基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法技术

本发明专利技术提供了基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法，所述方法包括有,获取激光点云模型，确定作业区域，根据所述作业区域的等高线确定作业区域所述地形，根据激光点云模型中所需检测的设备设施的坐标与位置，搜索可行路线，根据机器人所处初始位置在可行路线中挑选其距离所需检测的设备设施的坐标与位置之间的最短可行路线作为行进路线，根据所需检测设备设施的坐标与高度调整机器人的相机拍摄角度和变焦倍数。本发明专利技术通过巡检激光点云模型场景内的三维模型，实现机器人航线的自由规划和校准，并实现机器人相机拍摄角度和变焦倍数的规划预置与拍摄效果校验，最终达到提高航线预置规划效率和提升巡检效果的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法
本专利技术主要涉及巡检机器人的
，具体涉及基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法。
技术介绍
巡线机器人是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪、其它检测仪器作为载荷系统，用于后台巡检作业管理与分析诊断。根据申请号为CN201811146423.9的专利文献所提供的扫地机器人路线规划方法、装置及扫地机器人可知，该方法包括获取扫地机器人的初始位置；从多条边缘清扫线中选取与所述初始位置距离最近的边缘清扫线，作为起始清扫线；为所述扫地机器人规划起始于所述初始位置，且终止于所述起始清扫线的扫前行径路线。本专利技术实施例提供的扫地机器人路线规划方法、装置及扫地机器人能够实现减少扫地机器人清扫行径路程，以提高扫地机器人的工作效率的目的。但传统巡检机器人在现场实际作业过程中采取激光雷达扫描生成二维地图，再由人工生成机器人航行路线的方式，而且预置机器人相机（可见光和红外）拍摄角度的工作是由人工现场完成，存在效率低、呈现效果差等问题。
技术实现思路
本专利技术主要提供了基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法用以解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法，所述方法包括有,S1.获取激光点云模型，根据激光点云模型获得作业边界线，作业边界线首尾相连闭合形成作业区域；S2.根据所述作业区域的等高线高度数值以及分布情况确定作业区域所属地形；S3.根据激光点云模型中所需检测的设备设施的坐标与位置，在所属不同地形的作业区域内搜索可行路线，所述可行路线包括直线路径和拐点；S4.获取机器人坐标与位置作为初始位置，根据机器人所处初始位置在可行路线中挑选其距离所需检测的设备设施的坐标与位置之间的最短可行路线作为行进路线；S5.获取三维激光点云模型中所需检测设备设施的坐标与高度，根据所需检测设备设施的坐标与高度调整机器人的相机拍摄角度和变焦倍数，规划预置与拍摄效果校验。进一步的，确定S5中相机拍摄成图的分辨率，确定机器人是否需要停靠。进一步的，获取激光点云模型，根据激光点云模型获得作业边界线，作业边界线首尾相连闭合形成作业区域，包括以下步骤：S11.根据所获取的激光点云模型，获取由立方体堆叠而来的简单模型；S12.根据相邻立方体之间所形成的落差判断是否为作业边界线，若相邻立方体之间所形成的落差高于0.5m则为作业边界线，若相邻立方体之间所形成的落差低于0.5m则不为作业边界线；S13.若所有作业边界线均收尾相连形成闭合的图形，则作业区域绘制工作结束。进一步的，根据所述作业区域的等高线高度数值以及分布情况确定作业区域所属地形，所述地形包括山地、丘陵以及平原。进一步的，所述S3中的拐点分为可旋转拐点和不可旋转拐点，当拐点上相邻两个直线路径之间的夹角大于预设角度为可旋转拐点，当拐点上相邻两个直线路径之间的夹角小于预设角度为不可旋转拐点。进一步的，所述S4中的最短可行路线的长度值可以通过人工输入来确定。进一步的，所述S4中若机器人所行最短可行路线坡度大于10%，则切换至坡度小于10%，且机器人距离所需检测的设备设施的坐标与位置之间的最短可行路线作为行进路线。进一步的，在S4中获取机器人传感器的实时探测数据，探测机器人行进路线中是否存在障碍物，并调整路线。进一步的，获取机器人传感器的实时探测数据，探测机器人行进路线中是否存在障碍物，并调整路线，包括以下步骤：若未侦测到障碍物，则继续根据机器人所处初始位置在可行路线中挑选其距离所需检测的设备设施的坐标与位置之间的最短可行路线作为行进路线；若侦测到障碍物，则将障碍物于行进路线所形成的投影作为作业边界线，根据作业边界线确定可行路线，根据机器人所处初始位置在可行路线中挑选其距离所需检测的设备设施的坐标与位置之间的最短可行路线作为行进路线。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过激光点云模型得到由立方体堆叠而来的简单模型，从而利用立方体间的落差制造出作业边界线，形成作业区域，提高作业区域可活动范围的准确度。以下将结合附图与具体的实施例对本专利技术进行详细的解释说明。附图说明图1为本专利技术的流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更加全面的描述，附图中给出了本专利技术的若干实施例，但是本专利技术可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本专利技术公开的内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例，请参照附图1，在本专利技术一优选的实施例中，基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法，所述方法包括有,S1.获取激光点云模型，根据激光点云模型获得作业边界线，作业边界线首尾相连闭合形成作业区域；S2.根据所述作业区域的等高线高度数值以及分布情况确定作业区域所属地形；S3.根据激光点云模型中所需检测的设备设施的坐标与位置，在所属不同地形的作业区域内搜索可行路线，所述可行路线包括直线路径和拐点；S4.获取机器人坐标与位置作为初始位置，根据机器人所处初始位置在可行路线中挑选其距离所需检测的设备设施的坐标与位置之间的最短可行路线作为行进路线；S5.获取三维激光点云模型中所需检测设备设施的坐标与高度，根据所需检测设备设施的坐标与高度调整机器人的相机拍摄角度和变焦倍数，规划预置与拍摄效果校验；需要说明的是，在本实施例中，通过巡检激光点云模型场景内的三维模型，实现机器人航线的自由规划和校准，并通过解析三维激光点云模型中各设备设施的坐标与位置，实现机器人相机拍摄角度和变焦倍数的规划预置与拍摄效果校验，最终达到提高航线预置规划效率和提升巡检效果的目的；具体的，请着重参照附图1，在本专利技术另一优选的实施例中，确定S5中相机拍摄成图的分辨率，确定机器人是否需要停靠；需要说明的是，在本实施例中，分别率过低时，机器人选择就近停靠，保持机器人相机拍摄时的稳定度，提高机器人拍摄时的清晰度；进一步的，图片分辨率小于720P，文件大小小于18M为分别率过低，图片分辨率大于720P，文件大小大于18M为正常。具体的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法，其特征在于,所述方法包括有,/nS1.获取激光点云模型，根据激光点云模型获得作业边界线，作业边界线首尾相连闭合形成作业区域；/nS2.根据所述作业区域的等高线高度数值以及分布情况确定作业区域所属地形；/nS3.根据激光点云模型中所需检测的设备设施的坐标与位置，在所属不同地形的作业区域内搜索可行路线，所述可行路线包括直线路径和拐点；/nS4.获取机器人坐标与位置作为初始位置，根据机器人所处初始位置在可行路线中挑选其距离所需检测的设备设施的坐标与位置之间的最短可行路线作为行进路线；/nS5.获取三维激光点云模型中所需检测设备设施的坐标与高度，根据所需检测设备设施的坐标与高度调整机器人的相机拍摄角度和变焦倍数，规划预置与拍摄效果校验。/n

