轮式巡检机器人自主导航方法技术

本发明专利技术涉及巡检机器人导航技术领域，具体为一种轮式巡检机器人自主导航方法。通过对巡检机器人对应各导航路径的第一评估指数进行分析，不仅能够有效的识别出导航路径中障碍物对巡检机器人巡检工作的影响，同时还能避免路面不平整导致巡检机器人的巡检工作出现的困难，在很大程度上避免了机器人采用不佳路线而导致巡检效率低下的问题；通过对巡检机器人对应各待选路径的第二评估指数进行分析，进而筛选出巡检机器人对应的优选路径，在很大程度上弥补了人工规划路线造成时间成本的浪费，同时有效提升了巡检机器人的智能化和自动化，大幅度增长了机器人的巡检效率，进一步地避免人员在狭小空间等环境中的工作风险，提高了工作安全性。全性。全性。

【技术实现步骤摘要】
轮式巡检机器人自主导航方法


[0001]本专利技术涉及巡检机器人导航
，具体为轮式巡检机器人自主导航方法。

技术介绍

[0002]轮式巡检机器人包括包括两驱轮式巡检机器人、四差速轮式防爆巡检机器人等；其中四差速轮式防爆巡检机器人适用于煤矿变电所、水泵房等空间狭小、地面凹凸不平场景，具备尺寸小、行走灵活、越障能力强、外形美观等特点，可代替人工完成日常巡检任务，有效避免人工巡检出现的漏检、误测、存档图片模糊等问题,保证巡检工作的全面性、准确性。
[0003]而目前的轮式巡检机器人通常需要人工对其巡检的路径进行标记，进而执行相应的巡检工作，无法有效保证巡检机器人自主导航的智能性和自动化，进一步地降低了巡检机器人的巡检效率，同时巡检机器人无法对巡检路径中的障碍物、路面平整度进行预测和分析，在实际运行过程中容易因各种外界因素导致巡检效率不高，巡检质量低下的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供轮式巡检机器人自主导航方法，以解决上述
技术介绍
提出的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：轮式巡检机器人自主导航方法，包括：
[0006]P1、区域建模：对巡检机器人对应巡检区域的导航模型进行构建，得到巡检机器人对应巡检区域的导航模型。
[0007]作为本发的进一步改进，对巡检机器人对应巡检区域的导航模型进行构建，其具体执行步骤如下：
[0008]P1
‑
1：对巡检机器人对应的巡检区域进行获取，并从数据库中存储的各区域对应的三维模型内提取巡检机器人对应巡检区域的三维模型，得到巡检机器人对应巡检区域的三维模型；
[0009]P1
‑
2：对巡检机器人对应当前时间点的位置进行采集，同时获取巡检机器人对应巡检区域的入口位置，得到巡检机器人对应当前时间点的位置和巡检区域的入口位置，并构建巡检机器人对应巡检区域入口的行驶模型；
[0010]P1
‑
3：由巡检机器人对应巡检区域的三维模型和巡检区域入口的行驶模型构成巡检机器人对应巡检区域的导航模型。
[0011]P2、路径生成：对巡检机器人对应巡检区域的各导航路径进行生成。
[0012]P3、初步分析：对巡检机器人对应各导航路径的各子路径进行划分，并基于巡检机器人对应巡检区域的导航模型获取各导航路径中各子路径的路面模型，由此对巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物密集度和路面平整度进行分析，进而基于巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物密集度和路面平整度，对巡检机器人对应各导航路径的第一评估指数进行分析，得到巡检机器人对应各导航路径的第一评估指数，从而对巡检
机器人对应的各待选路径进行分析，得到巡检机器人对应的各待选路径。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，对巡检机器人对应各导航路径的第一评估指数进行分析，其具体分析步骤为：
[0014]P3
‑
1：将巡检机器人对应各导航路径按照设定的划分方式划分为各子路径，并从巡检机器人对应巡检区域的导航模型中提取巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物数量以及各障碍物的占地面积，并由此对巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物密集度进行分析，得到巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物密集度；
[0015]P3
‑
2：从巡检机器人对应巡检区域的导航模型中提取巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路面模型，得到巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路面模型；
[0016]P3
‑
3：基于巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路面模型对巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路面中心线进行获取，得到巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路面中心线，同时对各导航路径中各子路径的路面中心点进行获取，得到各导航路径中各子路径的路面中心点；
[0017]P3
‑
4：在巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路面中心线上进行检测点均匀布设，得到各导航路径中各子路径对应路面中心线的各检测点，对各导航路径中各子路径对应路面中心点的检测面进行设置，得到各导航路径中各子路径对应路面中心点的检测面；
[0018]P3
‑
5：对各导航路径中各子路径对应路面中心线的各检测点与其对应检测面的垂直距离进行获取，记为检测距离，得到各导航路径中各子路径对应各检测点的检测距离，并将各导航路径中各子路径对应各检测点的检测距离进行相互对比，由此通过对比分析得到巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路面平整度；
[0019]P3
‑
