本申请提供了一种结合自主定位和遥操作的机器人控制方法、装置及系统，所述控制方法将遥操作与自主定位技术相结合，通过遥操作控制机器人的移动和作业动作，机器人进入自主模式后通过自主定位、环境建模等方式进行路径规划，同时把运动数据和作业数据反馈至主控端，使得操作者可以实时监测机器人的工作状态，实现实时的人机协作，能够根据实际需要切换机器人的作业模式，确保带电作业的准确性和安全性，提高了整个系统的适应性和工作效率，使得带电作业机器人更好地适应不同类型的带电作业任务。
1、空中带电作业机器人是指能在高空配网线路进行带电作业的机器人，通过远程操控策略代替人工完成带电作业。与传统人工带电作业方式相比，杜绝了人身安全风险，作业效率提升一倍，而且全过程实现人与电的物理隔绝，有效提升了带电作业质量和效率。
2、从结构上带电作业机器人分为两种形式，一种是高空作业型，由操作人员在高空绝缘斗内，以控制手柄或主手控制器为媒介，对机器人进行高空作业控制；另一种则是地面作业型，操作人员在地面控制室通过机器人上的视觉系统完成遥控。前者以绝缘斗为保护装置减少操作难度，但仍未能使操作人员完全避免高空作业的危险，后者由于操作人员不能直接观察到作业对象，一定程度上影响作业效率，但能避免高空作业危险。目前多采用后者的遥控形式进行高空作业机器人的控制。
3、遥操作需要操作人员高度专业化，且通常需要再复杂危险的环境中操作，限制了控制系统的广泛应用，操作人员暴露于存在潜在危险的电场环境还增加其工作风险。此外，现有的遥操作机器人的自主性和智能水平仍有限，机器人不发灵活地适应环境变化，未能有效应对未知的障碍物或变化的工作条件。
1、有鉴于此，本专利技术旨在提供一种结合自主定位和遥操作的机器人控制方法、装置及系统，使得机器人能够对环境进行建模并自主感知，提升机器人的自主性和适应性，并允许操作人员在安全范围内完成遥操作，提高工作安全性。
>2、第一方面，本专利技术提供一种结合自主定位和遥操作的机器人控制方法，机器人上配置有视觉系统，该控制方法在主控端执行，包括：3、获取从端机器人所处环境的全局图像；
4、根据全局图像确定作业对象的对象位姿；
5、根据对象位姿控制从端机器人运动至切换位姿，使得作业对象进入视觉系统的视野范围；
6、向从端机器人发送第一控制信号，使得从端机器人进入自主模式，从端机器人在自主模式下通过视觉系统进行自主定位完成自主作业；
7、判断从端机器人是否满足模式切换条件，若满足则控制从端机器人返回切换位姿进入遥操作模式，在遥操作模式下对仿真机器人进行运动控制使得从端机器人跟随运动；
8、模式切换条件包括作业对象脱离视觉系统的视野范围和/或从端机器人的受力数据超出设定受力阈值。
9、进一步地，从端机器人在自主模式下通过视觉系统进行自主定位完成作业包括：
10、利用视觉系统对作业对象进行目标检测，获得作业对象相对于从端机器人的第一位置；
11、从端机器人进行环境建模得到环境模型；
12、从端机器人基于环境模型进行自主定位确定自身在环境中的第二位置；
13、基于第一位置和第二位置进行路径规划，确定从端机器人运动至第一位置的最优路径；
14、根据最优路径从端机器人进行自主作业。
15、进一步地，上述控制方法还包括：
16、获取作业对象在视觉系统上的实时对象位置和从端机器人的实时运动位置；
17、根据实时对象位置和实时运动位置判断作业对象是否位于视觉系统的视野范围。
18、进一步地，上述控制方法还包括：
19、获取从端机器人的末端执行器的受力数据；
20、判断受力数据是否超出设定受力阈值。
21、进一步地，获取从端机器人所处环境的全局图像包括：
22、通过视觉系统获取从端机器人所处环境的初始图像；
23、对初始图像进行滤波得到全局图像。
24、进一步地，视觉系统包括激光雷达，获取从端机器人所处环境的全局图像包括：
25、获取激光雷达采集的点云数据；
26、对点云数据进行滤波和聚类得到全局图像。
27、进一步地，从端机器人与主控端使用ros2-dds模块进行通信。
28、第二方面，本专利技术提供一种机器人控制装置，用于实现上述第一方面的结合自主定位和遥操作的机器人控制方法，包括：
29、图像获取单元，被配置为获取从端机器人所处环境的全局图像；
30、位姿确定单元，被配置为根据全局图像确定作业对象的对象位姿；
31、机器人运动控制单元，被配置为执行如下过程：
32、根据对象位姿控制从端机器人运动至切换位姿，使得作业对象进入视觉系统的视野范围；
33、向从端机器人发送第一控制信号，使得从端机器人进入自主模式，从端机器人在自主模式下通过视觉系统进行自主定位完成自主作业；
34、判断从端机器人是否满足模式切换条件，若满足则控制从端机器人返回切换位姿进入遥操作模式，在遥操作模式下对仿真机器人进行运动控制使得从端机器人跟随运动；
35、模式切换条件包括作业对象脱离视觉系统的视野范围和/或从端机器人的受力数据超出设定受力阈值。
36、进一步地，上述机器人控制装置还包括：
37、数据获取单元，被配置为获取作业对象在视觉系统上的实时对象位置和从端机器人的实时运动位置，和/或，从端机器人的末端执行器的受力数据。
