CN113064438A - 一种巡检机器人及其控制装置和巡检方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种巡检机器人，这种巡检机器人被配置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，巡检机器人包括移动、检测、探寻、测距装置，还包括故障判定单元、通信条件检测单元、故障位置标定单元的控制装置，当处于低通信状态且被检测对象存在故障时，巡检机器人在被检测对象位置处控制探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少三个特征点，控制测距装置测量并记录巡检机器人相对于每一个特征点的距离。在无法利用通信网络实现定位的情况下，本巡检机器人仍然可以通过探寻的方式找到位置已知或可知的特征点以确定故障对象的位置，从而据此计算和记录被检测目标发生故障的所在位置，从而避免重复巡检，提高巡检效率。

Description

一种巡检机器人及其控制装置和巡检方法

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种巡检机器人、一种用于巡检机器人的控制装置及一种巡检方法。

背景技术

与人工巡检相比，利用巡检机器人进行安全监测具有明显的优势，巡检机器人不仅巡检效率高，而且可以适应复杂高危的环境，目前已经被广泛应用于电力、运输、化工、安防等众多的领域，例如变电站、电力线路、铁路线路、地下管网等等。根据不同的巡检环境和巡检要求，巡检机器人的差异是很大的，有一类巡检机器人被配置为可针对一片区域巡检，巡检区域内分布有多个被巡检对象。

巡检机器人的定位能力是顺利完成巡检任务的基本要求。当巡检机器人发现故障的时候，需要对故障位置进行定位和报告。通常这样的定位并不困难，一般巡检机器人配备有视觉、激光等传感、测量装置，在通信网络的配合下，就能实现定位和报告。在室外环境中，一般可以通过GPS、北斗等卫星定位系统，配合移动通信网络等方便地实现定位。在室内环境中，一般也可以利用WI-FI或移动通信网络等，通过信号强度变化计算巡检机器人与基站、访问点之间的相对位置等方法，对巡检机器人自身或者发生故障的巡检目标进行定位。

发明专利申请CN110850723A即披露了一种基于变电站巡检机器人系统的故障诊断和定位方法。该专利申请提出了一种变电站巡检机器人系统，包括服务器端、通信模块、主控模块、数据采集模块、导航模块及运动控制模块，其中数据采集模块及导航模块将采集到的信息传到主控制器，主控制器通过通信模块将信息传送到服务器端，同时也接收来自服务器端的指令，主控制器接收来自运动控制器的信息也可以发送指令给运动控制器。

然而，鉴于巡检机器人工作环境和工作状况的复杂性，巡检机器人利用通信网络进行定位的功能有时并不能发挥作用。因此，需要对巡检机器人的定位功能做出改进。

发明内容

本发明的目的在于提出一种巡检机器人、控制装置及巡检方法，使得巡检机器人在低通信条件下，对发生故障的被检测目标实现有效的定位。

基于上述目的，本发明提出一种巡检机器人，被配置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，该巡检机器人包括：

移动装置，用于驱动所述巡检机器人在高耸物表面移动；

检测装置，用于获取所述被检测对象的状态信息；

探寻装置，用于探寻位于所述被检测对象一定距离之内的特征点；

测距装置，用于获取所述巡检机器人与所述特征点的距离；

控制装置，包括：

故障判定单元，用于根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

通信条件检测单元，用于当所述被检测对象处于故障状态时，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

故障位置标定单元，被配置为，当所述巡检机器人处于低通信条件时，执行如下步骤：

控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少三个所述特征点，控制所述测距装置测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离。

可选地，所述的故障位置标定单元在控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少三个所述特征点的步骤包括：

当所述探寻装置的探寻方式为单向探寻时，控制所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置沿n个方向探寻，当所述探寻装置沿一个方向探寻的距离达到一个预定阈值时，探寻到的所述特征点的数量未满足至少三个，则控制所述探寻装置沿一个不同的方向探寻，若所述探寻装置在所述巡检机器人所处位置沿n个方向且不大于所述预定阈值的探寻距离内探寻时，找到至少三个所述特征点则可终止探寻，否则直至沿第n个方向探寻至所述预定阈值的距离时终止；

其中，n是自然数，n不小于1且不大于一个预定的常数；

当所述探寻装置的探寻方式为全向探寻时，控制所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向探寻，当所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向，且距离不大于所述预定阈值的探寻的过程中，找到至少三个所述特征点则可终止探寻，否则直至探寻至所述预定阈值的距离时终止。

