【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，尤其涉及一种巡检轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、通常，为了保障电力安全，需要对输电线路进行定期巡检。随着无人机技术、图像处理技术、智能控制技术等多学科的交叉应用和发展，巡检机器人逐渐取代了传统的人工巡检方式。
2、由于输电线路大多布置在野外，受自然环境、机械应力、材料老化等因素的影响，可能会出现杂物覆盖、腐蚀甚至断股等问题。现有技术中的巡检机器人只能基于反馈控制进行自主落线，缺少系统的运动规划方法，智能化水平较低。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种巡检轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中巡检机器人智能化水平较低的问题。
2、本专利技术提供一种巡检轨迹规划方法，包括：获取运动环境信息，所述运动环境信息包括电力线位姿信息、障碍物位姿信息以及巡检机器人状态信息；根据所述运动环境信息和轨迹规划模型规划巡检机器人的运行轨迹；其中，所述轨迹规划模型用于约束巡检机器人的巡检轨迹，所述轨迹规划模型包括运动几何子模型、落线子模型、避障子模型以及巡线子模型；所述运动几何子模型用于约束运动推力与所述巡检机器人状态信息之间的变化关系；所述落线子模型用于约束巡检机器人的落线范围和落线方向；所述避障子模型用于约束所述巡检机器人与障碍物之间的运动距离，所述巡线子模型用于约束所述巡检机器人与所述电力线之间的运动距离和运动方向。
3、根据本专利技术提供一种的巡检轨迹规划方法，所述电力线位姿信息包括所述电力线上
4、根据本专利技术提供一种的巡检轨迹规划方法，所述落线子模型的模型约束公式包括第一范围约束公式和落线方向约束公式；
5、所述第一范围约束公式为：
6、所述落线方向约束公式为：
7、其中，p′表示导向机构建模模型的第一三角面的顶点，mw表示所述第一三角面底线的中点，cw表示所述电力线和所述第一三角面的交点，θ表示所述第一三角面的顶角度数；xb表示机体坐标系的第一方向轴，所述第一方向轴与所述电力线的延伸方向平行，k(x)表示附加激活函数。
8、根据本专利技术提供一种的巡检轨迹规划方法，所述避障子模型的避障约束公式为：hoa(x)＝||pwb-ow||-δ-r-ε＞0；其中，r表示所述巡检机器人的外接球体的半径。
9、根据本专利技术提供一种的巡检轨迹规划方法，所述巡线子模型的模型公式包括：
10、巡线距离公式：
11、巡线方向公式：ap2l＝|qwb⊙yb·lv|；
12、其中，a＝-lv,y，b＝lv,x，c＝lv,yls,x-lv,xls,y，(pwb,x,pwb,y)表示所述巡检机器人在二维平面xw-yw上的投影点，yb表示机体坐标系的第二方向轴，所述第二方向轴与所述电力线的延伸方向垂直。
13、根据本专利技术提供一种的巡检轨迹规划方法，所述轨迹规划模型的模型约束公式还包括：
14、
15、其中，表示位置误差，表示姿态误差，表示速度误差，表示角速度误差，qk表示中间状态权重系数矩阵，qn表示终端状态权重系数矩阵。
16、本专利技术还提供一种巡检轨迹规划装置，包括：获取模块和处理模块；所述获取模块，用于获取运动环境信息，所述运动环境信息包括电力线位姿信息、障碍物位姿信息以及巡检机器人状态信息；所述处理模块，用于根据所述运动环境信息和轨迹规划模型规划巡检机器人的运行轨迹；其中，所述轨迹规划模型用于约束巡检机器人的巡检轨迹，所述轨迹规划模型包括运动几何子模型、落线子模型、避障子模型以及巡线子模型；所述运动几何子模型用于约束运动推力与所述巡检机器人状态信息之间的变化关系；所述落线子模型用于约束巡检机器人的落线范围和落线方向；所述避障子模型用于约束所述巡检机器人与障碍物之间的运动距离，所述巡线子模型用于约束所述巡检机器人与所述电力线之间的运动距离和运动方向。
17、根据本专利技术提供一种的巡检轨迹规划装置，所述电力线位姿信息包括所述电力线上一个已知点的位置向量ls和方向向量lv；所述障碍物位姿信息包括：障碍物的外接立方体的中心点坐标ow和对角线半径δ、安全距离参数ε；所述巡检机器人状态信息包括：巡检机器人位置pwb、巡检机器人姿态qwb。
18、根据本专利技术提供一种的巡检轨迹规划装置，所述落线子模型的模型约束公式包括第一范围约束公式和落线方向约束公式；
19、所述第一范围约束公式为：
20、所述落线方向约束公式为：
