[发明专利]一种变电站智能巡检机器人路径规划方法

摘要

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。 1

主权项

1.一种变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，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。

3.根据权利要求2所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，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”。

4.根据权利要求3所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，通过SLAM算法获取巡检机器人的坐标和朝向。

5.根据权利要求3所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，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”。

6.根据权利要求2所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，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。

7.根据权利要求6所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，所述设备属性包括设备区域、间隔、设备类型。

8.根据权利要求1所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，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。

9.根据权利要求1所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，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：

收集变电站历史工作票的电子文档，对历史工作票进行学习，提取变电站工作票关键词，建立工作票关键词库；

采用工作票关键词库对工作票的文本按照关键词进行语义分割、解析，获取工作任务信息。

10.根据权利要求9所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，所述工作票关键词包括：

与设备名称相关的关键词，包括：“开关”“刀闸”“电容器”“母线”“主变”；

与操作动作相关的关键词，包括：“拆除”“更换”“安装”“清扫”；

语义连接的关键词，包括：“和”“及”“与”“由”“至”。

11.根据权利要求9所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，采用词频‑逆文件频率方法对历史工作票进行学习，提取变电站工作票关键词。

12.根据权利要求1所述的变电站智能巡检机器人路径规划方法，其特征在于，所述最优路线规划包括全局最优路径规划和局部最优路径规划；

所述全局最优路径规划的具体方法如下：

全局最优路径规划以分层地图为基础，考虑工作任务信息，以“避开检修区域”“最短路径”为评价标准，对巡检机器人到达巡检点的所有可能路径进行评分，选择评分最高的路径作为全局最优路径；

所述局部最优路径规划的具体方法如下：

采用动态窗口法，对巡检机器人的线速度和角速度在预定范围内采样，以采样速度在预定的时间内模拟巡检机器人运动，得到一系列的路径；

对每条路径按照“是否会跌落到路面以下”“偏离全局路径的程度”“接近目标点的程度”“行走姿态”“是否会碰到障碍物”为评价标准进行评分，选取综合评分最高的路径作为局部最优路径。