CN111923011B - 带电作业的执行方法、装置及带电作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带电作业的执行方法、装置及带电作业系统，包括：对作业区域进行一次勘测，得到作业区域中的第一作业对象信息，并将第一作业对象信息发送至斗臂车模组，以使斗臂车模组基于第一作业对象信息确定绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制绝缘斗达到第一目标位姿；在绝缘斗达到第一目标位姿后，对作业区域进行二次勘测，得到作业区域中的第二作业对象信息；基于第二作业对象信息确定机器人模组的作业工具对应的第二目标位姿，并控制作业工具达到第二目标位姿，以利用作业工具执行带电作业。本发明可以有效提高带电作业的自动化和智能化水平，降低带电作业的操作难度，还可以较好地完成高精度的带电作业。

Description

带电作业的执行方法、装置及带电作业系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其是涉及一种带电作业的执行方法、装置及带电作业系统。

背景技术

目前在10KV配电系统中广泛采用绝缘斗臂车中间电位作业方法，由人工操作工具完成带电作业。人工带电作业有其困难及局限性，因此开发具有更加安全性及适应性的机器人代替人工进行高空带电也是非常必要的，也符合时代发展要求。而目前带电作业机器人执行带电作业，带电作业机器人通常放置于绝缘斗臂车的绝缘斗内，通过人工控制或主从控制的方式对带电作业机器人进行操控，将带电作业机器人移动至指定地点，以使带电作业机器人在该指定地点处执行带电作业，然而这种方式需要具备丰富经验的带电作业机器人操作人员位于绝缘斗臂车的主控室内，对绝缘斗臂车和带电作业机器人进行定位操作或更换作业工具操作等，由于需要人工反复调整以将绝缘斗臂车和带电作业机器人调整至合理位置，不仅对操作人员的要求较高，而且操作难度较高，且很难完成较高作业精度的带电作业。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种带电作业的执行方法、装置及带电作业系统，可以有效提高带电作业的自动化和智能化水平，降低带电作业的操作难度，还可以较好地完成高精度的带电作业。

第一方面，本发明实施例提供了一种带电作业的执行方法，所述方法应用于带电作业系统中的机器人模组，所述带电作业系统还包括斗臂车模组，所述斗臂车模组设置有绝缘斗，所述机器人模组固定在所述绝缘斗处；所述方法包括：对作业区域进行一次勘测，得到所述作业区域中的第一作业对象信息，并将所述第一作业对象信息发送至所述斗臂车模组，以使所述斗臂车模组基于所述第一作业对象信息确定所述绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制所述绝缘斗达到所述第一目标位姿；在所述绝缘斗达到所述第一目标位姿后，对所述作业区域进行二次勘测，得到所述作业区域中的第二作业对象信息；基于所述第二作业对象信息确定所述机器人模组的作业工具对应的第二目标位姿，并控制所述作业工具达到所述第二目标位姿，以利用所述作业工具执行带电作业。

在一种实施方式中，所述机器人模组包括机器人底座以及设置于所述机器人底座上的全局相机和机器人激光雷达；所述对作业区域进行一次勘测，得到所述作业区域中的第一作业对象信息的步骤，包括：通过所述全局相机采集作业区域的第一图像信息；通过所述机器人激光雷达采集所述作业区域的点云信息；将所述第一图像信息和所述点云信息作为所述作业区域中的第一作业对象信息。

在一种实施方式中，所述机器人模组包括第二底座以及固定在所述第二底座上的第二移动组件，所述作业工具固定在所述第二移动组件的末端；所述基于所述第二作业对象信息确定所述机器人的作业工具对应的第二目标位姿，并控制所述作业工具达到所述第二目标位姿的步骤，包括：基于所述第二作业对象信息确定所述作业工具所在的第二当前位姿和所述作业工具对应的第二目标位姿；根据所述第二当前位姿和所述第二目标位姿，对所述第二移动组件的运动轨迹进行规划，得到所述第二移动组件的第二目标轨迹；基于所述第二目标轨迹控制所述第二移动组件进行运动，以通过所述第二移动组件带动所述作业工具达到所述第二目标位姿。

在一种实施方式中，所述机器人模组还包括设置在所述第二移动组件末端的双目摄像头；在所述控制所述作业工具达到所述第二目标位姿的步骤之后，所述方法还包括：通过所述双目摄像头采集所述作业工具的第二图像信息，基于所述第二图像信息对所述作业工具进行位姿校正。

