CN112365622A - 一种巡检系统、方法、终端和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于机器人控制领域，提供了一种巡检系统、方法、终端和存储介质。其中，巡检系统中包含地面终端和空中终端；其中，地面终端位于待巡检区域的地面，用于对待巡检区域进行巡检；空中终端位于待巡检区域的上空；巡检系统获取地面终端的第一位姿、空中终端的第二位姿，以及地面终端和空中终端在待巡检区域的相对位置数据；巡检系统根据第二位姿和相对位置数据，计算地面终端的第一理论位姿，并对第一理论位姿和第一位姿进行信息融合，得到地面终端的第三位姿；第三位姿用于地面终端的在待巡检区域进行定位。本申请的实施例能够提高巡检机器人的定位精确度。
Description
技术领域
本申请属于机器人控制领域，尤其涉及一种巡检系统、方法、终端和存储介质。
背景技术
传统的变电站人工巡检和作业的方式存在劳动强度大、工作效率低、人员安全性差等特点，尤其是在恶劣天气和复杂地形等条件下更为明显。
因此，目前许多科研机构相继开展了智能巡检机器人的研究。巡检机器人可以代替人工开展巡检工作，能够在异常、紧急的情况下，利用自身的定位和导航系统，及时前往待巡检区域查明现场设备状态，极大的提高了巡检效率，也降低了人力资源的需求。巡检机器人可以对电力表计、线路、绝缘子等对象进行巡检，具体的巡检内容可以包括可见光检测、红外热成像检测、噪声检测等日常巡视。
然而，随着待巡检区域涵盖范围的扩大，以及待巡检区域本身工程复杂度的提高，对巡检机器人的巡检定位要求也越来越高。但目前的巡检机器人定位精确度较低，难以满足实际定位精度要求，导致巡检机器人难以很好地满足对实际复杂工程的巡检需求。
发明内容
本申请实施例提供一种巡检系统、方法、终端和存储介质，可以解决目前巡检机器人定位精确度低的问题。
本申请实施例第一方面提供一种巡检系统，所述巡检系统中包含地面终端和空中终端；
其中，所述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对所述待巡检区域进行巡检；所述空中终端位于所述待巡检区域的上空；
所述巡检系统获取所述地面终端的第一位姿、所述空中终端的第二位姿，以及所述地面终端和所述空中终端在所述待巡检区域的相对位置数据；
所述巡检系统根据所述第二位姿和所述相对位置数据，计算所述地面终端的第一理论位姿，并对所述第一理论位姿和所述第一位姿进行信息融合，得到所述地面终端的第三位姿；所述第三位姿用于所述地面终端的在所述待巡检区域进行定位。
本申请实施例第二方面提供的一种巡检方法，应用于地面终端，所述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对所述待巡检区域进行巡检；所述巡检方法包括：
获取所述地面终端的第一位姿；
获取所述地面终端的第一理论位姿；所述第一理论位姿是根据空中终端与所述地面终端之间的相对位置数据和所述空中终端的第二位姿计算得到的位姿，所述空中终端位于所述待巡检区域的上空；
对所述第一理论位姿和所述第一位姿进行信息融合，得到所述地面终端的第三位姿；所述第三位姿用于所述地面终端的在所述待巡检区域进行定位。
本申请实施例第三方面提供的一种巡检方法，应用于空中终端，所述空中终端位于待巡检区域的上空；所述巡检方法，包括：
获取所述空中终端的第二位姿；
获取所述空中终端的第二理论位姿；所述第二理论位姿是根据所述空中终端与地面终端之间的相对位置数据和所述地面终端的第一位姿计算得到的位姿，所述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对所述待巡检区域进行巡检；
对所述第二理论位姿和所述第二位姿进行信息融合，得到所述空中终端的第四位姿；所述第四位姿用于所述空中终端的在所述待巡检区域进行定位。
本申请实施例第四方面提供一种第一巡检装置，配置于地面终端，所述第一巡检装置可以包括：
第一获取单元，用于获取所述地面终端的第一位姿；
第二获取单元，用于获取所述地面终端的第一理论位姿；所述第一理论位姿是根据空中终端与所述地面终端之间的相对位置数据和所述空中终端的第二位姿计算得到的位姿，所述空中终端位于所述待巡检区域的上空；
第一融合单元，用于对所述第一理论位姿和所述第一位姿进行信息融合，得到所述地面终端的第三位姿；所述第三位姿用于所述地面终端的在所述待巡检区域进行定位。
本申请实施例第五方面提供一种第二巡检装置，配置于空中终端，所述第二巡检装置可以包括：
第三获取单元，用于获取所述空中终端的第二位姿；
第四获取单元，用于获取所述空中终端的第二理论位姿；所述第二理论位姿是根据所述空中终端与地面终端之间的相对位置数据和所述地面终端的第一位姿计算得到的位姿，所述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对所述待巡检区域进行巡检；
第二融合单元，用于对所述第二理论位姿和所述第二位姿进行信息融合，得到所述空中终端的第四位姿；所述第四位姿用于所述空中终端的在所述待巡检区域进行定位。
本申请实施例第六方面提供一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
本申请实施例第七方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本申请实施例第八方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端上运行时，使得终端执行时实现方法的步骤。
