一种基于巡检地图的表计离线部署方法技术

本发明专利技术提供一种基于巡检地图的表计离线部署方法，包括以下步骤：在巡检地图中选取目标表计；获取目标表计的点云信息，并基于点云信息，计算出表盘的朝向信息，其中，表计三维向量v(vx,vy,vz)，以及表盘的中心A点(ax,ay,az)；S3:在巡检地图中，获取机器人所有巡检路径，并将所有巡检路径、A点先投影到三维坐标图中z＝0的平面上；在平面上拟合出(ax，ay,0)坐标点与(vx，vy,0)坐标点的射线，结合所有巡检路径求出交点B(bx,by,0)，根据路径信息求B点的高度bz，得到表盘的位置坐标(bx,by,bz)；计算向量w＝AB，计算w与xoy平面的夹角、w与zox平面的夹角；选取表盘的一点左上角点A1，右下角点、表盘占据整幅图像的比率c，根据线性函数关系c＝f(K,A1,A2)计算云台的焦距K。系c＝f(K,A1,A2)计算云台的焦距K。

【技术实现步骤摘要】
一种基于巡检地图的表计离线部署方法


[0001]本专利技术涉及一种基于巡检地图的表计离线部署方法。

技术介绍

[0002]巡检型移动机器人携带云台设备，用于对室外变电站的设备进行巡检，业内完成巡检工作都是分为部署过程与实际执行过程，现有技术中为了完成部署的工作，通常先将机器人手动开至某一个位置，然后手动控制云台对准待巡检位置，然后采集模板图片，获取机器人与云台的位姿。这样的方法，需要现场进行部署，过程繁琐，效率低下。

技术实现思路

[0003]为解决以上的技术问题，本专利技术提供了一种基于巡检地图的表计离线部署方法，是通过如下方案实现的。
[0004]一种基于巡检地图的表计离线部署方法，包括以下步骤：
[0005]S1:在巡检地图中选取目标表计；
[0006]S2:获取目标表计的点云信息，并基于点云信息，计算出表盘的朝向信息，其中，表计三维向量v(vx,vy,vz)，以及表盘的中心A点(ax,ay,az)；
[0007]S3:在巡检地图中，获取机器人所有巡检路径，并将所有巡检路径以及A点先投影到三维坐标图中z＝0的平面上；
[0008]S4:在平面上拟合出(ax，ay,0)坐标点与(vx，vy,0)坐标点的射线，并结合所有巡检路径求出交点B(bx,by,0)，根据路径信息求出B点的高度bz，得到表盘的位置坐标(bx,by,bz)；
[0009]S5:计算向量w＝AB，计算w与xoy平面的夹角、w与zox平面的夹角；
[0010]S6:计算求出云台的焦距K，选取表盘的一点左上角点A1(a1_x,a1_y,a1_z)，右下角点A2(a2_x,a2_y,a2_z),选取表盘占据整幅图像的比率为c，根据线性函数关系c＝f(K,A1,A2)获得云台的焦距K。
[0011]进一步地，通过在巡检地图中框选方式实现选取目标表计。
[0012]进一步地，c取经验值0.5。
[0013]在S2中，进行以下步骤：
[0014]S21:提取到表盘的点云集合P将点排列成矩阵形式
[0015][0016]S22:构建平面方程：Ax+By+Cz+D＝0,
[0017][0018]S23:使用最小二乘求解方程MN＝0,得到平面的朝向为法向量(即表计三维向量)
[0019]S24:将所有点云的xyz取平均得到表盘的中心A点。
[0020]本专利技术的有益效果在于：本专利技术中，直接基于高精地图，选择需要拍摄的表计设备，然后自动估算表盘朝向，再与路网求得最佳的交点，完成机器人与云台位置的自动计算。以实现离线部署的目的，这种部署方式能够极大加速部署过程。
具体实施方式
[0021]以下结合实施例对本专利技术作进一步的阐述，所述的实施例仅为本专利技术一部分的实施例，这些实施例仅用于解释本专利技术，对本专利技术的范围并不构成任何限制。
[0022]本专利技术提供一种基于巡检地图的表计离线部署方法，包括以下步骤：
[0023]S1:在巡检地图中选取目标表计；，优选地，通过在巡检地图中框选方式实现选取目标表计
[0024]S2:获取目标表计的点云信息，并基于点云信息，计算出表盘的朝向信息，表盘的朝向信息包括表计三维向量v(vx,vy,vz)及表盘的中心A点(ax,ay,az)。
[0025]在S2中，进行以下步骤：
[0026]S21:提取到表盘的点云集合P将点排列成矩阵形式
[0027][0028]S22:构建平面方程：Ax+By+Cz+D＝0,
[0029][0030]S23:使用最小二乘求解方程MN＝0,得到平面的朝向为法向量(即表计三维向量)
[0031]S24:将所有点云的xyz取平均得到表盘的中心A点。
[0032]S3:在巡检地图中，获取机器人所有巡检路径，并将所有巡检路径以及A点先投影到三维坐标图中z＝0的平面上；
[0033]S4:在平面上拟合出(ax，ay,0)坐标点与(vx，vy,0)坐标点的射线，并结合所有巡检路径求出交点B(bx,by,0)，根据路径信息求出B点的高度bz，得到表盘的位置坐标(bx,by,bz)；本专利技术中射线的拟合过程就是两个坐标点的相减。B点的得出过程则是遍历所有的路径，判断是否与射线相交，如果相交则得到B点。Bz的得出则是根据B点所在的路径的两个
端点的高度进行线性插值得到。
[0034]S5:计算向量w＝AB，计算w与xoy平面的夹角(即获得云台的俯仰角度)、w与zox平面的夹角(即为云台的偏转角)；
[0035]S6:计算求出云台的焦距(即是云台的内参矩阵K)；具体地，选取表盘的一点左上角点A1(a1_x,a1_y,a1_z)，右下角点A2(a2_x,a2_y,a2_z),选取表盘占据整幅图像的比率为c，根据针孔成像原理，利用线性函数关系c＝f(K,A1,A2)获得云台的内参矩阵K。优选地，c取经验值0.5。本专利技术的原理是基于场景的稠密点云地图进行目标选取之后，算法负责从机器人的可行驶路径上选取一个最适的部署点。
[0036]本专利技术中，直接基于高精地图，选择需要拍摄的表计设备，然后自动估算表盘朝向，再与路网求得最佳的交点，完成机器人与云台位置的自动计算。以实现离线部署的目的，这种部署方式能够极大加速部署过程。
[0037]以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，虽然本专利技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本专利技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的
技术实现思路
作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本专利技术技术方案内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于巡检地图的表计离线部署方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:在巡检地图中选取目标表计；S2:获取目标表计的点云信息，并基于点云信息，计算出表盘的朝向信息，其中，表计三维向量v(vx,vy,vz)，以及表盘的中心A点(ax,ay,az)；S3:在巡检地图中，获取机器人所有巡检路径，并将所有巡检路径以及A点先投影到三维坐标图中z＝0的平面上；S4:在平面上拟合出(ax，ay,0)坐标点与(vx，vy,0)坐标点的射线，并结合所有巡检路径求出交点B(bx,by,0)，根据路径信息求出B点的高度bz，得到表盘的位置坐标(bx,by,bz)；S5:计算向量w＝AB，计算w与xoy平面的夹角、w与zox平面的夹角；S6:计算求出云台的焦距K，选取表盘的一点左上角点A1(a1_x,a1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义杰，梁超，高鹏威，栗玉雄，
申请(专利权)人：深圳市千乘机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：