在一种实施方式中，所述机器人模组还包括实时动态单元；所述方法还包括：通过所述实时动态单元判断所述绝缘斗是否达到所述第一目标位姿，或者，通过所述实时动态单元判断所述作业工具是否达到所述第二目标位姿。

在一种实施方式中，所述斗臂车模组包括第一底座以及固定在所述第一底座上的第一移动组件，所述绝缘斗固定在所述第一移动组件的末端；所述基于所述第一作业对象信息确定所述绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制所述绝缘斗达到所述第一目标位姿的步骤，包括：基于所述第一作业对象信息确定所述绝缘斗所在的第一当前位姿和所述绝缘斗对应的第一目标位姿；根据所述第一当前位姿和所述第一目标位姿，对所述第一移动组件的运动轨迹进行规划，得到所述第一移动组件的第一目标轨迹；基于所述第一目标轨迹控制所述第一移动组件进行运动，以通过所述第一移动组件带动所述绝缘斗达到所述第一目标位姿。

在一种实施方式中，所述方法还包括：在所述绝缘斗移动至所述第一目标位姿时，锁定所述第一移动组件。

第二方面，本发明实施例还提供一种带电作业的执行装置，所述装置应用于带电作业系统中的机器人模组，所述带电作业系统还包括斗臂车模组，所述斗臂车模组设置有绝缘斗，所述机器人模组固定在所述绝缘斗处；所述装置包括：一次勘测模块，用于对作业区域进行一次勘测，得到所述作业区域中的第一作业对象信息，并将所述第一作业对象信息发送至所述斗臂车模组，以使所述斗臂车模组基于所述第一作业对象信息确定所述绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制所述绝缘斗达到所述第一目标位姿；二次勘测模块，用于在所述绝缘斗达到所述第一目标位姿后，对所述作业区域进行二次勘测，得到所述作业区域中的第二作业对象信息；位姿控制模块，用于基于所述第二作业对象信息确定所述机器人模组的作业工具对应的第二目标位姿，并控制所述作业工具达到所述第二目标位姿，以利用所述作业工具执行带电作业。

第三方面，本发明实施例还提供一种带电作业系统，包括：机器人模组和斗臂车模组；所述机器人模组用于执行如第一方面提供的任一项所述的方法。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面提供的任一项所述的方法的步骤。

本发明实施例提供的一种带电作业的执行方法、装置及带电作业系统，应用于带电作业系统中的机器人模组，该带电作业系统还包括斗臂车模组，斗臂车模组设置有绝缘斗，机器人模组固定在绝缘斗处，首先对作业区域进行一次勘测，得到作业区域中的第一作业对象信息，并将第一作业对象信息发送至斗臂车模组，以使斗臂车模组基于第一作业对象信息确定绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制绝缘斗达到第一目标位姿，然后在绝缘斗达到第一目标位姿时，对作业区域进行二次勘测，得到作业区域中的第二作业对象信息，并基于第二作业对象信息确定机器人模组的作业工具对应的第二目标位姿，并控制作业工具达到第二目标位姿，以利用作业工具执行带电作业。上述方法利用机器人模组对作业区域进行一次勘测，以基于勘测得到的第一作业对象信息对斗臂车模组的位姿进行调整，并在斗臂车模组的位姿调整完成后对作业区域进行二次勘测，从而基于勘测得到的第二作业对象对机器人模组的位姿调整，从而实现斗臂车模组和机器人模组的自主控制，相较于现有技术中对斗臂车模组和机器人模组进行人工控制，本发明实施例可以有效提高带电作业的自动化和智能化水平，降低带电作业的操作难度，还可以较好地完成高精度的带电作业。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种带电作业的执行方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种斗臂车模组的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种机器人模组的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种带单作业的执行方法的过程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种带电作业的执行装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种带电作业系统的结构示意图。