38、第三方面，本专利技术提供一种机器人控制系统，包括主控端和从端机器人，从端机器人上配置有视觉系统；
39、主控端与从端机器人通信连接，根据上述第一方面的机器人控制方法控制从端机器人运动和作业模式切换，其中从端机器人的作业模式包括自主模式和遥操作模式。
40、第四方面，本专利技术提供一种控制器，应用于机器人控制，所述控制器包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，当计算机可执行指令被所述处理器执行时使得该设备执行第一方面提供的结合自主定位和遥操作的机器人控制方法的各个步骤。
41、第五方面，本专利技术提供一种可读存储介质，存储有计算机可执行程序，当该程序被执行时可实现第一方面提供的结合自主定位和遥操作的机器人控制方法的各个步骤。
42、第六方面，本专利技术还提供一种机器人，采用上述第四方面的控制器进行控制。
43、从以上技术方案可以看出，本专利技术具有如下有益效果：
44、本专利技术提供一种结合自主定位和遥操作的机器人控制方法、装置及系统，其中的控制方法将遥操作与自主定位技术相结合，允许操作者以遥操作方式对机器人进行控制，同时机器人能够通过自主定位技术感知和理解其工作环境，这种结合赋予了机器人更高的智能和自主性，从而提高了整个系统的适应性和工作效率，使得带电作业机器人更好地适应不同类型的带电作业任务；操作者通过遥操作控制机器人的移动和作业动作，进入自主模式后机器人通过自主定位、环境建模等方式进行路径规划，同时把运动数据和作业数据反馈至主控端，使得操作者可以实时监测机器人的工作状态，实现实时的人机协作，能够根据实际需要切换机器人的作业模式，确保带电作业的准确性和安全性。
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【技术保护点】
1.一种结合自主定位和遥操作的机器人控制方法，其特征在于，机器人上配置有视觉系统，所述方法在主控端执行，包括：
2.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述从端机器人在自主模式下通过视觉系统进行自主定位完成作业包括：
3.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述上述控制方法还包括：
4.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述上述控制方法还包括：
5.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述从端机器人与主控端使用ROS2-DDS模块进行通信。
6.一种机器人控制装置，其特征在于，用于实现权利要求1～5任一项所述的机器人控制方法，包括：
7.根据权利要求6所述的机器人控制装置，其特征在于，所述机器人控制装置还包括：
8.一种机器人控制系统，其特征在于，包括主控端和从端机器人，所述从端机器人上配置有视觉系统；
9.一种控制器，其特征在于，应用于机器人控制，所述控制器包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，当计算机可执行指令被所述处理器执行时使得该设备执行如权利要求1～5任一项所述的机器人控制方法的各个步骤。
10.一种可读存储介质，存储有计算机可执行程序，当该程序被执行时可实现如权利要求1～5任一项所述的机器人控制方法的各个步骤。
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【技术特征摘要】
1.一种结合自主定位和遥操作的机器人控制方法，其特征在于，机器人上配置有视觉系统，所述方法在主控端执行，包括：
2.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述从端机器人在自主模式下通过视觉系统进行自主定位完成作业包括：
3.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述上述控制方法还包括：
4.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述上述控制方法还包括：
5.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述从端机器人与主控端使用ros2-dds模块进行通信。
6.一种机器人控制装置，其特征在于，用于实现权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王喜军，王毅，曲烽瑞，曾松涛，武敬文，申浩播，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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