本申请的实施例提供了一种巡检系统，巡检系统中包含地面终端和空中终端。其中，地面终端位于待巡检区域的地面，用于对待巡检区域进行巡检；空中终端位于待巡检区域的上空。该巡检系统通过获取地面终端的第一位姿、空中终端的第二位姿，以及地面终端和空中终端在待巡检区域的相对位置数据，然后根据第二位姿和相对位置数据，计算地面终端的第一理论位姿。接着，对第一理论位姿和第一位姿进行信息融合，得到地面终端的第三位姿；第三位姿用于地面终端的在待巡检区域进行定位。由于空中终端位于待巡检区域上空，其定位不易受到变电站电磁干扰或者障碍物的影响，通过自身定位得到的第二位姿精确度高。因此，根据第二位姿计算出来的第一理论位姿，相对于地面终端利用自身条件获取到的第一位姿精确度更高。通过将第一理论位姿和第一位姿进行信息融合，能够进一步得到精确度更高的第三位姿。因此，本申请的实施例，在地面终端自身定位精确度不足的情况下，地面终端可以参考空中终端提供的定位数据，利用高精度的第三位姿开展巡检工作，提高了地面巡检机器人的定位精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种巡检系统的实现流程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种巡检系统的数据流向示意图；
图3是本申请实施例提供的一种多终端巡检系统的示意图；
图4是本申请实施例提供的检测是否存在有异常的终端的第一实现流程示意图；
图5是本申请实施例提供的检测是否存在有异常的终端的第二实现流程示意图；
图6是本申请实施例提供的一种巡检方法的第一实现流程示意图；
图7是本申请实施例提供的一种巡检方法的第二实现流程示意图；
图8是本申请实施例提供的一种第一巡检装置的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种第二巡检装置的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
传统的变电站人工巡检和作业的方式存在劳动强度大、工作效率低、人员安全性差等特点，尤其是在恶劣天气和复杂地形等条件下更为明显。
因此，目前许多科研机构相继开展了智能巡检机器人的研究。巡检机器人可以代替人工开展巡检工作，能够在异常、紧急的情况下，利用自身的定位和导航系统获取位姿数据，并根据位姿数据在待巡检区域的特定位置查明现场设备状态。智能巡检机器人的使用极大地提高了巡检效率，也降低了人力资源的需求。其中，上述位姿数据包含巡检机器人的位置数据和姿态数据，例如包含机器人的三维空间坐标及欧拉角数据。
实际应用中，巡检机器人可以对电力表计、线路、绝缘子等对象进行巡检，具体的巡检内容可以包括可见光检测、红外热成像检测、噪声检测等日常巡视。
然而，随着待巡检区域涵盖范围的扩大，以及待巡检区域本身工程复杂度的提高，对巡检机器人的巡检定位要求也越来越高。但目前的巡检机器人定位精确度较低，难以满足实际定位精度要求，导致巡检机器人难以很好地满足对实际复杂工程的巡检需求。
研究发现，目前的地面巡检机器人存在多种定位获取位姿的方式。但是在复杂环境下，各种定位方式都存在一定的缺点。目前的地面巡检机器人主要依靠激光、视觉等传感器，利用环境地图匹配的方式获取自身的位姿，但定位匹配的过程，由于所处环境的不确定因素干扰，定位精度在一定概率范围内浮动变化，极限条件下有定位丢失的情况。对于使用卫星导航的地面巡检机器人来说，卫星导航信号在变电站环境中容易受到强电磁干扰，导致地面巡检机器人定位工作不稳定。而惯性导航及基于里程计的航迹推算进行导航的方式具有累计误差，需定期进行修正。
因此，本申请的实施例提供了一种巡检系统，利用空中终端和地面终端进行协同巡检工作。其中，上述地面终端可以为用于对待巡检区域进行巡检的地面机器人。上述空中终端可以为无人机，也可以为悬挂于待巡检区域中，具有一定数据处理能力的固定终端，例如固定在树上、高层建筑物的终端。
其中，空中终端看以利用自身的高度优势避免电磁干扰，利用卫星导航高精度地获取自身的第二位姿。而地面终端可以利用自身的传感器获取自身的第一位姿。在工作过程中，地面终端和空中终端会将得到的信息进行共享，并获取两者间的相对位姿。根据第二位姿和相对位置数据，巡检系统可以确定地面终端的第一理论位姿。此时，地面终端可以将第一位姿和第一理论位姿进行融合处理，得到更加精确的第三位姿。
因此，空中终端和地面终端可以发挥各自的优势，相互提供自身传感器的信息，通过信息融合相互提高定位精度，进而实现在复杂环境中的巡检。
为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本申请实施例提供的一种巡检系统的实现流程示意图，该系统包含地面终端和空中终端，可适用于需提高巡检机器人的定位精度的情形。其中，上述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对待巡检区域进行巡检；上述空中终端位于待巡检区域的上空。
具体的，上述巡检系统的工作流程可以包括以下步骤S101至步骤S102。
步骤S101，巡检系统获取地面终端的第一位姿、空中终端的第二位姿，以及地面终端和空中终端在待巡检区域的相对位置数据。