图标：1.1-斗臂车支腿；1.2-斗臂车底盘；1.3-斗臂车激光雷达；1.4-液压泵站；1.5-回转塔；1.6-斗臂车下臂；1.7-斗臂车上臂；1.8-斗臂车伸缩臂；1.9-绝缘斗；2.2-实时动态单元；2.3-全局相机；2.4-机器人机械臂；2.5-机械臂驱动；2.6-机械臂双目摄像机；2.7-绝缘杆；2.8-作业工具；2.9-机器人激光雷达；2.10-主机控制系统；502-一次勘测模块；504-二次勘测模块；506-位姿控制模块；100-带电作业系统；60-处理器；61-存储器；62-总线；63-通信接口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，现有的带电作业的执行方法存在以下问题：（1）需要人工调整带电作业机器人至合理位置才能顺利完成带电作业，对操作人员要求较高；（2）因视觉遮挡等问题，导致需要反复调整绝缘斗臂车和带电作业机器人的姿态以确保带电作业顺利完成；（3）由于视觉误差等原因，很难完成较高作业精度的带电作业。为改善上述问题，本发明实施提供了一种带电作业的执行方法、装置及带电作业系统，可以有效提高带电作业执行的自动化和智能化，降低带电作业的操作难度，还可以较好地完成高精度的带电作业。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种带电作业的执行方法进行详细介绍，该方法应用于带电作业系统中的机器人模组，带电作业系统还包括斗臂车模组，斗臂车模组设置有绝缘斗，机器人模组固定在绝缘斗处，参见图1所示的一种带电作业的执行方法的流程示意图，该方法主要包括以下步骤S102至步骤S106：

步骤S102，对作业区域进行一次勘测，得到作业区域中的第一作业对象信息，并将第一作业对象信息发送至斗臂车模组，以使斗臂车模组基于第一作业对象信息确定绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制绝缘斗达到第一目标位姿。

其中，作业区域可以为设置有作业对象的区域，作业对象可以包括诸如电线杆等带电对象，第一作业对象信息可以包括作业区域的第一图像信息和点云信息。在一种实施方式中，机器人模组与斗臂车模组之间还可通信连接，机器人模组可以设置有用于采集第一图像信息的全局相机和用于采集点云信息的机器人激光雷达，从而得到作业区域的第一作业对象信息，并将第一作业对象信息传输至斗臂车模组，由斗臂车模组基于第一作业对象信息识别绝缘斗的当前位姿，以及识别作业对象的相关信息（诸如位置信息、尺寸信息、姿态信息等），从而基于该作业对象的相关信息得到绝缘斗的第一目标位姿，并将绝缘斗从当前位姿调整至第一目标位姿。上述当前位姿可以包括绝缘斗的当前位置和当前姿态等，第一目标位姿可以包括绝缘斗的目标位置和目标姿态等。

步骤S104，在绝缘斗达到第一目标位姿后，对作业区域进行二次勘测，得到作业区域中的第二作业对象信息。

本发明实施例先确定绝缘斗对应的第一目标位姿，并在绝缘斗达到第一目标位姿时，再确定机器人模组的作业工具对应的第二目标位姿，在一种可选的实施方式中，可以利用机器人模组中的全局相机和机器人激光雷达再次对作业区域进行勘测，以得到绝缘斗达到第一目标位姿时作业区域中的第二对象信息，其中，第二对象信息可以理解为绝缘斗达到第一目标位姿时作业区域的图像信息和点云信息。

步骤S106，基于第二作业对象信息确定机器人模组的作业工具对应的第二目标位姿，并控制作业工具达到第二目标位姿，以利用作业工具执行带电作业。

其中，作业工具用于执行带电作业，第二目标位姿可以包括作业工具对应的目标位置和目标姿态等。在一种实施方式中，可以基于第二作业对象信息识别机器人模组中作业工具的当前位姿，以及识别作业对象的相关信息（诸如位置信息、尺寸信息、姿态信息等），从而基于该作业对象的相关信息得到作业工具的第二目标位姿，并将作业工具从当前位姿调整至第二目标位姿，其中，作业工具的当前位姿可以包括作业工具的当前位置和当前姿态。

本发明实施例提供的上述带电作业的执行方法，利用机器人模组对作业区域进行一次勘测，以基于勘测得到的第一作业对象信息对斗臂车模组的位姿进行调整，并在斗臂车模组的位姿调整完成后对作业区域进行二次勘测，从而基于勘测得到的第二作业对象对机器人模组的位姿调整，从而实现斗臂车模组和机器人模组的自主控制，相较于现有技术中对斗臂车模组和机器人模组进行人工控制，本发明实施例可以有效提高带电作业的自动化和智能化水平，降低带电作业的操作难度，还可以较好地完成高精度的带电作业。

