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基于3D實(shí)景地圖和UWB定位技術(shù)的巡檢機(jī)器人路徑優(yōu)化方法與流程

文檔序號:11675640閱讀:798來源:國知局

本發(fā)明涉及一種巡檢機(jī)器人路徑優(yōu)化方法,尤其涉及一種基于3d實(shí)景地圖和uwb定位技術(shù)的巡檢機(jī)器人路徑優(yōu)化方法,屬于機(jī)器人避障路線選擇優(yōu)化控制技術(shù)領(lǐng)域。



背景技術(shù):

當(dāng)下變電站智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)已經(jīng)開始實(shí)際應(yīng)用于中國各省市的電力生產(chǎn)過程中,但在實(shí)際應(yīng)用中機(jī)器人無法在變電站主控室進(jìn)行自動巡檢。其原因是目前常用的變電站巡檢機(jī)器人地圖及路徑控制系統(tǒng)均無法實(shí)時自動調(diào)整,以適應(yīng)巡檢機(jī)器人作業(yè)場景的動態(tài)變更。

有鑒于此,有必要提供一種基于3d實(shí)景地圖和uwb定位技術(shù)的巡檢機(jī)器人路徑優(yōu)化方法,以解決上述問題。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種基于3d實(shí)景地圖和uwb(超寬帶技術(shù))定位技術(shù)的巡檢機(jī)器人路徑優(yōu)化方法,根據(jù)變電站主控室二維定位坐標(biāo)系統(tǒng),同時結(jié)合變電站主控室智能巡檢機(jī)器人障礙檢測系統(tǒng),動態(tài)比對上述二個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計算并優(yōu)化機(jī)器人的行進(jìn)路徑,從而動態(tài)實(shí)時的適應(yīng)機(jī)器人周邊作業(yè)環(huán)境的改變。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:基于3d實(shí)景地圖和uwb定位技術(shù)的巡檢機(jī)器人路徑優(yōu)化方法,其特征在于,包括如下步驟:

步驟1:構(gòu)建變電站主控室實(shí)景3d地圖,同時定義一個二維坐標(biāo)系,標(biāo)定實(shí)景3d地圖中各個物體的坐標(biāo)點(diǎn);

步驟2:基于uwb定位技術(shù)構(gòu)成的變電站主控室二維定位坐標(biāo)系統(tǒng),其在3d實(shí)景地圖的基礎(chǔ)上,疊加一個基于uwb定位技術(shù)構(gòu)成的變電站主控室二維定位坐標(biāo)系統(tǒng),并讓其坐標(biāo)原點(diǎn)和變電站主控室實(shí)景3d地圖坐標(biāo)系原點(diǎn)同步;

步驟3:通過機(jī)器人自身攜帶的障礙檢測系統(tǒng),實(shí)時監(jiān)測和發(fā)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)環(huán)境中動態(tài)出現(xiàn)的障礙物,測量出障礙物到機(jī)器人的距離和方位;

步驟4:通過機(jī)器人行進(jìn)蔽障及路徑優(yōu)化系統(tǒng)模塊,該系統(tǒng)模塊根據(jù)機(jī)器人障礙檢測系統(tǒng)反饋的機(jī)器人作業(yè)環(huán)境中動態(tài)出現(xiàn)的障礙物信息,包括障礙物離機(jī)器人的距離方位,以及機(jī)器人在變電站主控室二維定位坐標(biāo)系中的當(dāng)前坐標(biāo)和姿態(tài),在3d實(shí)景地圖上標(biāo)記出機(jī)器人的位置信息點(diǎn);該系統(tǒng)模塊通過比對機(jī)器人反饋障礙物信息,該系統(tǒng)模塊首先判斷該障礙物是固有的還是新增加的;如是固有的就按照原預(yù)設(shè)的路徑調(diào)整機(jī)器人的行進(jìn)方向按原路徑巡檢,如果是新增加的系統(tǒng)就根據(jù)機(jī)器人在3d實(shí)景地圖的位置信息點(diǎn)查找周圍環(huán)境信息,計算可行的新的路徑避開障礙物,并計算新的路徑到達(dá)下一個機(jī)器人巡檢點(diǎn)的路徑開銷優(yōu)化機(jī)器人的路徑。

進(jìn)一步地,步驟4中所述的姿態(tài)是機(jī)器人正面所對的方向角度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下的有益效果:解決了變電站巡檢機(jī)器人無法針對變電站主控室環(huán)境多變的特點(diǎn),實(shí)時自動調(diào)整其作業(yè)路徑,動態(tài)適應(yīng)巡檢機(jī)器人作業(yè)場景的變更的問題。本發(fā)明可基于3d實(shí)景地圖和uwb(超寬帶技術(shù))定位技術(shù)構(gòu)成變電站主控室二維定位坐標(biāo)系統(tǒng),并同巡檢機(jī)器人的障礙檢測系統(tǒng)和變電站主控室二維定位坐標(biāo)系進(jìn)行比對,優(yōu)化行進(jìn)路徑選擇避障路線。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明,下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容,但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改,這些等價形式同樣在