可选地，至少一个所述特征点所处位置的海拔高度低于所述探寻装置；

所述探寻装置在探寻该海拔高度低于其的所述特征点时，采用向下的探寻方式。

基于本发明目的，本发明还提出一种巡检机器人，被配置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，该巡检机器人包括：

移动装置，用于驱动所述巡检机器人在高耸物表面移动；

检测装置，用于获取所述被检测对象的状态信息；

探寻装置，用于探寻位于所述被检测对象一定距离之内的特征点；

测距装置，用于获取所述巡检机器人与所述特征点的距离；

测向装置，用于获取所述巡检机器人相对于所述特征点的方向角；

控制装置，包括：

故障判定单元，用于根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

通信条件检测单元，用于当所述被检测对象处于故障状态时，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

故障位置标定单元，被配置为，当所述巡检机器人处于低通信条件时，执行如下步骤：

控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少两个所述特征点，控制所述测距装置测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离，控制所述测向装置测量并记录所述巡检机器人相对于所述特征点的方向角。

基于本发明目的，本发明还提出一种用于巡检机器人的控制装置，被配置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，该巡检机器人包括检测装置、移动装置、探寻装置、测距装置，所述检测装置用于获取所述被检测对象的状态信息，所述移动装置用于驱动所述巡检机器人在高耸物表面移动，所述探寻装置探寻位于所述被检测对象一定距离之内的所述特征点，所述测距装置用于获取所述巡检机器人与所述特征点的距离，所述控制装置包括：

故障判定单元，用于根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

通信条件检测单元，用于当所述被检测对象处于故障状态时，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

故障位置标定单元，被配置为，当所述巡检机器人处于低通信条件时，执行如下步骤：

控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少三个特征点，控制所述测距装置测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离。

基于本发明目的，本发明还提出一种被配置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，该巡检机器人包括检测装置、移动装置、探寻装置、测距装置、测向装置，所述检测装置用于获取所述被检测对象的状态信息，所述移动装置用于驱动所述巡检机器人在高耸物表面移动，所述探寻装置探寻位于所述被检测对象一定距离之内的特征点，所述测距装置用于获取所述巡检机器人与所述特征点的距离，所述测向装置，用于获取所述巡检机器人相对于所述特征点的方向角，所述控制装置包括：

故障判定单元，用于根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

通信条件检测单元，用于当所述被检测对象处于故障状态时，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

故障位置标定单元，被配置为，当所述巡检机器人处于低通信条件时，执行如下步骤：

控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少两个所述特征点，控制所述测距装置测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离，控制所述测向装置测量并记录所述巡检机器人相对于所述特征点的方向角。

基于本发明目的，本发明还提出一种利用巡检机器人进行巡检的巡检方法，所述巡检机器人被设置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，所述巡检方法包括：

驱动所述巡检机器人在高耸物表面沿预定的巡检路径移动；

获取所述被检测对象的状态信息；

根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

如果所述被检测对象处于故障状态，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

如果所述巡检机器人处于低通信条件，控制所述巡检机器人执行如下步骤：

在所述巡检机器人一定距离范围内探寻到至少三个所述特征点，测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离。

可选地，步骤为控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少三个所述特征点，控制所述测距装置测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离之中，探寻所述特征点的步骤进一步包括：

若所述探寻装置的探寻方式为单向探寻，则控制所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置沿n个方向探寻，当所述探寻装置沿一个方向探寻的距离达到一个预定阈值时，探寻到的所述特征点的数量未满足至少三个，则控制所述探寻装置沿一个不同的方向探寻，若所述探寻装置在所述巡检机器人所处位置沿n个方向且不大于所述预定阈值的探寻距离内探寻时，找到至少三个所述特征点则可终止探寻，否则直至沿第n个方向探寻至所述预定阈值的距离时终止；

其中，n是自然数，n不小于1且不大于一个预定的常数；

若所述探寻装置的探寻方式为全向探寻，则控制所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向探寻，当所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向，且距离不大于所述预定阈值的探寻的过程中，找到至少三个所述特征点则可终止探寻，否则直至探寻至所述预定阈值的距离时终止

基于本发明目的，本发明还提出一种利用巡检机器人进行巡检的巡检方法，所述巡检机器人被设置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，其特征在于，所述巡检方法包括：

驱动所述巡检机器人在高耸物表面沿预定的巡检路径移动；

获取所述被检测对象的状态信息；

根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

如果所述被检测对象处于故障状态，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

如果所述巡检机器人处于低通信条件，控制所述巡检机器人执行如下步骤：

在所述巡检机器人一定距离范围内探寻到至少两个特征点，测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离，测量并记录所述巡检机器人相对于所述特征点的方向角。