6：基于巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物密集度和路面平整度对巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路径评估指数进行分析，得到巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路径评估指数，并对其进行求和计算，得到巡检机器人对应各导航路径中子路径的综合路径评估指数，作为巡检机器人对应各导航路径的第一评估指数。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，对巡检机器人对应的各待选路径进行分析，其具体分析方式为：
[0021]将巡检机器人对应各导航路径的第一评估指数与设定的第一评估指数阈值进行对比，若某导航路径的第一评估指数大于设定的第一评估指数阈值，则将该导航路径记为待选路径，由此统计得到巡检机器人对应的各待选路径。
[0022]P4、二次分析：基于巡检机器人对应巡检区域的导航模型对巡检机器人对应各待选路径的路径长度、转弯数量、各次转弯的转弯角度进行获取，并基于巡检机器人对应各待选路径的路径长度、转弯数量、各次转弯的转弯角度对巡检机器人对应各待选路径的第二评估指数进行分析，得到巡检机器人对应各待选路径的第二评估指数，同时对巡检机器人对应的优选路径进行分析，得到巡检机器人对应的优选路径。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，对巡检机器人对应各待选路径的第二评估指数进行分析，其具体分析过程如下：
[0024]P4
‑
1：从巡检机器人对应巡检区域的导航模型中提取巡检机器人对应各待选路径的路径长度，得到巡检机器人对应各待选路径的路径长度；
[0025]P4
‑
2：从巡检机器人对应巡检区域的导航模型中提取巡检机器人对应各待选路径的转弯数量，并获取巡检机器人对应各待选路径中各次转弯的转弯角度，得到巡检机器人对应各待选路径的转弯数量和巡检机器人对应各待选路径中各次转弯的转弯角度；
[0026]P4
‑
3：对巡检机器人对应各待选路径的路径长度、转弯数量、各次转弯的转弯角度进行综合分析，得到巡检机器人对应各待选路径的第二评估指数。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，对巡检机器人对应的优选路径进行分析，其具体分析方式为：
[0028]将巡检机器人对应各待选路径的第二评估指数进行相互对比，并从中筛选出最大第二评估指数对应的待选路径，作为巡检机器人对应的优选路径。
[0029]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.轮式巡检机器人自主导航方法，包括以下步骤：Z01、区域建模和Z02、路径生成，其特征在于，还包括如下步骤：Z1、初步分析：基于步骤Z01、区域建模和步骤Z02、路径生成，分析的巡检机器人对应巡检区域的导航模型和各导航路径，对巡检机器人对应各导航路径的各子路径进行划分，并基于巡检机器人对应巡检区域的导航模型获取各导航路径中各子路径的路面模型，由此对巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物密集度和路面平整度进行分析，进而基于巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物密集度和路面平整度，对巡检机器人对应各导航路径的第一评估指数进行分析，得到巡检机器人对应各导航路径的第一评估指数，从而对巡检机器人对应的各待选路径进行分析，得到巡检机器人对应的各待选路径；Z2、二次分析：基于巡检机器人对应巡检区域的导航模型对巡检机器人对应各待选路径的路径长度、转弯数量、各次转弯的转弯角度进行获取，并基于巡检机器人对应各待选路径的路径长度、转弯数量、各次转弯的转弯角度对巡检机器人对应各待选路径的第二评估指数进行分析，得到巡检机器人对应各待选路径的第二评估指数，同时对巡检机器人对应的优选路径进行分析，得到巡检机器人对应的优选路径；Z3、智能巡视：基于巡检机器人对应的优选路径进行相应的巡视。2.根据权利要求1所述的轮式巡检机器人自主导航方法，其特征在于，所述Z01、区域建模对巡检机器人对应巡检区域的导航模型进行构建，其具体执行步骤如下：01：对巡检机器人对应的巡检区域进行获取，并从数据库中存储的各区域对应的三维模型内提取巡检机器人对应巡检区域的三维模型，得到巡检机器人对应巡检区域的三维模型；02：对巡检机器人对应当前时间点的位置进行采集，同时获取巡检机器人对应巡检区域的入口位置，得到巡检机器人对应当前时间点的位置和巡检区域的入口位置，并构建巡检机器人对应巡检区域入口的行驶模型；03：由巡检机器人对应巡检区域的三维模型和巡检区域入口的行驶模型构成巡检机器人对应巡检区域的导航模型。3.根据权利要求1所述的轮式巡检机器人自主导航方法，其特征在于，所述Z02、路径生成对巡检机器人对应巡检区域的各导航路径进行生成。4.根据权利要求1所述的轮式巡检机器人自主导航方法，其特征在于，所述对巡检机器人对应各导航路径的第一评估指数进行分析，其具体分析步骤为：1
‑
1：将巡检机器人对应各导航路径按照设定的划分方式划分为各子路径，并从巡检机器人对应巡检区域的导航模型中提取巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物数量以及各障碍物的占地面积，并由此对巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物密集度进行分析，得到巡检机器人对应各导航路径中各子路径的障碍物密集度；1
‑
2：从巡检机器人对应巡检区域的导航模型中提取巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路面模型，得到巡检机器人对应各导航路径中各子路径的路面模型；1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：常健，徐瑶，张松岩，王慧，李媛媛，崔大明，
申请(专利权)人：中煤科工机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：