其中，上述第一位姿是指地面终端通过自身的定位得到的位姿。本申请不对地面终端自身的定位导航方式进行限制，具体可以根据地面终端的配置进行选择。例如可以通过惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)、里程计、激光或同步定位与建图(simultaneous localization and mapping，SLAM)等定位方式实现自主定位导航。
作为一种优选的实施方式，可以同时通过惯性测量单元(Inertial MeasurementUnit，IMU)、里程计、激光或同步定位与建图(simultaneous localization and mapping，SLAM)等定位方式，然后进行信息融合，得到第一位姿。
本申请的实施例中，由于地面终端只能在地面行走的局限性，地面定位终端容易受到待巡检区域内的环境干扰，得到的第一位姿在极限条件下误差较大，如果根据上述定位信息导航，容易在巡检过程中出现脱轨等异常情况，导致巡检任务中断。
上述第二位姿则是指空中终端利用自身定位得到的位姿。同样的，本申请不对空中终端自身的定位导航方式进行限制，具体可以根据空中终端的配置进行选择。例如通过地面环境匹配、全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)、IMU、高程计等信息融合定位。当上述空中终端为无人飞艇时，无人飞艇可以利用自身浮力和姿态控制系统，实现高精度的定点悬停。
在本申请的实施方式中，由于空中终端位于待检测区域上方，不易受到电磁干扰、视野也较为开阔，因此，空中终端利用自身的传感器得到的第二位姿是一个精度较高的位姿数据。并且，在复杂环境中，仍然可以保证定位的精度。
上述相对位置数据是指空中终端和地面终端之间的空间位置关系和空间角度关系，例如包含空间距离和俯仰角。
在本申请的一些实施方式中，上述空中终端可以基于场景识别的激光测距、超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术等获取自身与地面终端之间的空间位置关系。
为了更加准确地获取相对位置数据，在本申请的一些实施方式中，可以利用配置在地面终端上的摄像头进行图像采集，并对采集到的图像进行图像识别，识别出其中的空中终端，并计算出与空中终端的相对位置数据。
考虑到地面终端容易受到障碍物的遮挡，在本申请的另一些实施方式中，可以在上述空中终端上配置摄像头，并利用控制终端的摄像头获取待巡检区域的图像。接着，识别图像中的地面终端，并根据第二位姿，计算与地面终端之间的相对位置数据。
具体的，上述地面终端的顶部可以粘贴用于唯一标识地面终端的信号标识，例如可以是二维码、条形码等标识码。空中终端可以以其视野的优势，对待巡检区域进行图像采集，识别地面终端的信号标识，进而识别出地面终端。然后，利用摄像头的参数，计算自身与地面终端之间的相对位置数据。实际应用中，这种方式可以在具有多个地面终端的环境下使用，能够方便对多个地面终端同时进行定位。
并且，空中终端可以以预设时间间对待巡检区域进行图像采集，并在每次采集到的图像之后识别同一地面终端的信号标识，从而确定该地面终端的移动速度、角速度、运动轨迹等运行状态信息。
需要说明的是，在本申请的一些实施方式中，地面终端和空中终端会共享彼此传感器获取到的信息。即通过地面终端和空中终端之间的交互，巡检系统中的每个终端都可以获取到每个地面终端的第一位姿、每个空中终端的第二位姿、以及每个地面终端和每个空中终端之间的相对位姿。
其中，地面终端和空中终端的信息共享方式可以由管理员根据实际情况进行选择。例如，在本申请的一些实施方式中，上述地面终端和空中终端可以采取广播的方式，将自身获得的数据广播给处于同一待巡检区域的其他终端。又例如，在本申请的另一些实施方式中，在进行信息共享前，巡检系统的各个终端可以建立无线连接，将自身获得的数据发送给已建立无线连接的其他终端。
步骤S102，巡检系统根据第二位姿和相对位置数据，计算地面终端的第一理论位姿，并对第一理论位姿和第一位姿进行信息融合，得到地面终端的第三位姿。
其中，上述第一理论位姿是指根据通过相对位置数据确定的地面终端的绝对位姿。
由于地面终端和空中终端之间的信息共享，巡检系统中的任一终端，都可以根据第二位姿和相对位置数据计算地面终端的第一理论位姿。因此，实际操作过程中，可以预先确定进行第一理论位姿计算的终端，并由该终端获取上述第二位姿和相对位置数据，计算地面终端的第一理论位姿，然后再将第一理论位姿进行共享。
需要说明的是，根据第一位姿和相对位置数据计算地面终端的第一理论位姿，实际上是一个将相对位置数据转换为绝对位姿的过程。本申请不对该过程的具体计算方式进行限制，将相对位置数据转换为绝对位姿的方法均可适用于本申请，例如可以通过齐次矩阵的计算实现。
同样的，由于地面终端和空中终端之间的信息共享，在得到第一理论位姿之后，巡检系统中的任一终端均可以获取第一理论位姿，然后对第一理论位姿和第一位姿进行信息融合，得到第三位姿。
其中，对第一理论位姿和第一位姿进行信息融合可以由管理员根据实际情况进行选择，例如可以使用维纳滤波(wiener filtering)方法、卡尔曼滤波(Kalman filtering)方法或者现代时间序列分析方法等。
上述第三位姿用于地面终端对待巡检区域进行巡检。即当地面终端对变电站进行巡检时，需要根据自身的位姿，导航到指定地点对设备进行检查。而本申请的实施方式中，上述地面终端可以利用第三位姿完成巡检工作。