为便于理解，本发明实施例提供了一种带电作业系统，带电作业系统包括机器人模组（也可称之为，带电作业机器人）和斗臂车模组（也可称之为，绝缘斗臂车）。参见图2所示的一种斗臂车模组的结构示意图，斗臂车模组可以包括斗臂车支腿1.1、斗臂车底盘1.2、斗臂车激光雷达1.3、液压泵站1.4、回转塔1.5、斗臂车下臂1.6、斗臂车上臂1.7、斗臂车伸缩臂1.8、绝缘斗1.9。其中，斗臂车支腿1.1用于支撑斗臂车底盘1.2；斗臂车激光雷达1.3和液压泵站1.4固定在斗臂车底盘1.2上；斗臂车激光雷达1.3可用于勘测作业区域的环境；回转塔1.5固定在液压泵站1.4处，用于调整斗臂车下臂1.6的角度；绝缘斗1.9用于放置机器人模组。另外，参见图3所示的一种机器人模组的结构示意图，该机器人模组包括实时动态单元2.2、全局相机2.3、机器人机械臂2.4、机械臂驱动2.5、机械臂双目摄像机2.6、绝缘杆2.7、作业工具2.8、机器人激光雷达2.9、主机控制系统2.10。其中，实时动态单元2.2用于判断绝缘斗是否达到第一目标位姿，或者，判断作业工具是否达到第二目标位姿；全局相机2.3和机器人激光雷达2.9可用于勘测作业区域的环境；机械臂驱动2.5用于驱动机器人机械臂2.4移动，机械臂双目摄像机2.6用于拍摄机器人机械臂末端的图像，以对机器人机械臂末端的位置进行调整；作业工具2.8用于执行带电作业，主机控制系统2.10用于控制整个作业流程。

基于上述实施例提供的带电作业系统，本发明实施例提供的机器人模组包括机器人底座以及设置于机器人底座上的全局相机和机器人激光雷达，在此基础上，本发明实施例提供了一种对作业区域进行一次勘测，得到作业区域中的第一作业对象信息的实施方式，参见如下步骤1至步骤3：

步骤1，通过全局相机采集作业区域的第一图像信息。其中，第一图像信息可以理解为作业区域的全局图像。在一种实施方式中，操作人员可以将斗臂车模组驾驶至带电作业区域，并确保作业对象位于机器人模组的全局相机和机器人激光雷达的探测范围内，进而通过全局相机采集作业区域的第一图像信息。

步骤2，通过机器人激光雷达采集作业区域的点云信息。其中，点云信息可以体现作业区域中作业对象的位置信息和深度信息，也可将其称之为虚拟建模图像信息，在一种实施方式中，机器人激光雷达可以在作业区域内发射激光，并接收经作业区域内的对象反射后的激光，从而得到作业区域的点云信息。

步骤3，将第一图像信息和点云信息作为作业区域中的第一作业对象信息。

在确定作业区域中的第一作业对象信息后，可将第一作业对象信息发送至斗臂车模组，对斗臂车模组的位姿进行调整，斗臂车模组包括第一底座以及固定在第一底座上的第一移动组件，绝缘斗固定在第一移动组件的末端，其中，第一移动组件包括上述回转塔1.5、斗臂车下臂1.6、斗臂车上臂1.7、斗臂车伸缩臂1.8，绝缘斗固定在斗臂车伸缩臂的末端。在一种可选的实施方式中，斗臂车模组可参照如下步骤a1至步骤a3执行基于第一作业对象信息确定绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制绝缘斗达到第一目标位姿的步骤：

步骤a1，基于第一作业对象信息确定绝缘斗所在的第一当前位姿和绝缘斗对应的第一目标位姿。在一种实施方式中，可以对第一图像信息和点云信息进行图像处理，对作业区域中的绝缘斗和作业对象进行位置估计和位姿预测，以分别从作业区域中识别出绝缘斗和作业对象，从而得到绝缘斗的第一当前位姿和作业对象的位置信息、尺寸信息和姿态信息等，然后基于作业对象的位置信息、尺寸信息和姿态信息，可以确定绝缘斗的目标位置信息和目标姿态信息，从而得到绝缘斗对应的第一目标位姿。

步骤a2，根据第一当前位姿和第一目标位姿，对第一移动组件的运动轨迹进行规划，得到第一移动组件的第一目标轨迹。在一种实施方式中，斗臂车模组可以利用控制规则基于上述第一当前位姿和第一目标位姿，对第一移动组件进行轨迹规划和运动学逆解运算，得到第一移动组件的第一目标轨迹，其中，第一目标轨迹可以体现上述回转塔1.5的旋转角度、斗臂车下臂1.6和斗臂车上臂1.7之间相对位姿（诸如相对位置和相对角度）、斗臂车伸缩臂1.8的伸缩长度等信息。

