一种路径规划方法、装置和巡检机器人制造方法及图纸

本申请公开了一种路径规划方法、装置和巡检机器人，具体为初始化信息，确定所有停靠点和所有任务点的数量、任务起点、任务终点、任务列表和任务点数量；读取包含所有停靠点和所有任务点的最短距离矩阵和最近邻矩阵、任务起点、任务终点、任务点数量和任务列表；对任务点列表进行预处理，得到最新任务列表；根据最新任务列表对最短距离矩阵进行计算，得到与最新任务列表相对应的当前最短距离矩阵；根据预设的改进蚁群算法，对最新任务列表的任务点进行路径计算，得到任务点序列；根据最近邻矩阵和预设的单行路段信息对任务点序列进行细化处理，得到任务点巡检序列。

【技术实现步骤摘要】
一种路径规划方法、装置和巡检机器人
本申请涉及电力
，更具体地说，涉及一种路径规划方法、装置和巡检机器人。
技术介绍
变电站在正常运行过程中，其内设置的仪器、仪表、设备和线路等需要定期或不定期的巡检，以保证其安全正常的工作。鉴于变电站这种环境内存在高电压，对巡检人员的安全威胁是显而易见的。为了避免上述危险，目前大多变电站已经实现了利用巡检机器人对上述设施的巡检。但是，在巡检过程中，巡检机器人基本上需要操作人员通过遥控或线控的方式按预设路线进行巡检，无法实现自主巡检，导致巡检效率较低。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种路径规划方法、装置和巡检机器人，用于使巡检机器人实现对变电站的自主巡检，以提高巡检机器人的巡检效率。为了实现上述目的，现提出的方案如下：一种路径规划方法，应用于变电站的巡检机器人，所述路径规划方法包括步骤：初始化信息，确定任务点的数量和编号、任务起点、任务终点和应用模式，获取任务点列表；读取包含所有停靠点和所有任务点的最短距离矩阵和最近邻矩阵、任务起点、任务终点、任务点数量和任务列表；对所述任务点列表进行预处理，得到最新任务列表；根据所述最新任务列表对所述最短距离矩阵进行计算提取，得到与所述最新任务列表相对应的当前最短距离矩阵；根据预设的改进蚁群算法，对所述最新任务列表中的任务点进行路径计算，得到任务点序列；根据所述最近邻矩阵和预设的单行路段信息对所述任务点序列进行细化处理，得到任务点巡检序列；所述巡检机器人用于根据所述任务点巡检序列对所述变电站的任务点进行巡检。可选的，所述根据预设的改进蚁群算法，对所述最新任务列表中的任务点进行路径计算，得到任务点序列，包括：初始化蚁群算法的当前参数；根据所述当前最短距离矩阵、所述最新任务列表和当前参数，并利用蚁群算法按预设最大循环次数循环计算路径，并在每次的循环计算过程中保留较优路径；其中每进行一次计算路径的同时，还通过2-opt邻域搜索策略或者3-opt邻域搜索策略缩小每次搜索局部最优的范围，优化每一次搜索的路径，然后从搜索到的所有路径中选择一条最短的路径，接着进行下一次循环，直到循环结束获得一条最优或次优路径；在完成所有循环后，将最优的较优路径中的任务点序列作为所述任务点序列。可选的，所述通过2-opt邻域搜索策略或者3-opt邻域搜索策略缩小每次搜索局部最优的范围，包括：在返回所述任务起点的情况下，对所述较优路径进行3-opt邻域搜索；在不返回所述任务起点或者固定所述任务起点和所述任务终点的情况下，对所述路径进行2-opt邻域搜索。可选的，如果在巡检中遇到障碍物，还包括步骤：判断是否还存在没有检测的剩余任务点；如果不存在所述剩余任务点，则结束本次巡检；如果存在所述剩余任务点，则获取所述巡检机器人的当前位置，同时获取距离所述当前位置最近的且可到达的一个点，并将其作为新的起始点，所述点为任务点或停靠点；根据所述当前位置更新变电站地图信息，获取所有点间的最新拓扑矩阵；根据所述最新拓扑矩阵更新所述最短距离矩阵和所述最近邻矩阵，并返回所述根据所述最新任务列表对所述最短距离矩阵进行计算提取，得到与所述最新任务列表相对应的当前最短距离矩阵步骤。可选的，所述根据所述当前位置更新变电站地图信息，获取所有点间的最新拓扑矩阵，包括：将所述剩余任务点中的孤立点予以剔除；根据所述当前位置建立所述最新拓扑矩阵。