作为本申请的一种实施方式，可以由需要确定第三位姿的地面终端根据进行第一理论位姿的计算和信息融合。此时，该地面终端无需多次获取自身的第一位姿，在融合得到第三位姿之后，也可以直接根据第三位姿进行巡检工作。
本申请的实施例中，由于空中终端位于待巡检区域上空，其定位不易受到变电站电磁干扰或者障碍物的影响，通过自身定位得到的第二位姿精确度高。因此，根据第二位姿计算出来的第一理论位姿，相对于地面终端利用自身条件获取到的第一位姿精确度更高。通过将第一理论位姿和第一位姿进行信息融合，能够进一步得到精确度更高的第三位姿。因此，本申请的实施例，在地面终端自身定位精确度不足的情况下，地面终端可以参考空中终端提供的定位数据，利用高精度的第三位姿开展巡检工作，提高了地面巡检机器人的定位精确度。
为了提高第二位姿的精确度，在获取空中终端的第二位姿之前，巡检系统还可以根据第一位姿和相对位置数据，计算空中终端的第二理论位姿。然后，基于第二理论位姿，对第二位姿进行修正。
同样的，由于地面终端和空中终端之间的信息共享，巡检系统中的任一终端，都可以根据第一位姿和相对位置数据计算空中终端的第二理论位姿。该第二理论位姿是指根据通过相对位置数据确定的空中终端的绝对位姿。基于第二理论位姿，巡检系统可以对第二位姿进行修正。
具体的，巡检系统可以将第二理论位姿和第二位姿进行融合，相较于空中终端利用自身系统获取到的第二位姿，将第二理论位姿和第二位姿进行融合可以得到精确度更高的位姿。当空中终端的定位存在异常时，也可以利用第二理论位姿，对第二位姿进行修正。
在地面终端进行巡检的过程中，上述空中终端可以依据地面终端第三位姿的变化，确定地面终端的运动状态。或者，可以为地面终端进行路线规划，以协助地面终端对待巡检区域进行巡检。
在本申请的一些实施方式中，上述空中终端还可以检测地面移动物体，当有人或车辆闯入时可提供预警信息，帮助地面终端避开障碍物。
因此，本申请的实施方式中，根据第一位姿和相对位置数据，计算空中终端的第二理论位姿；基于第二理论位姿，可以对第二位姿进行修正。空中终端可以参考地面终端提供的定位数据，利用高精度的第四位姿，指导地面终端开展巡检工作。
本申请提供的巡检系统，通过多终端之间的协同定位，利用多终端之间双向的信息交互、校验、融合，充分的利用了不同终端的定位传感器优势，实现对空中终端和地面终端丰富的传感器信息的共享，有效提高了定位精度。
需要说明的是，上述对第二位姿进行修正的过程可以在获取地面终端的第三位姿之前，以提高第二位姿的精确度，进而得到第三位姿；上述对第二位姿进行修正的过程也可以发生在得到第三位姿之后，以对下次获取第三位姿时，提高第二位姿的精确度。
为了方便理解，图2示出了本申请巡检系统的数据流向示意图。其中，地面终端可以通过自身的传感器获取第一位姿。空中终端可以通过自身的传感器获取第二位姿。然后，根据相对位置数据，可以融合得到地面终端的第一理论位姿和空中终端的第二理论位姿。对第一理论位姿和第一位姿进行融合，能够得到地面终端当前的位姿，即第三位姿。同样的，对第二理论位姿和第二位姿进行融合，也能够得到空中终端当前的位姿。
为了提高巡检系统的可靠性，如图3所示，该系统可以包括至少两个地面终端和至少两个空中终端，各个终端之间均可进行信息的共享。当需要确定一个地面终端的位姿时，可以利用多个空中终端得到的信息，和该地面终端利用自身传感器得到的定位信息进行信息融合。同样的，当需要确定一个空中终端的位姿时，也可以利用多个地面终端得到的信息，和该空中终端利用自身传感器得到的定位信息进行信息融合。当巡检系统中的终端越多，则不论空中终端还是地面终端，在定位时能够参考的信息越多，因此，得到的定位信息更加准确。
并且，当系统中任一地面终端或任一空中终端出现异常时，通过各个终端之间的信息共享，可以查找出存在异常的终端，并对存在异常的终端进行修复。
具体的，如图4所示，在本申请的一些实施方式中，当上述空中终端的数量大于1，上述系统的工作流程可以包括步骤S401至步骤S402。
步骤S401，巡检系统获取第一终端关联的多个第一理论位姿。
其中，每个第一理论位姿，均是根据不同的空中终端的第二位姿和相对位置数据计算得到的位姿数据。上述第一终端为所述地面终端中的任一终端。
根据前述说明，各个空中终端均可以获取与同一个第一终端的相对位置，并分别计算出一个第一理论位姿。因此根据第一终端关联的多个第一理论位姿以及第一终端的第一位姿，可以检测系统中是否存在有异常的终端。
步骤S402，巡检系统根据第一终端的第一位姿和第一终端关联的多个第一理论位姿，检测地面终端和空中终端中是否存在有异常的终端。
具体的，若第一位姿和各个第一理论位姿之间的差值均小于预设阈值，则表示各个第一理论位姿和第一位姿之间偏差都较小，说明第一终端自身的定位及各个空中终端的定位均没有出现异常。因此，可以确认系统中不存在有异常的终端。
若第一位姿和各个第一理论位姿之间的差值均大于预设阈值，则表示第一位姿和每个第一理论位姿都存在偏差，说明第一终端自身的定位出现异常。因此，可以确认系统中存在有异常的终端，且有异常的终端为第一终端。
若第一位姿和各个第一理论位姿之间的差值部分大于预设阈值，则表示第一位姿只和部分第一理论位姿存在偏差，说明该部分第一理论位姿对应的空中终端的定位出现异常。因此，可以确认系统中存在有异常的终端，且有异常的终端为该部分第一理论位姿对应的空中终端。需要说明的是，在实际应用中，一般出现异常的终端不会过多，因此当差值部分大于预设阈值时，这部分第一理论位姿对应的空中终端并不会太多。