可选地，在所述巡检机器人、控制装置或者巡检方法中，至少一个所述特征点具有已知的位置信息。

可选地，在所述巡检机器人、控制装置或者巡检方法中，至少一个所述特征点的位置信息未知，且属于所述巡检机器人存储的一个预定序列。

随着信息通信技术的进步，越来越多的巡检机器人装备了各种先进的探测和定位装备。但这些装备严重依赖于外部通信条件，如卫星通信、移动通信或室内通信网络等。一旦巡检机器人处于低通信条件，巡检机器人常常会失去定位能力，导致巡检无法正常进行；而鉴于巡检机器人工作环境的复杂性，低通信条件的发生具有现实的可能性。根据本发明提出的技术方案，在无法利用通信网络实现定位的情况下，巡检机器人仍然可以通过探寻的方式找到位置已知或可知的特征点以确定故障对象的位置，从而据此计算和记录发生故障的被检测目标的所在位置，从而避免重复巡检，提高巡检效率。

附图说明

图1为根据本发明一种实施方式的巡检机器人按单向探寻方式对发生故障的被检测对象的位置定位的工作原理示意图；

图2为根据本发明另一实施方式的巡检机器人按全向探寻方式对发生故障的被检测对象的位置定位的工作原理示意图；

图3为根据本发明一种实施方式的巡检机器人功能模块示意图；

图4为根据本发明另一种实施方式的巡检机器人功能模块示意图；

图5为根据本发明一种实施方式的用于巡检机器人的控制装置功能模块示意图；

图6为根据本发明另一种实施方式的用于巡检机器人的控制装置功能模块示意图；

图7为根据本发明一种实施方式的巡检机器人对发生故障的被检测对象位置定位方法的流程示意图。

附图仅出于示意的目的，而不旨在按照比例绘制。在附图中，相同的参考符号被用于指示相同的元素。出于简明的目的，不是每一个组件在每张附图中均被标号。

具体实施方式

以下将参照若干实例来描述本发明。应当理解，描述这些实施方式是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解和实现本发明，而不表示或暗示对本发明范围的任何限制。

图1是根据本发明的一种实施方式的巡检机器人在低通信条件下按单向探寻的方式对位于高耸物(包括电塔，高杆，高楼、山峰等)上的发生故障的被检测对象的位置定位的工作原理示意图。如图所示，巡检机器人101沿着预定的巡检路径对高耸物进行巡检，该高耸物上分布有多个被检测对象。巡检机器人101自身具有检测、移动功能、探寻功能和测距功能。如图，巡检机器人101检测到被检测对象存在故障(此时的被检测对象即为故障对象)，此时该存在故障的被检测对象所处的位置即为一个故障对象位置102。由此，巡检机器人101将对通信网络进行检测。如果通信网络正常，巡检机器人101可以利用常规技术通过通信网络对故障对象位置102进行定位和报告，本发明不做详细讨论。如果巡检机器人101无法利用通信网络实现定位，即处于低通信条件，则可能需要通过本发明提出的方式来确定故障对象位置102。由此，巡检机器人101在故障对象位置102处，以单向探寻的探寻方式来探寻特征点，即在一定距离范围内，先沿一个方向探寻，若探寻到的特征点的数量未满足至少三个，则沿另一个不同的方向探寻特征点，这里的探寻方向可以预设为n个不同方向，若在所述巡检机器人101所处位置沿n个探寻方向(如探寻方向106、探寻方向107、探寻方向108、探寻方向109和探寻方向110等)探寻的过程中，找到至少三个特征点则可终止探寻，这样在找到上述至少三个特征点的同时，测量并记录该找到的特征点与巡检机器人101的距离，通过以该找到的特征点为球心，以该找到的特征点与巡检机器人101的距离为球径画出球体，由于找到了至少三个特征点(如第一特征点103、第二特征点104和第三特征点105等)，这样可以至少画出三个球体，而该三个球体上存在一个共点，该共点即是巡检机器人101所处的位置，这样通过几何原理就能确定巡检机器人101所处的位置。当然若通过上述两个探寻方向还不能找到至少三个特征点的话，则继续再沿着又一个不同的探寻方向查找，直至沿第n个方向探寻时终止。

需要说明的是，所述n是个自然数，其不小于1，另外，n的数量应当有所限制，否则巡检机器人101会不断寻找下去，消耗过多的能量甚至陷入死循环，为此应给n预设一个预定的常数，在按单向探寻的方式探寻时，若探寻的方向数已达到了该预定的常数，就停止探寻。

