基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法与系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法及系统，本发明专利技术利用机器人云台中心与巡检点位的空间矢量，实现巡检机器人巡检最佳停靠点、最佳云台姿态和最佳变焦倍数的自动计算；解决了例行巡检任务需要人工配置的难题，有效降低了现场运维人员巡检任务配置的工作量，提高了配置效率；另外将巡检任务配置与变电站全景感知数据进行联动，基于巡检点位快速匹配巡检机器人的最优配置数据，实现机器人从最佳停靠位置和观测角度采集巡检数据，保证了巡检数据采集的质量。保证了巡检数据采集的质量。保证了巡检数据采集的质量。

【技术实现步骤摘要】
基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法与系统


[0001]本专利技术涉及变电站巡检
，特别是一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法与系统。

技术介绍

[0002]目前，利用机器人进行电网设备例行巡检，需要运维人员预先配置机器人巡检任务。在任务配置时，运维人员需遥控机器人沿巡检路线运行至待检电力设备周边并停靠；之后调整云台使检测传感器依次对准当前区域中各设备的巡检点位，同时将当前巡检点位对应的机器人停靠点位姿和云台预置位数据存储至巡检任务；待当前停靠点处的巡检点位数据存储完成后，运维人员再遥控机器人按上述方法依次遍历巡检任务包含的所有巡检点位，从而最终完成巡检任务的配置。
[0003]由于变电站内设备林立且巡检点位众多，现有巡检任务配置方法存在现场巡检点位人工配置工作量大、配置效率低的问题，制约了机器人巡检效益的提升。另外，当机器人执行对单一设备的特殊巡检任务时，也难以保证从最佳角度采集设备运行状态。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法与系统，旨在解决现有技术中巡检任务配置中存在配置工作量大、配置效率低的问题，实现巡检任务的自动化配置，提高数据采集的质量。
[0005]为达到上述技术目的，本专利技术提供了一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法，所述方法包括以下操作：
[0006]建立变电站三维空间立体模型，并对模型中的电力设备进行语义化处理；
[0007]生成巡检点位列表，通过机器人三维模型模拟巡检运行；
[0008]获取机器人巡检传感器有效工作距离范围的巡检点位三维空间信息，构造机器人云台中心与所述的各巡检点位之间的空间矢量；
[0009]基于所述空间矢量确定机器人最佳停靠点位置、最优云台姿态以及最佳变焦倍数，形成机器人巡检任务配置数据。
[0010]优选地，所述方法还包括：
[0011]利用聚类算法对停靠点进行合并，计算合并点涵盖巡检点位对应的最优云台姿态和最佳变焦倍数，形成最终的机器人例行巡检任务配置数据。
[0012]优选地，所述对模型中的电力设备进行语义化处理具体为：将现有变电站全景感知数据以及电力设备语义信息与模型中的电力设备进行关联，获得电力设备语义信息。
[0013]优选地，所述最佳停靠点位置P以及最优云台姿态T的确定分别如下：
[0014]P＝argmin(P
k
→
|n
k
|),k＝1,2,L m
[0015][0016]其中，符号
→
表示对应于；n
k
为巡检点与云台中心点连线向量，n
i
为待检电力设备巡检点平面法向量；P
k
、T
k
分别为机器人位姿序列和云台姿态序列。
[0017]优选地，所述最佳变焦倍数的确定如下：
[0018][0019]其中，n
k
为巡检点与云台中心点连线向量，图像放大倍数K可以根据实际需要进行选择。
[0020]本专利技术还提供了一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置系统，所述系统包括：
[0021]三维空间建模模块，用于建立变电站三维空间立体模型，并对模型中的电力设备进行语义化处理；
[0022]模拟巡检模块，用于生成巡检点位列表，通过机器人三维模型模拟巡检运行；
[0023]空间矢量构造模块，用于获取机器人巡检传感器有效工作距离范围的巡检点位三维空间信息，构造机器人云台中心与所述的各巡检点位之间的空间矢量；
[0024]巡检任务配置模块，用于基于所述空间矢量确定机器人最佳停靠点位置、最优云台姿态以及最佳变焦倍数，形成机器人巡检任务配置数据。
[0025]优选地，所述系统还包括：
[0026]停靠点合并模块，用于利用聚类算法对停靠点进行合并，计算合并点涵盖巡检点位对应的最优云台姿态和最佳变焦倍数，形成最终的机器人例行巡检任务配置数据。