步骤a3，基于第一目标轨迹控制第一移动组件进行运动，以通过第一移动组件带动绝缘斗达到第一目标位姿。在一种实施方式中，可以通过斗臂车模组中的运动控制系统按照第一目标轨迹驱动第一移动组件中斗臂车上臂、斗臂车下臂和斗臂车伸缩臂，以使第一移动组件带动绝缘斗达到第一目标位姿。

为避免绝缘斗在达到第一目标位姿之后产生偏移，本发明实施可以在绝缘斗移动至第一目标位姿时，锁定第一移动组件，也即通过锁定回转塔、斗臂车下臂、斗臂车上臂、斗臂车伸缩臂，可以使绝缘斗保持在第一目标位姿，避免在后续确定作业工具对应的第二目标位姿和执行带电作业时，由于绝缘斗产生偏差而导致的带电作业执行失败。

在将第一移动组件锁定之后，可以利用机器人组件在此对作业区域进行勘测，也即对作业区域进行二次勘测，得到作业区域中的第二作业对象信息，在一种具体的实施方式中，对作业区域进行二次勘测的步骤可参照前述步骤1至步骤3，本发明实施例在此不再赘述。

在一种实施方式中，机器人模组包括第二底座以及固定在第二底座上的第二移动组件，作业工具固定在第二移动组件的末端，第二移动组件可以包括上述机器人机械臂2.4，在一种实施方式中，机器人模组可按照如下步骤b1至步骤b3执行基于第二作业对象信息确定机器人的作业工具对应的第二目标位姿，并控制作业工具达到第二目标位姿的步骤：

步骤b1，基于第二作业对象信息确定作业工具所在的第二当前位姿和作业工具对应的第二目标位姿。其中，第二作业对象信息包括在绝缘斗达到第一目标位姿时全局相机采集到的图像信息和机器人激光雷达采集到的点云信息。在一种实施方式中，可以对第二作业信息对象中包含的图像信息和点云信息进行图像处理，对作业区域中作业工具和作业对象进行位置估计和位姿预测，以分别从作业区域中识别出作业工具和作业对象，从而得到作业工具的第二当前位姿和作业对象的位置信息、尺寸信息和姿态信息等，然后基于作业对象的位置信息、尺寸信息和姿态信息，可以确定作业工具的目标位置信息和目标姿态信息，从而得到作业工具对应的第二目标位姿。

步骤b2，根据第二当前位姿和第二目标位姿，对第二移动组件的运动轨迹进行规划，得到第二移动组件的第二目标轨迹。在一种实施方式中，机器人模组可以利用控制规则基于上述第二当前位姿和第二目标位姿，对第二移动组件进行轨迹规划和运动学逆解运算，得到第二移动组件的第二目标轨迹，其中，第二目标轨迹可以体现上述机器人机械臂的运动信息。

步骤b3，基于第二目标轨迹控制第二移动组件进行运动，以通过第二移动组件带动作业工具达到第二目标位姿。在一种实施方式中，可以通过机器人模组中的运动控制系统按照第二目标轨迹驱动机器人机械臂，以使机器人机械臂的末端达到第二目标位姿，也即使作业工具达到第二目标位姿，其中，作业工具放置于机器人机械臂的末端。

在作业工具达到第二目标位姿后，还可对作业工具的位姿进一步进行校正，以使作业工具的位姿更为精准，在一种实施方式中，机器人模组还包括设置在第二移动组件末端的双目摄像头，在控制作业工具达到第二目标位姿的步骤之后，可以通过双目摄像头采集作业工具的第二图像信息，基于第二图像信息对作业工具进行位姿校正。其中，第二图像信息可以用于表征作业工具与作业对象之间的相对位姿关系，基于第二图像信息可以对作业对象和作业位置进行精确定位，从而基于作业位置调整作业工具的位姿，以达到更高的作业精度。

另外，本发明实施例提供的机器人模组还包括实时动态单元，在实际应用中，可以通过实时动态单元判断绝缘斗是否达到第一目标位姿，或者，通过实时动态单元判断作业工具是否达到第二目标位姿。其中，实时动态单元也即RTK(Real - time kinematic)，对于绝缘斗，RTK可以对绝缘斗的当前位姿和第一目标位姿进行分析比对，从而判断绝缘斗是否达到第一目标位姿；对于作业工具，RTK可以对作业工具的当前位姿和第二目标位姿进行比对分析，从而判断作业工具是否达到第二目标位姿。

