CN113050655A - 一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法 - Google Patents

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全晓方
杨海亮
孙上元
何南
郑奇凯
姚日斌
黄松强
乔彦彤
张志杨
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Abstract

本发明公开了一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，使用激光测距仪判断机器人运行工况的方法；通过激光测距仪来测量机器人运行道路的工况，进一步判断机器人是否具备在原地绕开障碍的能力；解决了变电站智能巡检机器人在运行过程中遇到障碍后无法继续前进的问题；保障了机器人长期稳定运行，且元器件较为简单，对机器人的图像运算能力较低，大大降低了产品成本。

Description

一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法
技术领域
本发明涉及机器人避障的技术领域，具体涉及一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法。
背景技术
随着变电站无人化智能化的推进，越来越多的变电站智能巡检机器人开始部署到全国各个变电站。目前市场上主流的变电站智能巡检机器人，通过激光导航的方式进行运动，相关的运动线路已经固化。且大多巡检机器人通过轮组的方式进行运动，由于自身的设计限制，变电站智能巡检机器人的越障能力一般不大于5cm。在站内运行当遇到一些大于5cm的障碍物后，机器人往往无法绕开障碍，停留在原地无法继续前进，最终导致机器人电量耗尽原地宕机，增加了变电站运维人员对机器人的运维投入。
目前有通过视觉伺服的方式实现机器人避障，但由于视觉伺服受环境影响比较大，比如夜晚，需要借助于补光，但补光效果无法完全跟白天一致，时常出现误触发，误分析等情况。且对于环境的滤波，障碍物的分析对视觉伺服的学习技术要求比较高，实现难度比较大；通过视频分析的方式，由于运算量比较大，对机器人内部系统图像能力性能要求比较高，产品成本投入相对较大。
而视觉伺服的方式实现机器人避障还需要重新规划路径，但在变电站内，部分道路只能规划成端头路，一旦出现在端头路上遇到障碍后，机器人便无法在现有路径上面进行进一步的规划，无法解决机器人返回或继续运行的情况。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前变电站机器人无法避开较大的障碍物、视觉伺服的方式实现机器人避障对其图像能力性能要求过高，成本投入较大和无法解决机器人返回或继续运行的情况的问题，提供了一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，解决了上述问题。
本发明的技术方案如下：
一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，包括以下步骤：
(a)将机器人能通过的最大高度的障碍物的高度h转化为设置在机器人前方的测距仪与障碍物之间的距离H1；将机器人能通过的最小宽度定为H2；将在无障碍物时机器人前方的测距仪与地面之间的距离定位H；将H1、H2和H作为预设值。
(b)当机器人前方的测距仪检测到与障碍物之间的距离H3＜H1，机器人判断障碍物高度大于最大高度；无法通过；当H3≥H1时，则判断机器人可以直接通过。
(c)当机器人判断无法通过时；进行旋转，当H3＝H时，判断机器人可以顺利通过，停止旋转；
(d)机器人反旋转调整姿态；调整至初始状态并向前移动；
(e)当机器人侧面的测距仪检测到的与障碍物之间的距离H4＞H2，机器人可以顺利通过；继续向前移动，当H4从出现距离变化到停止变化后，认为机器人已经通过了障碍，此时机器人停止前进；
(f)机器人旋转90°；然后进行前进；使机器人回复原先的前进路线；即完成整个避障过程。
进一步地，所述测距仪采用激光测距仪，所述激光测距仪共4个；在机器人的前方且平行与机器人运动前方的两个轮组的上方设置有第一激光测距仪和第二激光测距仪；并在机器人进一步地，所述步骤(c)中当出现H3＞H或H3＜H时，判断机器人侧边道路不够宽，机器人开始反转，若依然无法出现H3＝H，则停止运转，进行人为协助。
进一步地，所述步骤(d)中机器人反转的角度等于所述步骤(c)中旋转的角度。
进一步地，所述步骤(c)中机器人绕障碍物旋转；所述步骤(d)中机器人进行自转。
进一步地，所述步骤(f)中机器人前进的距离等于所述机器人此刻与检测到障碍时之间的距离
与现有的技术相比本发明的有益效果是：
1、一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，使用激光测距仪判断机器人运行工况的方法；通过激光测距仪来测量机器人运行道路的工况，进一步判断机器人是否具备在原地绕开障碍的能力；该方案的提出，解决了变电站智能巡检机器人在运行过程中遇到障碍后无法继续前进的问题。保障了机器人长期稳定运行，且元器件较为简单，对机器人的图像运算能力较低，大大降低了产品成本。
附图说明
图1为一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例一
请参阅图1，一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，首先需要做如下准备工作：
在机器人的前方且平行与机器人运动前方的两个轮组的上方设置有第一激光测距仪和第二激光测距仪；并在机器人的左侧设置第三激光测距仪，在机器人的右侧设置有第四激光测距仪；所述第一激光测距仪和第二激光测距仪用于检测机器人前方的障碍物的高度；所述第三激光测距仪和第四激光测距仪用于检测机器人侧面的障碍物与机器人之间的距离；具体包括一下步骤：
(a)将机器人能够通过的障碍物的最大高度h通过勾股定理转化为第一激光测距仪和第二激光测距仪探测到机器人与所述能通过的最大高度的障碍物之间的直线距离H1；所述直线距离H1即可视为机器人能够通过的最大高度H1；因为需要保证机器人顺利通过，所以可直接将最小宽度H2定为1CM；在将在无障碍物时，第一激光测距仪和第二激光测距仪探测到机器人与地面之间的距离定为H；再将H1、H2和H作为预设值；即机器人通过第一激光测距仪和第二激光测距仪探测到机器人与障碍物之间的距离小于H1时，判断障碍高度大于h，则无法直接通过；当第三激光测距仪和第四激光测距仪检测到障碍物与机器人侧面之间的距离小于H2时，则无法通过。