【技术特征摘要】
1.基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法，其特征在于,所述方法包括有,
S1.获取激光点云模型，根据激光点云模型获得作业边界线，作业边界线首尾相连闭合形成作业区域；
S2.根据所述作业区域的等高线高度数值以及分布情况确定作业区域所属地形；
S3.根据激光点云模型中所需检测的设备设施的坐标与位置，在所属不同地形的作业区域内搜索可行路线，所述可行路线包括直线路径和拐点；
S4.获取机器人坐标与位置作为初始位置，根据机器人所处初始位置在可行路线中挑选其距离所需检测的设备设施的坐标与位置之间的最短可行路线作为行进路线；
S5.获取三维激光点云模型中所需检测设备设施的坐标与高度，根据所需检测设备设施的坐标与高度调整机器人的相机拍摄角度和变焦倍数，规划预置与拍摄效果校验。


2.根据权利要求1所述的基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法，其特征在于，确定S5中相机拍摄成图的分辨率，确定机器人是否需要停靠。


3.根据权利要求1所述的基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法，其特征在于，获取激光点云模型，根据激光点云模型获得作业边界线，作业边界线首尾相连闭合形成作业区域，包括以下步骤：
S11.根据所获取的激光点云模型，获取由立方体堆叠而来的简单模型；
S12.根据相邻立方体之间所形成的落差判断是否为作业边界线，若相邻立方体之间所形成的落差高于0.5m则为作业边界线，若相邻立方体之间所形成的落差低于0.5m则不为作业边界线；
S13.若所有作业边界线均收尾相连形成闭合的图形，则作业区域绘制工作结束。


4.根据权利要求1所述的基于激光点云模型的巡检机器人自动航线预置规划方法，其特征在于，根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东芝，谢超善，
申请(专利权)人：北京玄马知能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11