作为一种实施方式中，巡检机器人101还可具有测向功能，即在查找到特征点时在测量特征点与位于该故障对象位置102处的巡检机器人101的距离的基础上，还可进一步测量巡检机器人101相对于该查找到的特征点的方向角，这样为了确定故障对象位置102的位置所需查找到的特征点的数量最少只需两个就可以了，当找到两个特征点后，可分别以该两个特征点为球心，以该特征点与巡检机器人101的距离为球径画出两个球体，然后再在这两个球体上画出以所测到的两个方向角的球径，该两个球径的相交点即为巡检机器人101所处的位置。

这样，即使在巡检机器人101无法通过通信网络以及依赖于通信网络的定位系统立即确定故障对象位置102的时候，也可以通过至少三个特征点，或者至少两个个特征点和相应的方向角来最终确定故障对象位置102的坐标。

按照某一个特定的探寻方向进行探寻，也许并不能发现特征点。如图所示，巡检机器人101沿着探寻方向107、探寻方向109，则不能发现任何特征点。针对这种情况，本发明提出设置一个预定的阈值，如果巡检机器人101在某个方向上的探寻距离达到这个阈值，巡检机器人101可以从新选择新的探寻方向进行探寻。

这里的特征点，可以是被探测对象或者其他物体，具有已知的或可以测定的位置坐标，从而适于作为位置判断的参考点。前文中虽然首先描述了一个探寻方向106和第一特征点103，然后描述了另一个探寻方向107没有特征点的情况，但并不意味着探寻的先后顺序。例如巡检机器人101完全有可能在第一次探寻中先沿着另一个探寻方向107探寻但没有找到特征点，然后再沿着一个探寻方向106探寻从而发现第一特征点103。另外，本文中对于故障位置和发生故障的被检测对象的位置不做区分。另外每对相邻的探寻方向之间可设定一个角度α，这个角度α可以相同，也可以不相同。

另外这里的特征点通常分布于地面，探寻的方向通常为自上向下的方向。

图2为根据本发明另一种实施方式的巡检机器人在低通信条件下按全向探寻方式对位于高耸物上的发生故障的被检测对象的位置定位的工作原理示意图。巡检机器人201自身具有检测功能、移动功能、探寻功能和测距功能。如图所示，巡检机器人201在故障对象位置202发现故障，在无法应用通信网络实现定位的低通信条件下，首先沿着探寻距离209全向探寻，找到第一特征点203，与此同时测量并记录第一特征点203与巡检机器人201的距离；接着，沿着探寻距离210全向探寻，找到第二特征点204，与此同时测量并记录第二特征点204与巡检机器人201的距离；然后，沿着探寻距离211全向探寻，找到第三特征点205，与此同时测量并记录第三特征点205与巡检机器人201的距离。

按照某一个特定的探寻距离进行全向探寻，也许并不能发现特征点，另外由于探寻距离受探寻装置(因为处于低通信条件下，故这里的探寻装置不能是诸如卫星等具有超远距离探寻设备，而是有探寻距离限制的)以及所探寻的环境的影响。针对上述情况，本发明提出设置一个预定的阈值，如果巡检机器人201的探寻距离达到这个阈值，巡检机器人201就停止探寻，这样可避免巡检机器人201会不断寻找下去，消耗过多的能量甚至陷入死循环。

另外，在一种实施方式中，巡检机器人201除具有上述功能外，还可具有测向功能，即在查找到特征点时在测量特征点与位于该故障对象位置202处的巡检机器人201的距离的基础上，还可进一步测量巡检机器人201相对于该查找到的特征点的方向角，这样为了确定故障对象位置202的位置所需查找到的特征点的数量最少只需两个就可以了，当找到两个特征点后，可分别以该两个特征点为球心，以该特征点与巡检机器人201的距离为球径画出两个球体，然后再在这两个球体上画出以所测到的两个方向角的球径，该两个球径的相交点即为巡检机器人201所处的位置。

这样，即使在巡检机器人201无法通过通信网络以及依赖于通信网络的定位系统立即确定故障对象位置202的时候，也可以通过至少三个特征点，或者至少两个个特征点和相应的方向角来最终确定故障对象位置202的坐标。