(b)通过第一激光测距仪和第二激光测距仪探测机器人前方的障碍物与机器人之间的距离H3，当检测到H3＜H1时，机器人判断障碍物高度大于h，机器人无法直接通过，然后停止向前移动。
(c)然后经控制器控制机器人绕障碍物进行顺时针旋转；当到达H3＝H时，则说明机器人已绕开障碍，可以正常通过；此时，停止旋转。
(d)机器人旋转调整姿态；使机器人进行自转，调整至正常状态(即前行的姿态)；旋转角度等于步骤(b)中机器人旋转的角度。
(e)机器人继续向前移动；当检测到H4大于H2时，机器人可以顺利通过；机器人继续向前移动的过程中，当H4从出现距离变化到停止变化后，认为机器人已经通过了障碍，此时机器人停止前进。
(f)机器人顺时针旋转90°；然后进行前进；前进的距离等于机器人目前与检测到障碍时之间的距离；即使机器人回复原先的前进路线；最后机器人继续向前移动，完成整个避障过程。
实施例二
实施例二是对实施例一的进一步说明，相同的部件这里不再赘述，请参阅图1，当所述步骤(c)中出现H3＞H或H3＜H时，判断机器人侧边道路不够宽，此时机器人进行逆时针旋转，如果依然无法出现H3＝H的情况，则进行人为协助。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将机器人能通过的最大高度的障碍物的高度h转化为设置在机器人前方的测距仪与障碍物之间的距离H1；将机器人能通过的最小宽度定为H2；将在无障碍物时机器人前方的测距仪与地面之间的距离定位H；将H1、H2和H作为预设值；
(b)当机器人前方的测距仪检测到与障碍物之间的距离H3＜H1，机器人判断障碍物高度大于最大高度；无法通过；当H3≥H1时，则判断机器人可以直接通过；
(c)当机器人判断无法通过时；进行旋转，当H3＝H时，判断机器人可以顺利通过，停止旋转；
(d)机器人反旋转调整姿态；调整至初始状态并向前移动；
(e)当机器人侧面的测距仪检测到的与障碍物之间的距离H4＞H2，机器人可以顺利通过；继续向前移动，当H4从出现距离变化到停止变化后，认为机器人已经通过了障碍，此时机器人停止前进；
(f)机器人旋转90°；然后进行前进；使机器人回复原先的前进路线；即完成整个避障过程。
2.根据权利要求1所述的一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，其特征在于，所述测距仪采用激光测距仪，所述激光测距仪共4个；在机器人的前方且平行与机器人运动前方的两个轮组的上方设置有第一激光测距仪和第二激光测距仪；并在机器人的左侧设置第三激光测距仪，在机器人的右侧设置有第四激光测距仪。
3.根据权利要求2所述的一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，其特征在于，所述步骤(c)中当出现H3＞H或H3＜H时，判断机器人侧边道路不够宽，机器人开始反转，若依然无法出现H3＝H，则停止运转，进行人为协助。
4.根据权利要求1所述的一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，其特征在于，所述步骤(d)中机器人反转的角度等于所述步骤(c)中旋转的角度。
5.根据权利要求1所述的一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，其特征在于，所述步骤(c)中机器人绕障碍物旋转；所述步骤(d)中机器人进行自转。
6.根据权利要求1所述的一种通过激光测距仪完成变电站机器人绕障的方法，其特征在于，所述步骤(f)中机器人前进的距离等于所述机器人此刻与检测到障碍时之间的距离。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006021267A (ja) * 2004-07-07 2006-01-26 Sharp Corp 自律型ロボット
US20080009970A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Battelle Energy Alliance, Llc Robotic Guarded Motion System and Method
JP2015016080A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 日本精工株式会社 障害物回避先導ロボット
CN107053171A (zh) * 2016-12-25 2017-08-18 湖南晖龙股份有限公司 机器人临时空间避障方法、装置及机器人
US20180020893A1 (en) * 2015-02-13 2018-01-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Cleaning robot and control method therefor
US20180120852A1 (en) * 2016-09-20 2018-05-03 Shenzhen Silver Star Intelligent Technology Co., Ltd. Mobile robot and navigating method for mobile robot
US20180210445A1 (en) * 2017-01-25 2018-07-26 Lg Electronics Inc. Moving robot and control method thereof
CN108594820A (zh) * 2018-05-04 2018-09-28 中国矿业大学 一种履带式变电站巡检机器人自主越障系统及其控制方法
CN108873900A (zh) * 2018-06-27 2018-11-23 北京航空航天大学 一种机器人行走时越过障碍物的方法、系统及机器人
JP2020068897A (ja) * 2018-10-29 2020-05-07 大成建設株式会社 清掃ロボット
CN210882374U (zh) * 2019-11-01 2020-06-30 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 一种变电站行走监测机器人
CN111736616A (zh) * 2020-08-27 2020-10-02 北京奇虎科技有限公司 扫地机器人的避障方法、装置、扫地机器人及可读介质