其中，上述预设阈值用于判断第一位姿和第一理论位姿之间的偏差是否过大。在本申请的实施例中，其具体的取值可以根据实际情况进行调整。
具体的，如图5所示，在本申请的一些实施方式中，当上述地面终端的数量大于1，上述系统的工作流程可以包括步骤S501至步骤S502。
步骤S501，巡检系统获取第二终端关联的多个第二理论位姿。
其中，每个第二理论位姿，均是不同的地面终端的第一位姿和相对位置数据计算得到的位姿数据。上述第二终端为所述空中终端中的任一终端。
根据前述说明，一个空中终端可以获取到与多个第一终端的相对位置，因此可以分别计算出多个第二理论位姿。根据第二终端关联的多个第二理论位姿以及第二终端的第二位姿，可以检测系统中是否存在有异常的终端。
步骤S502，巡检系统根据所述第二终端的第二位姿和第二终端关联的多个第二理论位姿，检测地面终端和空中终端中是否存在有异常的终端。
具体的，若第二位姿和各个第二理论位姿之间的差值均小于预设阈值，则表示各个第二理论位姿和第二位姿之间偏差都较小，说明第二终端自身的定位及各个地面终端的定位均没有出现异常。因此，可以确认系统中不存在有异常的终端。
若第二位姿和各个第二理论位姿之间的差值均大于预设阈值，则表示第二位姿和每个第二理论位姿都存在偏差，说明第二终端自身的定位出现异常。因此，可以确认系统中存在有异常的终端，且有异常的终端为第二终端。
若第二位姿和各个第二理论位姿之间的差值部分大于预设阈值，则表示第二位姿只和部分第二理论位姿存在偏差，说明该部分第二理论位姿对应的空中终端的定位出现异常。因此，可以确认系统中存在有异常的终端，且有异常的终端为该部分第二理论位姿对应的地面终端。需要说明的是，在实际应用中，一般出现异常的终端不会过多，因此当差值部分大于预设阈值时，这部分第二理论位姿对应的地面终端并不会太多。
本申请的实施方式中，巡检系统通过配备多个地面终端或多个空中终端，通过各个终端之间的信息共享，可以实现各个终端之间的相互检测，判断地面终端和空中终端中是否存在有异常的终端，进而对存在异常的终端进行检修，提高巡检系统的可靠性。
在检测地面终端和空中终端中是否存在有异常的终端之后，该存在异常的终端可以自行进行检修。具体的，在本申请的一些实施方式中，若巡检系统中存在有异常的终端，且该终端为地面终端，则根据有异常的终端关联的多个第一理论位姿，对有异常的终端的所述第一位姿进行修正。
在本申请的实施方式中，当巡检系统中存在有异常的终端，且该终端为地面终端时，表示该地面终端的第一位姿存在异常，说明该地面终端的定位系统存在一定的问题。因此，该地面终端可以根据多个第一理论位姿和第一位姿，对有异常的终端的所述第一位姿进行修正。例如对地面终端的传感器进行校正。
在本申请的一些实施方式中，若巡检系统中存在有异常的终端，且该终端为空中终端，则根据有异常的终端关联的多个第二理论位姿，对有异常的终端的第二位姿进行修正。
在本申请的实施方式中，当巡检系统中存在有异常的终端，且该终端为空中终端时，表示该空中终端的第二位姿存在异常，说明该空中终端的定位系统存在一定的问题。因此，该空中终端可以根据多个第二理论位姿和第二位姿，对有异常的终端的第二位姿进行修正。例如对空中终端的传感器进行校正等。
本申请的实施方式中，在判断地面终端和空中终端中是否存在有异常的终端之后，存在异常的终端可以利用巡检系统中共享的信息对自身的异常进行修正。本申请的实施例中，巡检系统中的各个终端可以相互配合，互相提高定位的精确度，同时当任一终端出现异常时，可以及时对出现异常的终端进行修复，提高巡检系统的可靠性。因此，实际应用中可以在无人参与的情况下，巡检系统持续保持工作的稳定性。
图6示出了本申请实施例提供的一种巡检方法的实现流程示意图，该方法可以应用于地面终端，可适用于需提高机器人巡检时的定位精确度的情形。其中，上述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对待巡检区域进行巡检，例如可以为巡检机器人等。
具体的，上述巡检方法可以包括以下步骤S601至步骤S603。
步骤S601，获取地面终端的第一位姿。
步骤S602，获取地面终端的第一理论位姿。
其中，上述第一理论位姿是根据空中终端与所述地面终端之间的相对位置数据和所述空中终端的第二位姿计算得到的位姿，上述空中终端位于所述待巡检区域的上空。
步骤S603，对第一理论位姿和第一位姿进行信息融合，得到地面终端的第三位姿。
其中，第三位姿用于地面终端的在待巡检区域进行定位。
上述步骤S601至步骤S603的具体实现方式，可以参看图1和图2的描述。即本申请提供的地面终端可以通过地面终端自身携带的的传感器获取自身的第一位姿。然后，由空中终端通过空中终端自身携带的传感器获取自身的第二位姿。空中终端或地面终端可以获取空中终端与地面终端之间的相对位置数据，并根据第一位姿和相对位置数据计算地面终端的第一理论位姿。最后，地面终端对第一理论位姿和第一位姿进行信息融合，可以得到精确度较高的第三位姿。
本申请的实施例中，由于空中终端位于待巡检区域上空，其定位不易受到变电站电磁干扰或者障碍物的影响，通过自身定位得到的第二位姿精确度高。因此，根据第二位姿计算出来的第一理论位姿，相对于地面终端利用自身条件获取到的第一位姿精确度更高。通过将第一理论位姿和第一位姿进行信息融合，能够进一步得到精确度更高的第三位姿。因此，本申请的实施例，在地面终端自身定位精确度不足的情况下，地面终端可以参考空中终端提供的定位数据，利用高精度的第三位姿开展巡检工作，提高了地面巡检机器人的定位精确度。