21、其中，p′表示导向机构建模模型的第一三角面的顶点，mw表示所述第一三角面底线的中点，cw表示所述电力线和所述第一三角面的交点，θ表示所述第一三角面的顶角度数；xb表示机体坐标系的第一方向轴，所述第一方向轴与所述电力线的延伸方向平行，k(x)表示附加激活函数。
22、根据本专利技术提供一种的巡检轨迹规划装置，所述避障子模型的避障约束公式为：hoa(x)＝||pwb-ow||-δ-r-ε＞0；其中，r表示所述巡检机器人的外接球体的半径。
23、根据本专利技术提供一种的巡检轨迹规划方法，所述巡线子模型的模型公式包括：
24、巡线距离公式：
25、巡线方向公式：ap2l＝|qwb⊙yb·lv|；
26、其中，a＝-lv,y，b＝lv,x，c＝lv,yls,x-lv,xls,y，(pwb,x,pwb,y)表示所述巡检机器人在二维平面xw-yw上的投影点，yb表示机体坐标系的第二方向轴，所述第二方向轴与所述电力线的延伸方向垂直。
27、根据本专利技术提供一种的巡检轨迹规划装置，所述轨迹规划模型的模型约束公式还包括：
28、
29、其中，表示位置误差，表示姿态误差，表示速度误差，表示角速度误差，qk表示中间状态权重系数矩阵，qn表示终端状态权重系数矩阵。
30、本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述巡检轨迹规划方法的步骤。
31、本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述巡检轨迹规划方法的步骤。
32、本专利技术提供的巡检轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质，可以获取运动环境信息，并根据所述运动环境信息和轨迹规划模型规划巡检机器人的运行轨迹。通过该方案，可以根据运动环境信息和轨迹规划模型确定巡检机器人的运行轨迹，由于轨迹规划模型用于约束巡检机器人的巡检轨迹，且轨迹规划模型包括运动几何子模型、落线子模型、避障子模型以及巡线子模型，因此可以实现对巡检机器人自主落线、避障以及巡线三种运动状态的约本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种巡检轨迹规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的巡检轨迹规划方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的巡检轨迹规划方法，其特征在于，所述落线子模型的模型约束公式包括第一范围约束公式和落线方向约束公式；
4.根据权利要求2所述的巡检轨迹规划方法，其特征在于，所述避障子模型的避障约束公式为：hoa(x)＝||pwb-ow||-δ-r-ε＞0；
5.根据权利要求2所述的巡检轨迹规划方法，其特征在于，所述巡线子模型的模型公式包括：
6.根据权利要求5所述的巡检轨迹规划方法，其特征在于，所述轨迹规划模型的模型约束公式还包括：
7.一种巡检轨迹规划装置，其特征在于，包括：获取模块和处理模块；
8.根据权利要求7所述的巡检轨迹规划装置，其特征在于，
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的巡检轨迹规划方法中的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存
...【技术特征摘要】
1.一种巡检轨迹规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的巡检轨迹规划方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的巡检轨迹规划方法，其特征在于，所述落线子模型的模型约束公式包括第一范围约束公式和落线方向约束公式；
4.根据权利要求2所述的巡检轨迹规划方法，其特征在于，所述避障子模型的避障约束公式为：hoa(x)＝||pwb-ow||-δ-r-ε＞0；
5.根据权利要求2所述的巡检轨迹规划方法，其特征在于，所述巡线子模型的模型公式包括：
6.根据权利要求5所述的巡检轨迹规划方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨国栋，李志硕，田雨农，雷峥，张延峰，李恩，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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