一种路径规划装置，应用于变电站的巡检机器人，所述路径规划装置包括：信息初始模块，用于初始化信息，确定任务点的数量和编号、任务起点、任务终点和应用模式，获取任务点列表；矩阵读取模块，用于读取包含所有停靠点和所有任务点的最短距离矩阵和最近邻矩阵、任务起点、任务终点、任务的数量和任务列表；列表处理模块，用于对所述任务点列表进行预处理，得到最新任务列表；矩阵计算模块，用于根据所述最新任务列表对所述最短距离矩阵进行计算提取，得到与所述最新任务列表相对应的当前最短距离矩阵；路径计算模块，用于根据预设的改进蚁群算法，对所述最新任务列表的任务点进行路径计算，得到任务点序列；细化处理模块，用于根据所述最近邻矩阵和预设的单行路段信息对所述任务点序列进行细化处理，得到任务点巡检序列；所述巡检机器人用于根据所述任务点巡检序列对所述变电站的任务点进行巡检。可选的，所述路径计算模块包括：算法参数初始单元，用于初始化蚁群算法的当前参数；较优路径计算单元，用于根据所述当前最短距离矩阵、所述最新任务列表和当前参数，并利用蚁群算法按预设最大循环次数循环计算路径，并在每次的循环计算过程中保留较优路径；邻域搜索单元，用于在每进行一次计算路径的同时，通过2-opt邻域搜索策略或者3-opt邻域搜索策略缩小每次搜索局部最优的范围，优化每一次搜索的路径，然后从搜索到的所有路径中选择一条最短的路径，接着进行下一次循环，直到循环结束获得一条最优或次优路径；最优路径选定单元，用于在完成所有循环后，将最优的较优路径中的任务点的序列选定为所述任务点序列。可选的，所述邻域搜索单元用于在返回所述任务起点的情况下，对所述路径进行3-opt邻域搜索；还用于在不返回所述任务起点或者固定所述任务起点和所述任务终点的情况下，对所述路径进行2-opt邻域搜索。可选的，还包括：任务剩余判断模块，用于在巡检中遇到障碍物时，判断是否还存在没有检测的剩余任务点；如果不存在所述剩余任务点，则结束巡检；当前位置获取模块，用于如果存在所述剩余任务点，则获取所述巡检机器人的当前位置，同时获取距离所述当前位置最近的且可到达的一个点，并将其作为新的起始点，所述点为任务点或停靠点；新拓扑建立模块，用于根据所述当前位置更新变电站地图信息，获取所有点间的最新拓扑矩阵；矩阵更新模块，用于根据所述最新拓扑矩阵更新所述最短距离矩阵和所述最近邻矩阵，并控制所述矩阵计算模块再次根据所述最新任务列表对所述最短距离矩阵进行计算提取，得到与所述最新任务列表相对应的当前最短距离矩阵。可选的，所述新拓扑建立模块包括：孤立点剔除单元，用于将所述剩余任务点中的孤立点予以剔除；新拓扑建立单元，用于根据所述当前位置建立所述最新拓扑矩阵。一种巡检机器人，应用于变电站，所述巡检机器人设置有如上所述的路径规划装置。从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种路径规划方法、装置和巡检机器人，该方法和装置应用于对变电站进行巡检的巡检机器人，具体为初始化信息，确定所有停靠点和所有任务点的数量、任务起点、任务终点、任务列表和任务点数量；读取包含所有停靠点和所有任务点的最短距离矩阵和最近邻矩阵、任务起点、任务终点、任务点数量和任务列表；对任务点列表进行预处理，得到最新任务列表；根据最新任务列表对最短距离矩阵进行计算，得到与最新任务列表相对应的当前最短距离矩阵；根据预设的改进蚁群算法，对最新任务列表的任务点进行路径计算，得到任务点序列；根据最近邻矩阵和预设的单行路段信息对任务点序列进行细化处理，得到任务点巡检序列。