在本申请的一些实施方式中，当地面终端配置有摄像头时，上述相对位姿的获取可以包括：利用摄像头获取待巡检区域上空的第一图像；识别第一图像中的所述空中终端，并根据第一位姿，计算与空中终端之间的相对位置数据。
为了提高巡检系统的可靠性，在本申请的一些实施方式中，上述空中终端的数量为大于1，上述方法还包括：获取地面终端关联的多个第一理论位姿，其中，每个第一理论位姿是根据一个空中终端和地面终端之间的相对位置数据，和该空中终端的第二位姿，计算得到的地面终端的位姿；根据多个第一理论位姿和第一位姿，确定地面终端和多个空中终端中是否存在有异常的终端。
具体的，在本申请的一些实施方式中，计算第一位姿和各个第一理论位姿之间的第一差值；若所有第一差值均大于第一差值阈值，则将地面终端确认为有异常的终端；若所有第一差值中的部分第一差值大于第一差值阈值，则将部分第一差值关联的空中终端确认为有异常的终端。
其中，上述判断有异常的终端及异常处理的具体实现方式可以参看图4和图5的说明，本申请对此不进行赘述。
本申请的实施方式中，获取地面终端关联的多个第一理论位姿，并根据多个第一理论位姿和第一位姿，确定地面终端和多个空中终端中是否存在有异常的终端。因此，当地面终端和多个空中终端存在有异常的终端时，可以及时对有异常的终端进行处理，保证各个终端定位的准确性，进而保证巡检工作的正常进行，提高了巡检的可靠性。
图7示出了本申请实施例提供的一种巡检方法的实现流程示意图，该方法可以应用于空中终端，可适用于需提高机器人巡检时的定位精确度的情形。其中，上述空中终端位于待巡检区域的上空，可以是无人机等能够移动的终端，也可以是具有一定数据处理能力的固定终端，例如挂在树上、高层建筑物上的终端。
具体的，上述巡检方法可以包括以下步骤S701至步骤S703。
步骤S701，获取空中终端的第二位姿。
步骤S702，获取空中终端的第二理论位姿。
其中，第二理论位姿是根据空中终端与地面终端之间的相对位置数据和地面终端的第一位姿计算得到的位姿，地面终端位于待巡检区域的地面，用于对待巡检区域进行巡检。
步骤S703，对第二理论位姿和第二位姿进行信息融合，得到空中终端的第四位姿。
其中，第四位姿用于地面终端的在待巡检区域进行定位。
本申请步骤S701至步骤S703的具体实现方式，可以参看图1和图2的描述。即本申请提供的空中终端通过空中终端自身携带的传感器获取自身的第二位姿，地面终端通过自身携带的传感器获取地面终端自身的第一位姿。然后地面终端或空中终端可以获取空中终端与地面终端之间的相对位置数据。然后，根据第二位姿和相对位置数据计算空中终端的第二理论位姿。最后，空中终端可以对第二理论位姿和第二位姿进行信息融合，可以得到第四位姿。
本申请的实施例，空中终端通过将第二理论位姿和第二位姿进行信息融合，可以得到精确度更高的第四位姿。因此，空中终端可以参考地面终端提供的定位数据，利用高精度的第四位姿，指导地面终端开展巡检工作。
考虑到地面终端的视野容易被遮挡的情况，在本申请的一些实施方式中，上述空中终端配置有摄像头。上述相对位置数据的获取可以包括：利用摄像头获取所述待巡检区域的第二图像，识别第二图像中的地面终端，并根据第二位姿，计算与地面终端之间的相对位置数据。
为了提高巡检系统的可靠性，在本申请的一些实施方式中，上述地面终端的数量大于1，上述方法还包括：获取空中终端关联的多个第二理论位姿，其中，每个第二理论位姿是根据一个地面终端和空中终端之间的相对位置数据，和该地面终端的第一位姿，计算得到的空中终端的位姿；根据多个第二理论位姿和第二位姿，确定地面终端和多个空中终端中是否存在有异常的终端。
具体的，在本申请的一些实施方式中，可以计算第二位姿和各个第二理论位姿之间的第二差值；若所有第二差值均大于第二差值阈值，则将空中终端确认为有异常的终端。若所有第二差值中的一个第二差值大于第二差值阈值，则将该第二差值关联的空中终端确认为有异常的终端。
其中，上述判断有异常的终端及异常处理的具体实现方式可以参看图4和图5的说明，本申请对此不进行赘述。
本申请的实施方式中，通过获取空中终端关联的多个第二理论位姿，并根据多个第二理论位姿和第二位姿，确定地面终端和多个空中终端中是否存在有异常的终端。因此，当地面终端和多个空中终端存在有异常的终端，可以及时对有异常的终端进行处理，保证各个终端定位的准确性，进而保证巡检工作的正常进行，提高了巡检的可靠性。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本申请，某些步骤可以采用其它顺序进行。
如图8所示为本申请实施例提供的一种第一巡检装置800的结构示意图，所述第一巡检装置800配置于地面终端上。所述第一巡检装置800可以包括：
第一获取单元801，用于获取所述地面终端的第一位姿；
第二获取单元802，用于获取所述地面终端的第一理论位姿；所述第一理论位姿是根据空中终端与所述地面终端之间的相对位置数据和所述空中终端的第二位姿计算得到的位姿，所述空中终端位于所述待巡检区域的上空；
第一融合单元803，用于对所述第一理论位姿和所述第一位姿进行信息融合，得到所述地面终端的第三位姿；所述第三位姿用于所述地面终端的在所述待巡检区域进行定位。
在本申请的一些实施方式中，上述地面终端配置有摄像头，上述第二获取单元802还用于：利用摄像头获取所述待巡检区域上空的第一图像；识别所述第一图像中的所述空中终端，并根据所述第一位姿，计算与所述空中终端之间的相对位置数据。