图3是根据本发明一种实施方式的巡检机器人功能模块示意图。如图所示，巡检机器人300包括移动装置310，检测装置320，探寻装置340，测距装置350，以及控制装置330。本领域普通技术人员可以理解，巡检机器人300还可以包括其他部分，在本文中可能并不予以描述或讨论。移动装置310包括了电机(还可以是蒸汽机、汽轮机、柴油机、燃气轮机和核动力装等)、轮子或传动装置，还包括飞行装置(如飞行用螺旋浆等)，水面或水下移动装置(如水用螺旋浆等)，可以驱动巡检机器人300进行巡检。检测装置320、探寻装置340和测距装置350对于不同类型的巡检机器人可能存在很大区别，一般包括了摄像装置、红外探测装置、激光测距装置、雷达装置及声呐装置等，用于对被检测目标检测来获取被检测对象的状态信息以发现故障。控制装置330至少包括以下部分：故障判定单元331，用于根据被检测对象的状态信息和预定标准，判断被检测对象是否处于故障状态；通信条件检测单元332，用于当被检测对象处于故障状态时，进一步判断巡检机器人300是否处于低通信条件；故障位置标定单元333，用于为当巡检机器人300处于低通信条件时，控制巡检机器人300在被检测对象位置处，在一定距离范围内，以单向探寻的方式逐个方向地探寻该方向上的特征点，当探寻装置沿一个方向探寻到的特征点的数量未满足至少三个，则控制探寻装置沿一个不同的方向探寻，若探寻装置在巡检机器人300所处位置沿n个方向且不大于预定阈值的探寻距离内探寻时，找到至少三个特征点则可终止探寻，否则直至沿第n个方向探寻后终止探寻。这里n是自然数，每个探寻方向的角度在0至360度中选择且以巡检机器人300为原点，相邻探寻方向之间的夹角的度数既可以相同也可以不相同；或者故障位置标定单元333，用于为当巡检机器人300处于低通信条件时，控制巡检机器人300在被检测对象位置处，在一定距离范围内，以全向探寻的方式按探寻距离由近至远探寻特征点，即以巡检机器人300所处位置向周向延伸方向探寻，当探寻装置自巡检机器人300所处位置向周向延伸方向探寻的过程中，找到至少三个特征点则可终止探寻。

作为一种实施方式，如果探寻的距离超过一个预定阈值，例如10米或者50米，则控制巡检机器人在原地沿一个不同的方向进行探寻。预定的阈值在某些场合下可能是不必要的，比如在特征点众多且距离较近的情况，但在很多情形下这将是重要的功能。

图4是根据本发明另一种实施方式的巡检机器人功能模块示意图。如图所示，巡检机器人400除了具有与图3中的巡检机器人300中的所具有的移动装置310，检测装置320，探寻装置340，测距装置350和控制装置330相同功能的移动装置410，检测装置420，探寻装置440和测距装置450外，还具有测向装置460，该测向装置460用于测定巡检机器人400相对于特征点的方向角，该测向装置460对于不同类型的巡检机器人可能存在很大区别，一般包括了摄像装置、红外探测装置、激光测距装置、雷达装置及声呐装置等，可根据需要选择。另外控制装置430中的故障判定单元431和通信条件检测单元432的功能与控制装置330中的故障判定单元331和通信条件检测单元332的功能相同，不同之处在于故障位置标定单元433，其用于控制探寻装置在巡检机器人400一定距离范围内找到至少两个特征点，控制测距装置测量并记录巡检机器人400相对于每一个特征点的距离，控制测向装置460测量并记录巡检机器人400相对于特征点的方向角。

图5是根据本发明的一个实施方式中用于巡检机器人的控制装置功能模块示意图。前文中介绍了根据本发明的巡检机器人。可以理解的是，本发明不仅可以通过一个巡检机器人得以实施，也可以是通过一个可用于巡检机器人的控制装置得以实施。这样的控制装置可以是一种芯片，一种软件，或者可组成巡检机器人的某个部件，或者某种软件与硬件的结合。如图3和图4所示的控制装置，被配置为控制巡检机器人沿线性的巡检路径进行巡检；该巡检机器人包括移动装置、检测装置、探寻装置、测距装置，移动装置用于驱动该巡检机器人沿巡检路径移动，检测装置用于获取被检测对象的状态信息，探寻装置用于探寻位于被检测对象周围的特征点，测距装置用于获取一个位置相对于另一个不同位置的距离，另外巡检机器人还可包括测向装置，测向装置用于测定一个位置相对于另一个不同位置的方向角。如图5所示，控制装置500包括：故障判定单元501，用于根据被检测对象的状态信息和预定标准，判断被检测对象是否处于故障状态；通信条件检测单元502，用于当被检测对象处于故障状态时，进一步判断巡检机器人是否处于低通信条件；故障位置标定单元503，或用于控制探寻装置在巡检机器人一定距离范围内找到至少三个特征点，然后控制测距装置测量并记录巡检机器人相对于每一个特征点的距离，或当巡检机器人还包括测向装置时，用于控制探寻装置在巡检机器人一定距离范围内找到至少两个特征点，控制测距装置测量并记录巡检机器人相对于每一个特征点的距离，控制测向装置测量并记录巡检机器人相对于特征点的方向角。此外，在前面的讨论中已经描述了巡检机器人可以实现的故障定位方式，都可以通过在此提出的用于巡检机器人的控制装置500实现。例如，前文在根据图3进行讨论的过程中描述了一个包含控制装置330的巡检机器人300。本领域的普通技术人员清楚，控制装置330控制所述机器人300实现的功能和步骤，也可以通过本图所描述的控制装置400通过控制一个巡检机器人来同样或类似得地实现。