本技術(shù):
所列權(quán)利要求書限定范圍之內(nèi)。

本發(fā)明提供的基于3d實(shí)景地圖和uwb定位技術(shù)的巡檢機(jī)器人路徑優(yōu)化方法,該方法可以在變電站主控室3d實(shí)景地圖的基礎(chǔ)上疊加基于uwb(超寬帶技術(shù))定位技術(shù),構(gòu)成變電站主控室二維定位坐標(biāo)系統(tǒng),根據(jù)變電站主控室二維定位坐標(biāo)系統(tǒng),同時結(jié)合變電站主控室智能巡檢機(jī)器人障礙檢測系統(tǒng),動態(tài)比對上述二個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計算并優(yōu)化機(jī)器人的行進(jìn)路徑,從而動態(tài)實(shí)時的適應(yīng)機(jī)器人周邊作業(yè)環(huán)境的改變。

基于3d實(shí)景地圖和uwb定位技術(shù)的巡檢機(jī)器人路徑優(yōu)化方法,包括如下步驟:

步驟1:構(gòu)建變電站主控室實(shí)景3d地圖,同時定義一個二維坐標(biāo)系,標(biāo)定實(shí)景3d地圖中各個物體的坐標(biāo)點(diǎn)。

步驟2:基于uwb(超寬帶技術(shù))定位技術(shù)構(gòu)成的變電站主控室二維定位坐標(biāo)系統(tǒng),其在3d實(shí)景地圖的基礎(chǔ)上,疊加一個基于uwb(超寬帶技術(shù))定位技術(shù)構(gòu)成變電站主控室二維定位坐標(biāo)系統(tǒng)。并讓其坐標(biāo)原點(diǎn)和變電站主控室實(shí)景3d地圖坐標(biāo)系原點(diǎn)同步。

步驟3:通過機(jī)器人自身攜帶的障礙檢測系統(tǒng),實(shí)時監(jiān)測和發(fā)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)環(huán)境中動態(tài)出現(xiàn)的障礙物,測量出障礙物到機(jī)器人的距離和方位(角度)。

步驟4:通過機(jī)器人行進(jìn)蔽障及路徑優(yōu)化系統(tǒng)模塊,該系統(tǒng)模塊根據(jù)機(jī)器人障礙檢測系統(tǒng)反饋的機(jī)器人作業(yè)環(huán)境中動態(tài)出現(xiàn)的障礙物信息,包括障礙物離機(jī)器人的距離方位(角度),以及機(jī)器人在變電站主控室二維定位坐標(biāo)系中的當(dāng)前坐標(biāo)和姿態(tài)(機(jī)器人正面所對的方向角度),在3d實(shí)景地圖上標(biāo)記出機(jī)器人的位置信息點(diǎn)。通過比對機(jī)器人反饋障礙物信息,系統(tǒng)首先判斷該障礙物是固有的還是新增加的。如是固有的就按照原預(yù)設(shè)的路徑調(diào)整機(jī)器人的行進(jìn)方向按原路徑巡檢,如果是新增加的系統(tǒng)就根據(jù)機(jī)器人在3d實(shí)景地圖的位置信息點(diǎn)查找周圍環(huán)境信息,計算可行的新的路徑避開障礙物,并計算新的路徑到達(dá)下一個機(jī)器人巡檢點(diǎn)的路徑開銷優(yōu)化機(jī)器人的路徑。

本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。



技術(shù)特征:

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于機(jī)器人避障路線選擇優(yōu)化控制技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種基于3D實(shí)景地圖和UWB定位技術(shù)的巡檢機(jī)器人路徑優(yōu)化方法。該方法可以在變電站主控室3D實(shí)景地圖的基礎(chǔ)上疊加基于UWB(超寬帶技術(shù))定位技術(shù),構(gòu)成變電站主控室二維定位坐標(biāo)系統(tǒng),根據(jù)變電站主控室二維定位坐標(biāo)系統(tǒng),同時結(jié)合變電站主控室智能巡檢機(jī)器人障礙檢測系統(tǒng),動態(tài)比對上述二個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計算并優(yōu)化機(jī)器人的行進(jìn)路徑,從而動態(tài)實(shí)時的適應(yīng)機(jī)器人周邊作業(yè)環(huán)境的改變。解決了變電站巡檢機(jī)器人無法針對變電站主控室環(huán)境多變的特點(diǎn),實(shí)時自動調(diào)整其作業(yè)路徑,動態(tài)適應(yīng)巡檢機(jī)器人作業(yè)場景的變更的問題。

技術(shù)研發(fā)人員:李誠;湯勝;劉海瓊;徐琴;項濤;齊放;王丹君;張磊;彭鋼;柯亮;胡偉文;張碩;陳艷
受保護(hù)的技術(shù)使用者:國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)湖北省電力公司武漢供電公司;武漢易銳科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日:2017.04.20
技術(shù)公布日:2017.07.25
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