[0027]优选地，所述最佳停靠点位置P以及最优云台姿态T的确定分别如下：
[0028]P＝argmin(P
k
→
|n
k
|),k＝1,2,L m
[0029][0030]其中，符号
→
表示对应于；n
k
为巡检点与云台中心点连线向量，n
i
为待检电力设备巡检点平面法向量；P
k
、T
k
分别为机器人位姿序列和云台姿态序列；
[0031]所述最佳变焦倍数的确定如下：
[0032][0033]其中，n
k
为巡检点与云台中心点连线向量，图像放大倍数K可以根据实际需要进行选择。
[0034]本专利技术还提供了一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现各指令；存储器用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法。
[0035]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法。
[0036]
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
[0037]与现有技术相比，本专利技术利用机器人云台中心与巡检点位的空间矢量，实现巡检
机器人巡检最佳停靠点、最佳云台姿态和最佳变焦倍数的自动计算；解决了例行巡检任务需要人工配置的难题，有效降低了现场运维人员巡检任务配置的工作量，提高了配置效率；
[0038]本专利技术将巡检任务配置与变电站全景感知数据进行联动，基于巡检点位快速匹配巡检机器人的最优配置数据，实现机器人从最佳停靠位置和观测角度采集巡检数据，保证了巡检数据采集的质量。
附图说明
[0039]图1为本专利技术实施例中所提供的确定机器人巡检传感器有效工作距离范围的巡检点位示意图；
[0040]图2为本专利技术实施例中所提供的机器人云台中心与各巡检点位之间的空间矢量示意图。
具体实施方式
[0041]为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。
[0042]下面结合附图对本专利技术实施例所提供的一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法与系统进行详细说明。
[0043]如图1所示，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法，其特征在于，所述方法包括以下操作：建立变电站三维空间立体模型，并对模型中的电力设备进行语义化处理；生成巡检点位列表，通过机器人三维模型模拟巡检运行；获取机器人巡检传感器有效工作距离范围的巡检点位三维空间信息，构造机器人云台中心与所述的各巡检点位之间的空间矢量；基于所述空间矢量确定机器人最佳停靠点位置、最优云台姿态以及最佳变焦倍数，形成机器人巡检任务配置数据。2.根据权利要求1所述的一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法，其特征在于，所述方法还包括：利用聚类算法对停靠点进行合并，计算合并点涵盖巡检点位对应的最优云台姿态和最佳变焦倍数，形成最终的机器人例行巡检任务配置数据。3.根据权利要求1所述的一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法，其特征在于，所述对模型中的电力设备进行语义化处理具体为：将现有变电站全景感知数据以及电力设备语义信息与模型中的电力设备进行关联，获得电力设备语义信息。4.根据权利要求1所述的一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法，其特征在于，所述最佳停靠点位置P以及最优云台姿态T的确定分别如下：P＝arg min(P
k
→
|n
k
|),k＝1,2,L m其中，符号
→
表示对应于；n
k
为巡检点与云台中心点连线向量，n
i
为待检电力设备巡检点平面法向量；P
k
、T
k
分别为机器人位姿序列和云台姿态序列。5.根据权利要求1所述的一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置方法，其特征在于，所述最佳变焦倍数的确定如下：其中，n
k
为巡检点与云台中心点连线向量，图像放大倍数K可以根据实际需要进行选择。6.一种基于变电站全景感知的机器人巡检任务配置系统，其特征在于，所述系统包括：三维空间建模模块，用于建立变电站三维空间立体模...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱凯枫，黄锐，何峰，张纪伟，鲍新，周兴福，蒋超，窦昊宁，毛纯纯，刘晓，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：