一种基于行为协同的变电站巡检机器人编队巡检队形保持方法技术

本发明专利技术公开了一种基于行为协同的变电站巡检机器人编队巡检队形保持方法，基于行为控制策略中的子行为设计；在编队巡检的过程中，变电站巡检机器人需要知道自己在编队队伍中的位置，变电站巡检机器人确定目标位置的方法有两种方法：领航参照点法和邻居参照点法；每个变电站巡检机器人的子行为都有自己的优先级权限，采用抑制法对变电站巡检机器人的子行为进行融合，当处于同样条件时，变电站巡检机器人会选择优先级高的子行为作为该变电站巡检机器人运动的当前行为。设计了编队控制的三种基本行为，在队形保持行为中，采用了领航参照点法和邻居参照点法来进行队形的设计，有效的保持变电站巡检机器人的巡检队形，极大的提升变电站巡检的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于行为协同的变电站巡检机器人编队巡检队形保持方法
本专利技术涉及巡检机器人协同编队控制领域，具体为一种基于行为协同的变电站巡检机器人编队巡检队形保持方法。
技术介绍
伴随着计算机技术的持续发展，在无人值守的变电站内现已大规模应用网络联控监视系统，指挥机器人进行巡视与监控作业，具有不受天气因素影响、控制运行方式更加灵活等现实优势的变电站智能巡检机器人系统应运而生，其户外高压设备巡检任务已逐步由变电站户外智能巡检机器人执行。这种设备实质上主要是以各类形式不同的移动平台为基础，在变电站中有效完成全自主定位、导航，通过搭载红外、可见光传感器等设备，自动测量变电站内各类设备的运行状态、温度，巡检自动设置，且能进行巡视结果记录，和变电站内正在运行的既有系统完成信息交互，由此替代变电站原来的人工巡检方式，与此同时还能完成故障诊断，在把人工劳动强度降低的同时，巡检质量得到全面提升。在当前，为了进一步提升变电站设备巡检效率，开展全天候设备巡检工作，多变电站机器人协同巡检成为了未来变电站巡检的一种重要形式。多个巡检机器人组成的编队为了完成巡检任务，在编队运行时需要进行队形保持和队形变换，实现在有障碍物的环境中达到目的地。在编队开始行进时需要完成某种队形的形成；在没有障碍物的环境中需要保持队形，在有障碍物存在的环境中需要变换队形进行避障，最终达到指定巡检的目标位置。通过对多个变电站巡检机器人进行巡检任务分配，并有效的保持变电站巡检机器人的巡检队形，可以极大的提升变电站巡检的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于行为协同的变电站巡检机器人编队巡检队形保持方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于行为协同的变电站巡检机器人编队巡检队形保持方法包括以下步骤：步骤A、基于行为控制策略中的子行为设计；步骤B、在编队巡检的过程中，变电站巡检机器人每时每刻都需要知道自己在编队队伍中的位置，变电站巡检机器人确定目标位置的方法有两种方法：领航参照点法和邻居参照点法；C、每个变电站巡检机器人的子行为都有自己的优先级权限，采用抑制法对变电站巡检机器人的子行为进行融合，当处于同样条件时，变电站巡检机器人会选择优先级高的子行为作为该变电站巡检机器人运动的当前行为。在上述的步骤A中，子行为设计包含以下三种：1、奔向目标行为:奔向目标行为是指巡检机器人从当前位置运动到期望位置的一种行为，即该行为使巡检机器人得到一个指向期望区域的输出向量，从而使巡检机器人完成向指定的期望位置的运动；2、避障行为:避障行为是指巡检机器人避免与静态障碍物发生碰撞的一种行为，在多巡检机器人编队控制中，使巡检机器人避免与静态障碍物发生碰撞的行为具有重要的研究意义，由于障碍物是静态的，则避免与静态的障碍物发生碰撞的行为是可以确定的；3、队形保持行为:队形保持行为是指当巡检机器人编队的知道自己所成队形之后，那么巡检机器人在编队中的所处的目标位置也就确定了，队形保持行为由此生成一个指向设定好的位置的输出矢量；在上述的步骤B中，所述的领航参照点法为：首先在编队中指派一个巡检机器人作为领航巡检机器人，其余的巡检机器人的位置则以领航巡检机器人的位置作为参照来确定自身在编队中的预期位置，领航巡检机器人不需要考虑如何的稳定编队的队形，而其他的巡检机器人需要每时每刻的保持好确定的队形；邻居参照点法为：在多巡检机器人的编队中，每一个巡检机器人选择与自己在队形中最近的巡检机器人的位置来作为参照点，然后依据邻居巡检机器人的位置来确定自身在队形中的位置；在上述的步骤C中，采用了上述两种队形形成的参考方法-领航参照点法和邻居参照点法，下面以领航参照点法作为队形形成方法来设计子行为的融合方式。针对巡检机器人的三种基本行为：奔向目标行为，避障行为，队形保持行为，基本选择如下:1、对于领航巡检机器人而言，先根据自身所处的环境和自身的运动情况，选择是奔向目标行为还是避障行为中的一种，这里体现了巡检机器人的自主巡检的能力；并且在编队巡检过程中领航巡检机器人也需要考虑跟随巡检机器人的巡检情况，也体现出了领航巡检机器人的合作性。