在本申请的一些实施方式中，上述空中终端的数量大于1，上述第一巡检装置800还包括第一异常检测单元，用于：获取所述地面终端关联的多个所述第一理论位姿，其中，每个所述第一理论位姿是根据一个所述空中终端和所述地面终端之间的相对位置数据，和该空中终端的第二位姿，计算得到的所述地面终端的位姿；根据多个所述第一理论位姿和所述第一位姿，确定所述地面终端和多个所述空中终端中是否存在有异常的终端。
在本申请的一些实施方式中，上述第一异常检测单元，还用于：计算所述第一位姿和各个所述第一理论位姿之间的第一差值；若所有所述第一差值均大于第一差值阈值，则将所述地面终端确认为所述有异常的终端；若所有所述第一差值中的部分第一差值大于第一差值阈值，则将所述部分第一差值关联的所述空中终端确认为所述有异常的终端。
需要说明的是，为描述的方便和简洁，上述第一巡检装置800的具体工作过程，可以参考图6所述方法的对应过程，在此不再赘述。
如图9所示为本申请实施例提供的一种第二巡检装置900的结构示意图，所述第二巡检装置900配置于空中终端上。所述第二巡检装置900可以包括：
第三获取单元901，用于获取所述空中终端的第二位姿；
第四获取单元902，用于获取所述空中终端的第二理论位姿；所述第二理论位姿是根据所述空中终端与地面终端之间的相对位置数据和所述地面终端的第一位姿计算得到的位姿，所述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对所述待巡检区域进行巡检；
第二融合单元903，用于对所述第二理论位姿和所述第二位姿进行信息融合，得到所述空中终端的第四位姿；所述第四位姿用于所述空中终端的在所述待巡检区域进行定位；
在本申请的一些实施方式中，上述空中终端配置有摄像头上述第四获取单元902，还用于：利用摄像头获取所述待巡检区域的第二图像；识别所述第二图像中的所述地面终端，并根据所述第二位姿，计算与所述地面终端之间的相对位置数据。
在本申请的一些实施方式中，上述地面终端的数量大于1，上述第二巡检装置900还包括第二异常检测模块，用于获取所述空中终端关联的多个所述第二理论位姿，其中，每个所述第二理论位姿是根据一个所述地面终端和所述空中终端之间的相对位置数据，和该地面终端的第一位姿，计算得到的所述空中终端的位姿；根据多个所述第二理论位姿和所述第二位姿，确定所述地面终端和多个所述空中终端中是否存在有异常的终端。
在本申请的一些实施方式中，上述第二异常检测模块，还用于：计算所述第二位姿和各个所述第二理论位姿之间的第二差值；若所有所述第二差值均大于第二差值阈值，则将所述空中终端确认为有异常的终端。若所有所述第二差值中的一个第二差值大于第二差值阈值，则将该第二差值关联的所述空中终端确认为有异常的终端。
需要说明的是，为描述的方便和简洁，上述第二巡检装置900的具体工作过程，可以参考图7所述方法的对应过程，在此不再赘述。
如图10所示，为本申请实施例提供的一种终端的示意图。该终端10可以包括：处理器1000、存储器1001以及存储在所述存储器1001中并可在所述处理器1000上运行的计算机程序1002，例如巡检程序。所述处理器1000执行所述计算机程序1002时实现上述各个终端巡检方法实施例中的步骤，例如图6所示的步骤S601至S603，又例如图7所示的步骤S701至S703。
或者，所述处理器1000执行所述计算机程序1002时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图8所示单元801至803的功能，又例如图9所示单元901至903的功能。
所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器1001中，并由所述处理器1000执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端中的执行过程。
例如，所述计算机程序可以被分割成第一获取单元、第二获取单元和第一融合单元。各单元具体功能如下：第一获取单元，用于获取所述地面终端的第一位姿；第二获取单元，用于获取所述地面终端的第一理论位姿；所述第一理论位姿是根据空中终端与所述地面终端之间的相对位置数据和所述空中终端的第二位姿计算得到的位姿，所述空中终端位于所述待巡检区域的上空；第一融合单元，用于对所述第一理论位姿和所述第一位姿进行信息融合，得到所述地面终端的第三位姿；所述第三位姿用于所述地面终端的在所述待巡检区域进行定位。
又例如，所述计算机程序可以被分割成第三获取单元、第四获取单元和第二融合单元。各单元具体功能如下：第三获取单元，用于获取所述空中终端的第二位姿；第四获取单元，用于获取所述空中终端的第二理论位姿；所述第二理论位姿是根据所述空中终端与地面终端之间的相对位置数据和所述地面终端的第一位姿计算得到的位姿，所述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对所述待巡检区域进行巡检；第二融合单元，用于对所述第二理论位姿和所述第二位姿进行信息融合，得到所述空中终端的第四位姿；所述第四位姿用于所述空中终端的在所述待巡检区域进行定位。
所述终端可包括，但不仅限于，处理器1000、存储器1001。本领域技术人员可以理解，图10仅仅是终端的示例，并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器1000可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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。