图6是根据本发明一种实施方式的巡检机器对发生故障的被检测对象位置定位方法的流程示意图。本发明的一种实施方式在此提出一种利用巡检机器人进行的巡检方法，巡检机器人被设置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，巡检方法包括步骤：

步骤602：驱动巡检机器人在高耸物表面沿预定的巡检路径移动；

步骤604：获取被检测对象的状态信息；

步骤606：根据被检测对象的状态信息和预定标准，判断被检测对象是否处于故障状态；

步骤608：如果被检测对象处于故障状态，进一步判断巡检机器人是否处于低通信条件；

步骤610：如果巡检机器人处于低通信条件，控制巡检机器人执行如下步骤：在巡检机器人一定距离范围内探寻到至少三个特征点，测量并记录巡检机器人相对于每一个特征点的距离；

若探寻装置的探寻方式为单向探寻，则进入步骤611：控制探寻装置自巡检机器人所处位置沿n个方向探寻，当探寻装置沿一个方向探寻的距离达到一个预定阈值时，探寻到的特征点的数量未满足至少三个，则控制探寻装置沿一个不同的方向探寻，若探寻装置在巡检机器人所处位置沿n个方向且不大于预定阈值的探寻距离内探寻时，找到至少三个特征点则可终止探寻，否则直至沿第n个方向探寻至预定阈值的距离时终止；

其中，n是自然数，n不小于1且不大于一个预定的常数；

若探寻装置的探寻方式为全向探寻，则进入步骤612：控制探寻装置自巡检机器人所处位置向周向延伸方向探寻，当探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向，且距离不大于预定阈值的探寻的过程中，找到至少三个特征点则可终止探寻，否则直至探寻至预定阈值的距离时终止。

图7是根据本发明另一种实施方式的巡检机器对发生故障的被检测对象位置定位方法的流程示意图。在此提出另一种利用巡检机器人进行的巡检方法，巡检机器人被设置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，巡检方法包括：

步骤702：驱动巡检机器人在高耸物表面沿预定的巡检路径移动；

步骤704：获取被检测对象的状态信息；

步骤706：根据被检测对象的状态信息和预定标准，判断被检测对象是否处于故障状态；

步骤708：如果被检测对象处于故障状态，进一步判断巡检机器人是否处于低通信条件；

步骤710：如果巡检机器人处于低通信条件，控制巡检机器人执行如下步骤：在巡检机器人一定距离范围内探寻到至少两个特征点，测量并记录巡检机器人相对于每一个特征点的距离，测量并记录巡检机器人相对于特征点的方向角；

若探寻装置的探寻方式为单向探寻，则进入步骤711：控制探寻装置自巡检机器人所处位置沿n个方向探寻，当探寻装置沿一个方向探寻的距离达到一个预定阈值时，探寻到的特征点的数量未满足至少两个，则控制所述探寻装置沿一个不同的方向探寻，若探寻装置在巡检机器人所处位置沿n个方向且不大于预定阈值的探寻距离内探寻时，找到至少两个特征点则可终止探寻，否则直至沿第n个方向探寻至预定阈值的距离时终止；

其中，n是自然数，n不小于1且不大于一个预定的常数；

若探寻装置的探寻方式为全向探寻，则进入步骤712：控制探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向探寻，当探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向，且距离不大于预定阈值的探寻的过程中，找到至少两个特征点则可终止探寻，否则直至探寻至预定阈值的距离时终止。

以上结合图6和图7描述了根据本发明某些实施方式的巡检方法。本领域普通技术人员理解，图1至图5以及本文的其他文字部分也描述了本发明的诸多方面，而这些方面同样可以巡检方法的方式加以描述。

对于低通信条件，通常是指巡检机器人无法通过通信网络获取自身位置信息。这里所述的通信网络，包括了卫星定位系统，移动通信网络、WIFI等。处于低通信条件的原因，可能是外部条件的原因，例如巡检环境的恶劣和多变，也可以是由于巡检机器人自身的故障造成。