在得到上述任务点巡检序列后，巡检机器人即可利用其自主行走装置并根据该任务点巡检序列对变电站自主巡检，而无需操作人员对其进行遥控，从而提高了巡检机器人的巡检效率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路径规划方法，应用于变电站的巡检机器人，其特征在于，所述路径规划方法包括步骤：初始化信息，确定任务点的数量和编号、任务起点、任务终点和应用模式，获取任务点列表；读取包含所有停靠点和所有任务点的最短距离矩阵和最近邻矩阵、任务起点、任务终点、任务点数量和任务列表；对所述任务点列表进行预处理，得到最新任务列表；根据所述最新任务列表对所述最短距离矩阵进行计算提取，得到与所述最新任务列表相对应的当前最短距离矩阵；根据预设的改进蚁群算法，对所述最新任务列表中的任务点进行路径计算，得到任务点序列；根据所述最近邻矩阵和预设的单行路段信息对所述任务点序列进行细化处理，得到任务点巡检序列；所述巡检机器人用于根据所述任务点巡检序列对所述变电站的任务点进行巡检。

【技术特征摘要】
1.一种路径规划方法，应用于变电站的巡检机器人，其特征在于，所述路径规划方法包括步骤：初始化信息，确定任务点的数量和编号、任务起点、任务终点和应用模式，获取任务点列表；读取包含所有停靠点和所有任务点的最短距离矩阵和最近邻矩阵、任务起点、任务终点、任务点数量和任务列表；对所述任务点列表进行预处理，得到最新任务列表；根据所述最新任务列表对所述最短距离矩阵进行计算提取，得到与所述最新任务列表相对应的当前最短距离矩阵；根据预设的改进蚁群算法，对所述最新任务列表中的任务点进行路径计算，得到任务点序列；根据所述最近邻矩阵和预设的单行路段信息对所述任务点序列进行细化处理，得到任务点巡检序列；所述巡检机器人用于根据所述任务点巡检序列对所述变电站的任务点进行巡检。2.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述根据预设的改进蚁群算法，对所述最新任务列表中的任务点进行路径计算，得到任务点序列，包括：初始化蚁群算法的当前参数；根据所述当前最短距离矩阵、所述最新任务列表和当前参数，并利用蚁群算法按预设最大循环次数循环计算路径，并在每次的循环计算过程中保留较优路径；其中每进行一次计算路径的同时，还通过2-opt邻域搜索策略或者3-opt邻域搜索策略缩小每次搜索局部最优的范围，优化每一次搜索的路径，然后从搜索到的所有路径中选择一条最短的路径，接着进行下一次循环，直到循环结束获得一条最优或次优路径；在完成所有循环后，将最优的较优路径中的任务点序列作为所述任务点序列。3.如权利要求2所述的路径规划方法，其特征在于，所述通过2-opt邻域搜索策略或者3-opt邻域搜索策略缩小每次搜索局部最优的范围，包括：在返回所述任务起点的情况下，对所述较优路径进行3-opt邻域搜索；在不返回所述任务起点或者固定所述任务起点和所述任务终点的情况下，对所述路径进行2-opt邻域搜索。4.如权利要求1～3任一项所述的路径规划方法，其特征在于，如果在巡检中遇到障碍物，还包括步骤：判断是否还存在没有检测的剩余任务点；如果不存在所述剩余任务点，则结束本次巡检；如果存在所述剩余任务点，则获取所述巡检机器人的当前位置，同时获取距离所述当前位置最近的且可到达的一个点，并将其作为新的起始点，所述点为任务点或停靠点；根据所述当前位置更新变电站地图信息，获取所有点间的最新拓扑矩阵；根据所述最新拓扑矩阵更新所述最短距离矩阵和所述最近邻矩阵，并返回所述根据所述最新任务列表对所述最短距离矩阵进行计算提取，得到与所述最新任务列表相对应的当前最短距离矩阵步骤。5.如权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，所述根据所述当前位置更新变电站地图信息，获取所有点间的最新拓扑矩阵，包括：将所述剩余任务点中的孤立点予以剔除；根据所述当前位置建立所述最新拓扑矩阵。6.一种路径规划装置，应用于变电站的巡检机器人，其特征在于，所述路径规划装置包括：信息初始模块，用于初始化信息，确定任...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓燕，田晓璐，刘加科，王亚菲，周昊，杨森，梁涛，
申请(专利权)人：山东鲁能智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37