为便于对上述实施例提供的带电作业的执行方法进行理解，本发明实施例提供了一种带电作业的执行方法的具体应用实例，参见图4所示的一种带单作业的执行方法的过程示意图，带电作业的执行过程包括两部分：其一是自主控制绝缘斗位置；其二是自主控制机器人机械臂位置。在实际应用中，首先需要自主控制绝缘斗位置，当绝缘斗达到指定位置时即可自主控制机器人机械臂位置。具体的，参见如下（1）至（12）：

（1）启动完全自主带电作业，利用机器人模组的全局相机和机器人激光雷达采集作业区域的第一图像信息和点云信息。在实际应用中，可以通过斗臂车模组内的斗臂车激光雷达判断斗臂车模组的停车位置是否满足作业要求。其中，作业要求可以为目标对象位于全局相机和机器人激光雷达的探测范围内。另外，在斗臂车模组的停车位置满足作业要求后，可以选择与带电作业任务相应的作业程序（也可称之为带电作业模块），以在作业工具达到第二目标位姿时基于该作业程序对作业对象执行带电作业。

（2）基于第一图像信息和点云信息得到虚拟三维建模。由于第一图像信息为作业区域的全局图像，点云信息又可以体现作业区域中各个对象的深度信息和位置信息，因此，基于第一图像信息和点云信息可以建立作业区域的虚拟三维建模。

（3）基于虚拟三维建模进行绝缘斗的位置估计和位姿预测，确定绝缘斗的第一目标位姿。其中，位置估计和位姿估计可以确定绝缘斗的当前位置信息和当前姿态信息，结合作业对象的位置信息、尺寸信息和姿态信息，即可得到绝缘斗的第一目标位姿。

（4）选择相应的控制规则基于第一目标位姿对绝缘斗进行轨迹规划和运动学逆解运算得到绝缘斗的第一目标轨迹。

（5）由运动控制系统基于第一目标轨迹对绝缘斗上臂、绝缘斗下臂和绝缘斗伸缩臂进行控制，以使绝缘斗达到第一目标位姿。

（6）通过RTK判断绝缘斗是否达到第一目标位姿，如果是，执行（7）；如果否，执行（1）。

（7）利用机器人模组的全局相机和机器人激光雷达再次采集作业区域的第一图像信息和点云信息。

（8）基于（7）中采集的第一图像信息和点云信息得到虚拟三维建模。

（9）基于（8）中的虚拟三维建模进行作业工具的位置估计和位姿预测，确定作业工具的第二目标位姿。

（10）选择相应的控制规则基于第二目标位姿对作业工具进行轨迹规划和运动学逆解运算得到机器人机械臂的第二目标轨迹。

（11）由运动控制系统基于第二目标轨迹对机器人机械臂进行控制，以使作业工具达到第二目标位姿。

（12）通过RTK判断作业工具是否达到第二目标位姿，如果是，执行带电作业；如果否，执行（7）。在实际应用中，当确定作业工具达到第二目标位姿，则可以根据作业规范和标准作业程序，引导机器人机械臂利用作业工具自主进行带电作业（也可称之为配装作业），并在完成带电作业后，由操作人员确定满足作业要求后，启动带电作业系统的复位操作，以分别使机器人机械臂完成复位操作和斗臂车完成复位操作，实现完整带电作业系统的自主作业。

综上所述，本发明实施例提供的上述带电作业的执行方法，首先将绝缘斗臂车驾驶到带电作业相关区域（也即，上述作业区域），确认停车位置满足作业要求后，根据作业任务选择相应的作业程序，然后由机器人模组的全局摄像机和机器人激光雷达进行作业区域的环境勘测，对作业对象进行目标识别，同时进行三维虚拟建模，然后基于虚拟视觉伺服系统驱动斗臂车模组的绝缘斗达到第一目标位姿以及确定机器人模组的作业工具达到第二目标位姿（该第二目标位姿即为作业位置），然后由双目摄像机对作业对象进行精确定位，选取专业作业工具进行相应的带电作业，并在带电作业完成后使机器人模组和斗臂车模组恢复初始位置。本发明实施例通过上述方法，基于视觉伺服系统完全自主带电作业机器人，可实现对斗臂车模组及机器人模组的完全自主控制，提高带电作业智能化水平。

对于上述实施例提供的带电作业的执行方法，本发明实施例提供了一种带电作业的执行装置，该装置应用于带电作业系统中的机器人模组，带电作业系统还包括斗臂车模组，斗臂车模组设置有绝缘斗，机器人模组固定在绝缘斗处，参见图5所示的一种带电作业的执行装置的结构示意图，该装置主要包括以下部分：