本发明所讨论的特征点，可以是某些位置已知的被检测对象。在巡检机器人路径中，可以设置这样一些特征点，以便于对巡检机器人位置方便地进行确定。作为可选地实施方式，特征点也可以是某些位置未知的被检测对象。某些被检测对象相较于其他被检测对象，对其位置坐标的获知具有更大的重要性或者必要性，或者更适合于作为其他被检测对象的参考位置坐标。这样的被检测对象，在巡检机器人执行巡检任务时，可能是坐标已知的点，但也可能其坐标未知，但已经被纳入一个特定的被检测对象序列。这样的预定序列可以是作为备选的位置参考点生产的，也可以是按照某种标准进行选择的，比如被检测的频率较高，发生故障的频率较高，等等，特征点可以从这样预定序列中选择。

在权利要求书中，词语“包括”不排除其他单元或步骤；词语“一”或“一个”并不排除多个。在权利要求书中，使用诸如“第一”“第二”等序数词来修饰权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素具有较另外一个权利要求元素的优先级、次序或者动作执行的时间顺序，而仅仅出于将一个权利要求的元素与另一个权利要求元素相区别的目的。尽管在互不相同的从属权利要求中分别记载了某些特定技术特征，但这并不意味着这些特定技术特征不能被组合利用。本发明的各个方面可单独、组合或者以未在前述实施例中具体讨论的各种安排来使用，从而并不将其应用限于前文所描述或附图中所示的组件的细节和排列。例如，可使用任何方式将一个实施例中描述的多个方面与其他实施例中描述的多个方面组合。多个模块或单元中所记载的步骤、功能或特征，可以由一个模块或一个单元执行或满足。本文所公开的方法的步骤不限于以任何特定的顺序执行，以其他的顺序执行部分或者全部的步骤时可能的。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对权利要求范围的限制。

尽管已经通过附图和实施例的方式描述的本发明，但这样的描述和说明应当被认为是说明性或示例性而非限制性的。本领域的普通技术人员应当意识到,在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下,各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (11)

1.一种巡检机器人，被配置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，其特征在于，该巡检机器人包括：

移动装置，用于驱动所述巡检机器人在高耸物表面移动；

检测装置，用于获取所述被检测对象的状态信息；

探寻装置，用于探寻位于所述被检测对象一定距离之内的特征点；

测距装置，用于获取所述巡检机器人与所述特征点的距离；

控制装置，包括：

故障判定单元，用于根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

通信条件检测单元，用于当所述被检测对象处于故障状态时，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

故障位置标定单元，被配置为，当所述巡检机器人处于低通信条件时，执行如下步骤：

控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少三个所述特征点，控制所述测距装置测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离。

2.如权利要求1所述巡检机器人，其特征在于，所述的故障位置标定单元在控制所述探寻装置，在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少所述三个特征点的步骤包括：

当所述探寻装置的探寻方式为单向探寻时，控制所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置沿n个方向探寻，当所述探寻装置沿一个方向探寻的距离达到一个预定阈值时探寻到的所述特征点的数量未满足至少三个，则控制所述探寻装置沿一个不同的方向探寻，若所述探寻装置在所述巡检机器人所处位置沿n个方向且不大于所述预定阈值的探寻距离内探寻时，找到至少三个所述特征点则可终止探寻，否则直至沿第n个方向探寻至所述预定阈值的距离时终止；

其中，n是自然数，n不小于1且不大于一个预定的常数；

当所述探寻装置的探寻方式为全向探寻时，控制所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向探寻，当所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向，且距离不大于所述预定阈值的探寻的过程中，找到至少三个所述特征点则可终止探寻，否则直至探寻至所述预定阈值的距离时终止。

3.如权利要求1所述巡检机器人，其特征在于，至少一个所述特征点所处位置的海拔高度低于所述探寻装置；

所述探寻装置在探寻该海拔高度低于其的所述特征点时，采用向下的探寻方式。

4.一种巡检机器人，被配置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，其特征在于，该巡检机器人包括：

移动装置，用于驱动所述巡检机器人在高耸物表面移动；

检测装置，用于获取所述被检测对象的状态信息；

探寻装置，用于探寻位于所述被检测对象一定距离之内的特征点；

测距装置，用于获取所述巡检机器人与所述特征点的距离；

测向装置，用于获取所述巡检机器人相对于所述特征点的方向角；

控制装置，包括：

故障判定单元，用于根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

通信条件检测单元，用于当所述被检测对象处于故障状态时，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

故障位置标定单元，被配置为，当所述巡检机器人处于低通信条件时，执行如下步骤：

控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少两个所述特征点，控制所述测距装置测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离，控制所述测向装置测量并记录所述巡检机器人相对于所述特征点的方向角。