所述存储器1001可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器1001也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器1001还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器1001用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器1001还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种巡检系统，其特征在于，所述巡检系统中包含地面终端和空中终端；
其中，所述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对所述待巡检区域进行巡检；所述空中终端位于所述待巡检区域的上空；
所述巡检系统获取所述地面终端的第一位姿、所述空中终端的第二位姿，以及所述地面终端和所述空中终端在所述待巡检区域的相对位置数据；
所述巡检系统根据所述第二位姿和所述相对位置数据，计算所述地面终端的第一理论位姿，并对所述第一理论位姿和所述第一位姿进行信息融合，得到所述地面终端的第三位姿；所述第三位姿用于所述地面终端的在所述待巡检区域进行定位。
2.如权利要求1所述的巡检系统，其特征在于，在所述获取空中终端的第二位姿之前，还包括：
所述巡检系统根据所述第一位姿和所述相对位置数据，计算所述空中终端的第二理论位姿；
基于所述第二理论位姿，对所述第二位姿进行修正。
3.如权利要求1所述的巡检系统，其特征在于，还包括：
所述空中终端的数量大于1；
所述巡检系统获取第一终端关联的多个所述第一理论位姿，其中，每个所述第一理论位姿，均是根据不同的所述空中终端的所述第二位姿和所述相对位置数据计算得到的位姿数据，所述第一终端为所述地面终端中的任一终端；
所述巡检系统根据所述第一终端的所述第一位姿和所述第一终端关联的多个所述第一理论位姿，检测所述地面终端和所述空中终端中是否存在有异常的终端。
4.如权利要求1所述的巡检系统，其特征在于，还包括：
所述地面终端的数量大于1；
所述巡检系统获取第二终端关联的多个第二理论位姿，其中，每个所述第二理论位姿，均是不同的所述地面终端的所述第一位姿和所述相对位置数据计算得到的位姿数据，所述第二终端为所述空中终端中的任一终端；
所述巡检系统根据所述第二终端的所述第二位姿和所述第二终端关联的多个所述第二理论位姿，检测所述地面终端和所述空中终端中是否存在有异常的终端。
5.如权利要求3或4所述的巡检系统，其特征在于，在所述检测所述地面终端和所述空中终端中是否存在有异常的终端之后，还包括：
若所述巡检系统中存在有异常的终端，且该终端为地面终端，则根据所述有异常的终端关联的多个所述第一理论位姿，对所述有异常的终端的所述第一位姿进行修正。
6.如权利要求4所述的巡检系统，其特征在于，在所述检测所述地面终端和所述空中终端中是否存在有异常的终端之后，还包括：
若所述巡检系统中存在有异常的终端，且该终端为空中终端，则根据所述有异常的终端关联的多个所述第二理论位姿，对所述有异常的终端的所述第二位姿进行修正。
7.一种巡检方法，其特征在于，应用于地面终端，所述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对所述待巡检区域进行巡检；所述巡检方法包括：
获取所述地面终端的第一位姿；
获取所述地面终端的第一理论位姿；所述第一理论位姿是根据空中终端与所述地面终端之间的相对位置数据和所述空中终端的第二位姿计算得到的位姿，所述空中终端位于所述待巡检区域的上空；
对所述第一理论位姿和所述第一位姿进行信息融合，得到所述地面终端的第三位姿；所述第三位姿用于所述地面终端的在所述待巡检区域进行定位。
8.一种巡检方法，其特征在于，应用于空中终端，所述空中终端位于待巡检区域的上空；所述巡检方法，包括：
获取所述空中终端的第二位姿；
获取所述空中终端的第二理论位姿；所述第二理论位姿是根据所述空中终端与地面终端之间的相对位置数据和所述地面终端的第一位姿计算得到的位姿，所述地面终端位于待巡检区域的地面，用于对所述待巡检区域进行巡检；
对所述第二理论位姿和所述第二位姿进行信息融合，得到所述空中终端的第四位姿；所述第四位姿用于所述空中终端的在所述待巡检区域进行定位。
9.一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中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计算机程序时实现如权利要求7所述方法的步骤；或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求8所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7所述方法的步骤；或者，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述方法的步骤。
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