一次勘测模块502，用于对作业区域进行一次勘测，得到作业区域中的第一作业对象信息，并将第一作业对象信息发送至斗臂车模组，以使斗臂车模组基于第一作业对象信息确定绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制绝缘斗达到第一目标位姿。

二次勘测模块504，用于在绝缘斗达到第一目标位姿后，对作业区域进行二次勘测，得到作业区域中的第二作业对象信息。

位姿控制模块506，用于基于第二作业对象信息确定机器人模组的作业工具对应的第二目标位姿，并控制作业工具达到第二目标位姿，以利用作业工具执行带电作业。

本发明实施例提供的上述带电作业的执行装置，利用机器人模组对作业区域进行一次勘测，以基于勘测得到的第一作业对象信息对斗臂车模组的位姿进行调整，并在斗臂车模组的位姿调整完成后对作业区域进行二次勘测，从而基于勘测得到的第二作业对象对机器人模组的位姿调整，从而实现斗臂车模组和机器人模组的自主控制，相较于现有技术中对斗臂车模组和机器人模组进行人工控制，本发明实施例可以有效提高带电作业的自动化和智能化水平，降低带电作业的操作难度，还可以较好地完成高精度的带电作业。

在一种实施方式中，机器人模组包括机器人底座以及设置于机器人底座上的全局相机和机器人激光雷达；上述一次勘测模块502还用于：通过全局相机采集作业区域的第一图像信息；通过机器人激光雷达采集作业区域的点云信息；将第一图像信息和点云信息作为作业区域中的第一作业对象信息。

在一种实施方式中，机器人模组包括第二底座以及固定在第二底座上的第二移动组件，作业工具固定在第二移动组件的末端；上述位姿控制模块506还用于：基于第二作业对象信息确定作业工具所在的第二当前位姿和作业工具对应的第二目标位姿；根据第二当前位姿和第二目标位姿，对第二移动组件的运动轨迹进行规划，得到第二移动组件的第二目标轨迹；基于第二目标轨迹控制第二移动组件进行运动，以通过第二移动组件带动作业工具达到第二目标位姿。

在一种实施方式中，机器人模组还包括设置在第二移动组件末端的双目摄像头；上述装置还包括校正模块，用于在控制作业工具达到第二目标位姿的步骤之后，通过双目摄像头采集作业工具的第二图像信息，基于第二图像信息对作业工具进行位姿校正。

在一种实施方式中，机器人模组还包括实时动态单元；上述装置还包括判断模块，用于：通过实时动态单元判断绝缘斗是否达到第一目标位姿，或者，通过实时动态单元判断作业工具是否达到第二目标位姿。

在一种实施方式中，斗臂车模组包括第一底座以及固定在第一底座上的第一移动组件，绝缘斗固定在第一移动组件的末端；上述装置还包括绝缘斗控制模块，用于：基于第一作业对象信息确定绝缘斗所在的第一当前位姿和绝缘斗对应的第一目标位姿；根据第一当前位姿和第一目标位姿，对第一移动组件的运动轨迹进行规划，得到第一移动组件的第一目标轨迹；基于第一目标轨迹控制第一移动组件进行运动，以通过第一移动组件带动绝缘斗达到第一目标位姿。

在一种实施方式中，上述装置还包括锁定模块，用于在绝缘斗移动至第一目标位姿时，锁定第一移动组件。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

本发明实施例提供了一种带电作业系统，具体的，该带电作业系统包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行如上实施方式的任一项所述的方法。

图6为本发明实施例提供的一种带电作业系统的结构示意图，该带电作业系统100包括：处理器60，存储器61，总线62和通信接口63，所述处理器60、通信接口63和存储器61通过总线62连接；处理器60用于执行存储器61中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器61可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口63（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线62可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器61用于存储程序，所述处理器60在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器60中，或者由处理器60实现。

处理器60可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器60中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器60可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器61，处理器60读取存储器61中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种带电作业的执行方法，其特征在于，所述方法应用于带电作业系统中的机器人模组，所述带电作业系统还包括斗臂车模组，所述斗臂车模组设置有绝缘斗，所述机器人模组固定在所述绝缘斗处；所述方法包括：

对作业区域进行一次勘测，得到所述作业区域中的第一作业对象信息，并将所述第一作业对象信息发送至所述斗臂车模组，以使所述斗臂车模组基于所述第一作业对象信息确定所述绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制所述绝缘斗达到所述第一目标位姿；