5.一种用于巡检机器人的控制装置，被配置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，该巡检机器人包括检测装置、移动装置、探寻装置、测距装置，所述检测装置用于获取所述被检测对象的状态信息，所述移动装置用于驱动所述巡检机器人在高耸物表面移动，所述探寻装置探寻位于所述被检测对象一定距离之内的特征点，所述测距装置用于获取所述巡检机器人与所述特征点的距离，其特征在于，所述控制装置包括：

故障判定单元，用于根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

通信条件检测单元，用于当所述被检测对象处于故障状态时，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

故障位置标定单元，被配置为，当所述巡检机器人处于低通信条件时，执行如下步骤：

控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少三个所述特征点，控制所述测距装置测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离。

6.一种用于巡检机器人的控制装置，被配置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，该巡检机器人包括检测装置、移动装置、探寻装置、测距装置、测向装置，所述检测装置用于获取所述被检测对象的状态信息，所述移动装置用于驱动所述巡检机器人在高耸物表面移动，所述探寻装置探寻位于所述被检测对象一定距离之内的特征点，所述测距装置用于获取所述巡检机器人与所述特征点的距离，所述测向装置，用于获取所述巡检机器人相对于所述特征点的方向角，其特征在于，所述控制装置包括：

故障判定单元，用于根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

通信条件检测单元，用于当所述被检测对象处于故障状态时，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

故障位置标定单元，被配置为，当所述巡检机器人处于低通信条件时，执行如下步骤：

控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少两个所述特征点，控制所述测距装置测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离，控制所述测向装置测量并记录所述巡检机器人相对于所述特征点的方向角。

7.一种利用巡检机器人进行巡检的巡检方法，所述巡检机器人被设置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，其特征在于，所述巡检方法包括：

驱动所述巡检机器人在高耸物表面沿预定的巡检路径移动；

获取所述被检测对象的状态信息；

根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

如果所述被检测对象处于故障状态，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

如果所述巡检机器人处于低通信条件，控制所述巡检机器人执行如下步骤：

在所述巡检机器人一定距离范围内探寻到至少三个特征点，测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离。

8.如权利要求7所述利用巡检机器人进行巡检的巡检方法，其特征在于，步骤为控制所述探寻装置在所述巡检机器人一定距离范围内找到至少三个所述特征点，控制所述测距装置测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离之中，探寻所述特征点的步骤进一步包括：

若所述探寻装置的探寻方式为单向探寻，则控制所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置沿n个方向探寻，当探寻装置沿一个方向探寻的距离达到一个预定阈值时，探寻到的所述特征点的数量未满足至少三个，则控制所述探寻装置沿一个不同的方向探寻，若所述探寻装置在所述巡检机器人所处位置沿n个方向且不大于所述预定阈值的探寻距离内探寻时，找到至少三个所述特征点则可终止探寻，否则直至沿第n个方向探寻至所述预定阈值的距离时终止；

其中，n是自然数，n不小于1且不大于一个预定的常数；

若所述探寻装置的探寻方式为全向探寻，则控制所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向探寻，当所述探寻装置自所述巡检机器人所处位置向周向延伸方向，且距离不大于所述预定阈值的探寻的过程中，找到至少三个所述特征点则可终止探寻，否则直至探寻至所述预定阈值的距离时终止。

9.一种利用巡检机器人进行巡检的巡检方法，所述巡检机器人被设置为可对位于高耸物上的被检测对象进行巡检，其特征在于，所述巡检方法包括：

驱动所述巡检机器人在高耸物表面沿预定的巡检路径移动；

获取所述被检测对象的状态信息；

根据所述被检测对象的状态信息和预定标准，判断所述被检测对象是否处于故障状态；

如果被检测对象处于故障状态，进一步判断所述巡检机器人是否处于低通信条件；

如果所述巡检机器人处于低通信条件，控制所述巡检机器人执行如下步骤：

在所述巡检机器人一定距离范围内探寻到至少两个特征点，测量并记录所述巡检机器人相对于每一个所述特征点的距离，测量并记录所述巡检机器人相对于所述特征点的方向角。

10.如权利要求1-9所述的巡检机器人、控制装置或者巡检方法，其特征在于，至少一个所述特征点具有已知的位置信息。

11.如权利要求1-9所述的巡检机器人、控制装置或者巡检方法，其特征在于，至少一个所述特征点的位置信息未知，且属于所述巡检机器人存储的一个预定序列。

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