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006021267A (ja) * 2004-07-07 2006-01-26 Sharp Corp 自律型ロボット
US20080009970A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Battelle Energy Alliance, Llc Robotic Guarded Motion System and Method
JP2015016080A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 日本精工株式会社 障害物回避先導ロボット
US20180020893A1 (en) * 2015-02-13 2018-01-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Cleaning robot and control method therefor
US20180120852A1 (en) * 2016-09-20 2018-05-03 Shenzhen Silver Star Intelligent Technology Co., Ltd. Mobile robot and navigating method for mobile robot
CN107053171A (zh) * 2016-12-25 2017-08-18 湖南晖龙股份有限公司 机器人临时空间避障方法、装置及机器人
US20180210445A1 (en) * 2017-01-25 2018-07-26 Lg Electronics Inc. Moving robot and control method thereof
CN108594820A (zh) * 2018-05-04 2018-09-28 中国矿业大学 一种履带式变电站巡检机器人自主越障系统及其控制方法
CN108873900A (zh) * 2018-06-27 2018-11-23 北京航空航天大学 一种机器人行走时越过障碍物的方法、系统及机器人
JP2020068897A (ja) * 2018-10-29 2020-05-07 大成建設株式会社 清掃ロボット
CN210882374U (zh) * 2019-11-01 2020-06-30 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 一种变电站行走监测机器人
CN111736616A (zh) * 2020-08-27 2020-10-02 北京奇虎科技有限公司 扫地机器人的避障方法、装置、扫地机器人及可读介质

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BRIAN PEASLEY: "Real-time obstacle detection and avoidance in the presence of specular surfaces using an active 3D sensor", 《2013 IEEE WORKSHOP ON ROBOT VISION (WORV)》 *
周经中: "基于三维路径规划的旋翼无人机避障技术", 《电气时代》 *
马晨茗: "无人自转旋翼机飞行控制系统的研究与仿真", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)信息科技辑》 *

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