡检机器人需要在特定位置（简称任务点）拍摄变压器、油位表、绝缘子等装置的清晰图像，前提条件是巡检机器人能够安全自主地到达该位置。在现场部署巡检机器人时，工程人员在除所有的任务点以外的位置添加其他的点（简称路径点），再将这些点用线段连接起来，形成一张平面网络结构图（简称图），为了安全起见，巡检机器人只能沿着图中的路径运动。在手动模式下，工程人员可操作机器人任意移动，移动的位置不限定在网络结构图中的路径上。

对于巡检机器人，铁路变电站有大量的障碍物和凹槽。在自动巡检模式下，通过工程人员部署，限定了巡检机器人的移动轨迹，巡检机器人能够自动躲避障碍物和凹槽；在手动操作模式下，工程人员通过手动操作巡检机器人，可以人工躲避障碍物和凹槽；自动巡检模式切换手动操作模式，同样是通过人工操作巡检机器人躲避障碍物和凹槽；但是手动操作模式切换自动巡检模式，手动操作结束后，巡检机器人可能不在网络结构图限定的位置上，由于巡检机器人采用二维激光雷达传感器，无法获取凹槽的信息，巡检机器人自动规划的回到网络结构图限定位置的路径可能经过凹槽，巡检机器人按照该路径前进就会跌落到凹槽之中。

当前，常见的二维激光雷达巡检机器人普遍采用SLAM算法进行平面电子地图构建，扫描的平面电子地图包含障碍物信息，但是由于是采用二维激光雷达，无法辨别出凹槽。

现有技术中，在二维激光雷达智能机器人多采用机器人操作系统ROS中自带的路径规划方案，由于采用了二维激光雷达，限制了其只能用于机器人在平面上导航，但是在有凹槽的场合，如电力变电所，该方案因无法获取凹槽数据而将其当作是安全区域，就可能导致巡检机器人在导航过程中发生跌落。

现有采用二维激光雷达进行导航的机器人产品中，由于二维激光雷达只扫描水平面，对水平面上的障碍物进行扫描；但对路面不平有凹槽的情况，二维激光雷达无法测绘，只适合于路面平整情况下的路径规划，在电力变电站巡检时，由于现场存在凹槽（如导油槽），在手动操作模式切换到自动操作模式时，路径规划无法获取导油槽信息而无法避开，导致运动过程中可能跌落到凹槽之中，无法安全运行。

发明内容

本发明的目的在于设计出一种二维激光雷达巡检机器人躲避凹槽方法，实现巡检机器人在手动操作模式切换自动巡检模式时，能够顺利回到网络结构图限定的位置，从而继续进行巡检机器人自动巡检工作。

本发明通过下述技术方案实现：一种二维激光雷达巡检机器人躲避凹槽方法，在自动模式下，巡检机器人在进行路径规划之前将凹槽电子地图合并到巡检机器人通过SLAM算法扫描所得的电子地图内，而后进行路径规划。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述凹槽电子地图增加在路径规划模块的输入侧，所述路径规划模块，在其内加载有路径规划算法，该路径规划算法为专利公开号为：CN107782315A，专利名称为：一种电力智能巡检机器人路径规划和路径遍历方法所公开的技术。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：所述方法包括以下具体步骤：