2、对于跟随的巡检机器人而言主要选择的是避障的行为和队形保持的行为，这里体现了巡检机器人的合作性，并且跟随巡检机器人也并不是单单考虑领航巡检机器人的指示运动，也体现出了跟随巡检机器人的一定自主性。3、定义领航巡检机器人和跟随巡检机器人的各种行为的优先级，使得编队巡检更稳定。对于领航巡检机器人定义避障行为的优先级别最高，其次是奔向目标行为；对于跟随巡检机器人定义避障行为优先级最高，队形保持行为次之。依据等级的高低来分配选取何种行为。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：具体设计了编队控制的三种基本行为，在队形保持行为中，分别采用了领航参照点法和邻居参照点法来进行队形的设计，使得编队队形可以更快速的成形，最终的行为融合采用行为抑制法来得到队形控制输出，有效的保持变电站巡检机器人的巡检队形，可以极大的提升变电站巡检的效率。附图说明图1是本专利技术中领航参照点法示意图；图2是本专利技术中邻居参照点法示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，本具体实施方式提供一种技术方案：一种基于行为协同的变电站巡检机器人编队巡检队形保持方法包括以下步骤：步骤A、基于行为控制策略中的子行为设计；在上述的步骤A中，子行为包含以下三种：1、奔向目标行为:奔向目标行为是指巡检机器人从当前位置运动到期望位置的一种行为，即该行为使巡检机器人得到一个指向期望区域的输出向量，从而使巡检机器人完成向指定的期望位置的运动；2、避障行为:避障行为是指巡检机器人避免与静态障碍物发生碰撞的一种行为。根据当前的研究，多巡检机器人编队巡检控制的运动环境中，静态的障碍物是肯定会出现且必须要考虑的一个问题，在多巡检机器人编队控制中，使巡检机器人避免与静态障碍物发生碰撞的行为具有重要的研究意义，由于障碍物是静态的，则避免与静态的障碍物发生碰撞的行为是可以确定的；3、队形保持行为:队形保持行为是指当巡检机器人编队的知道自己所成队形之后，那么巡检机器人在编队中的所处的目标位置也就确定了，队形保持行为由此生成一个指向设定好的位置的输出矢量；步骤B、在编队巡检的过程中，变电站巡检机器人每时每刻都需要知道自己在编队队伍中的位置，变电站巡检机器人确定目标位置的方法有两种方法：领航参照点法和邻居参照点法；在上述的步骤B中，所述的领航参照点法为：首先在编队中指派一个巡检机器人作为领航巡检机器人，其余的巡检机器人的位置则以领航巡检机器人的位置作为参照来确定自身在编队中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于行为协同的变电站巡检机器人编队巡检队形保持方法，其特征在于：所述的巡检队形保持方法包括以下步骤：步骤A、基于行为控制策略中的子行为设计；/n步骤B、在编队巡检的过程中，变电站巡检机器人每时每刻都需要知道自己在编队队伍中的位置，变电站巡检机器人确定目标位置的方法有两种方法：领航参照点法和邻居参照点法；/nC、每个变电站巡检机器人的子行为都有自己的优先级权限，采用抑制法对变电站巡检机器人的子行为进行融合，当处于同样条件时，变电站巡检机器人会选择优先级高的子行为作为该变电站巡检机器人运动的当前行为。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于行为协同的变电站巡检机器人编队巡检队形保持方法，其特征在于：所述的巡检队形保持方法包括以下步骤：步骤A、基于行为控制策略中的子行为设计；
步骤B、在编队巡检的过程中，变电站巡检机器人每时每刻都需要知道自己在编队队伍中的位置，变电站巡检机器人确定目标位置的方法有两种方法：领航参照点法和邻居参照点法；
C、每个变电站巡检机器人的子行为都有自己的优先级权限，采用抑制法对变电站巡检机器人的子行为进行融合，当处于同样条件时，变电站巡检机器人会选择优先级高的子行为作为该变电站巡检机器人运动的当前行为。


2.根据权利要求1所述的一种基于行为协同的变电站巡检机器人编队巡检队形保持方法，其特征在于：所述的步骤A中，子行为设计包含以下三种：
(1)奔向目标行为:奔向目标行为是指巡检机器人从当前位置运动到期望位置的一种行为，即该行为使巡检机器人得到一个指向期望区域的输出向量，从而使巡检机器人完成向指定的期望位置的运动；
(2)避障行为:避障行为是指巡检机器人避免与静态障碍...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨强，胡颖泽，
申请(专利权)人：苏州求臻智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32