在所述绝缘斗达到所述第一目标位姿后，对所述作业区域进行二次勘测，得到所述作业区域中的第二作业对象信息；

基于所述第二作业对象信息确定所述机器人模组的作业工具对应的第二目标位姿，并控制所述作业工具达到所述第二目标位姿，以利用所述作业工具执行带电作业；

所述斗臂车模组包括第一底座以及固定在所述第一底座上的第一移动组件，所述绝缘斗固定在所述第一移动组件的末端；

基于所述第一作业对象信息确定所述绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制所述绝缘斗达到所述第一目标位姿的步骤，包括：基于所述第一作业对象信息确定所述绝缘斗所在的第一当前位姿和所述绝缘斗对应的第一目标位姿；根据所述第一当前位姿和所述第一目标位姿，对所述第一移动组件的运动轨迹进行规划，得到所述第一移动组件的第一目标轨迹；基于所述第一目标轨迹控制所述第一移动组件进行运动，以通过所述第一移动组件带动所述绝缘斗达到所述第一目标位姿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人模组包括机器人底座以及设置于所述机器人底座上的全局相机和机器人激光雷达；

对作业区域进行一次勘测，得到所述作业区域中的第一作业对象信息的步骤，包括：

通过所述全局相机采集作业区域的第一图像信息；

通过所述机器人激光雷达采集所述作业区域的点云信息；

将所述第一图像信息和所述点云信息作为所述作业区域中的第一作业对象信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人模组包括第二底座以及固定在所述第二底座上的第二移动组件，所述作业工具固定在所述第二移动组件的末端；

基于所述第二作业对象信息确定所述机器人的作业工具对应的第二目标位姿，并控制所述作业工具达到所述第二目标位姿的步骤，包括：

基于所述第二作业对象信息确定所述作业工具所在的第二当前位姿和所述作业工具对应的第二目标位姿；

根据所述第二当前位姿和所述第二目标位姿，对所述第二移动组件的运动轨迹进行规划，得到所述第二移动组件的第二目标轨迹；

基于所述第二目标轨迹控制所述第二移动组件进行运动，以通过所述第二移动组件带动所述作业工具达到所述第二目标位姿。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机器人模组还包括设置在所述第二移动组件末端的双目摄像头；

在所述控制所述作业工具达到所述第二目标位姿的步骤之后，所述方法还包括：

通过所述双目摄像头采集所述作业工具的第二图像信息，基于所述第二图像信息对所述作业工具进行位姿校正。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人模组还包括实时动态单元；

所述方法还包括：

通过所述实时动态单元判断所述绝缘斗是否达到所述第一目标位姿，或者，通过所述实时动态单元判断所述作业工具是否达到所述第二目标位姿。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述绝缘斗移动至所述第一目标位姿时，锁定所述第一移动组件。

7.一种带电作业的执行装置，其特征在于，所述装置应用于带电作业系统中的机器人模组，所述带电作业系统还包括斗臂车模组，所述斗臂车模组设置有绝缘斗，所述机器人模组固定在所述绝缘斗处；所述装置包括：

一次勘测模块，用于对作业区域进行一次勘测，得到所述作业区域中的第一作业对象信息，并将所述第一作业对象信息发送至所述斗臂车模组，以使所述斗臂车模组基于所述第一作业对象信息确定所述绝缘斗对应的第一目标位姿，并控制所述绝缘斗达到所述第一目标位姿；

二次勘测模块，用于在所述绝缘斗达到所述第一目标位姿后，对所述作业区域进行二次勘测，得到所述作业区域中的第二作业对象信息；

位姿控制模块，用于基于所述第二作业对象信息确定所述机器人模组的作业工具对应的第二目标位姿，并控制所述作业工具达到所述第二目标位姿，以利用所述作业工具执行带电作业；

所述斗臂车模组包括第一底座以及固定在所述第一底座上的第一移动组件，所述绝缘斗固定在所述第一移动组件的末端；

所述一次勘测模块还用于：基于所述第一作业对象信息确定所述绝缘斗所在的第一当前位姿和所述绝缘斗对应的第一目标位姿；根据所述第一当前位姿和所述第一目标位姿，对所述第一移动组件的运动轨迹进行规划，得到所述第一移动组件的第一目标轨迹；基于所述第一目标轨迹控制所述第一移动组件进行运动，以通过所述第一移动组件带动所述绝缘斗达到所述第一目标位姿。

8.一种带电作业系统，其特征在于，包括：机器人模组和斗臂车模组；所述机器人模组用于执行如权利要求1至6任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至6任一项所述的方法的步骤。

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