CN113485368B

CN113485368B - 一种架空输电线路巡线机器人导航、巡线方法及装置

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Publication number: CN113485368B
Application number: CN202110909718.2A
Authority: CN
Inventors: 黄国方; 钟亮民; 杨明鑫; 陈向志; 单超; 刘晓铭; 张静; 吴圣和; 王文政; 张斌; 甘志坚; 谢永麟; 彭奕; 汤济民; 谢芬; 郝永奇; 廖志勇; 周兴俊; 薛栋良; 侯建国
Original assignee: NARI Group Corp; Nari Technology Co Ltd; State Grid Electric Power Research Institute
Current assignee: NARI Group Corp; Nari Technology Co Ltd; State Grid Electric Power Research Institute
Priority date: 2021-08-09
Filing date: 2021-08-09
Publication date: 2024-06-07
Anticipated expiration: 2041-08-09
Also published as: CN113485368A

Abstract

本发明公开了一种架空输电线路巡线机器人导航、巡线方法。该方法通过对输电线路巡线对象的拓扑连接关系进行先验的静态环境建模，形成层次化的巡线环境原始导航拓扑地图。在此基础上，借助导航的巡线任务模式的建图任务，实现对原始导航地图的更新与修正，获得可用于巡线作业的实际导航地图。通过线路对象的拓扑连接关系，结合高精度定位数据，巡线机器人可以完成复杂的导航路径规划，达到比现有巡线机器人更高层次的自动化巡线导航水平。本发明能够自主沿规划路径对巡线线路建图形成巡线环境的导航地图，并基于导航地图进行巡线作业。

Description

一种架空输电线路巡线机器人导航、巡线方法及装置

技术领域

本发明属于机器人导航定位技术领域，具体用于在输电线路机器人领域，具体涉及一种架空输电线路巡线机器人导航方法及装置，还涉及一种架空输电线路巡线机器人巡线方法及装置。

背景技术

架空输电线路是电力系统的重要组成部分，对架空线路设备、输电通道设施的日常巡检任务责任重大。输电走廊跨越区域复杂、线路隐患缺陷不易察觉，往往给线路巡检人员的工作带来较大困难。因此，能够代替人工进行全天候自主工作的巡线机器人成为重要的解决方案。

架空线路巡线机器人是移动机器人的一种，由于其行走区域为架空地线，可将其视作“类轨道式”移动机器人。通过对架空地线进行“轨道式”改造并装设充电装置，理论上巡线机器人可以无监督地实现全天候的自主巡线作业任务。

常规的巡线方案主要是人工定期巡线，投入的人力和时间成本较大，巡线效率较低。现有的巡线机器人方案可以完成较简单的自主导航任务，但缺乏更细致的全局路径规划模型以及在路径规划下的自主导航与避障措施，导航的智能性与可靠程度不足，无法达到更高水平的自动化巡线作业。小型旋翼式无人机线路巡线方案克服了特殊地形下的巡线困难，实现了对线路的精细化巡线，但对特殊气象条件的适应性和充电续航能力的不足是需要进一步解决的问题。

在实际应用中，巡线机器人可能需要执行长时间对特定区间的往复巡线作业，有可能执行对某种特定的线路要素设施的巡线作业。因此急需一种能够自主对待巡线路进行拓扑建模建立环境“地图”，并据此指导机器人的作业任务路径规划的机器人，实现巡线机器人全天候长时间的无监督自动化作业管理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种架空输电线路巡线机器人导航、巡线方法，自主沿规划路径对巡线线路建图形成巡线环境的导航地图，并基于导航地图进行巡线作业。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案。

第一方面，本发明提供了一种架空输电线路巡线机器人导航方法，包括以下过程：

获取描述巡线环境的原始地图，所述原始地图中包括越障点和巡线点的拓扑位置关系以及越障点和巡线点与越障路点和巡线路点之间的从属关系；

对待巡线线路中包含所有越障路点和巡线路点的路径进行规划，驱使机器人途经路径中各个越障路点和巡线路点以获得其实际位置信息，并更新原始地图中各路点位置信息形成实际导航地图。

可选地，所述获取描述巡线环境的原始地图，包括：

获取待巡线线路的越障点和巡线点；并确定越障点和巡线点的拓扑位置关系；

对越障点和巡线点及其对应的越障路点和巡线路点进行层次划分，确定越障点和巡线点与各个路点之间的层级从属关系；

基于越障点和巡线点的拓扑位置关系以及越障点和巡线点与各个路点之间的从属关系，生成描述巡线环境的原始地图；

可选地，所述越障点包括线夹、防震锤和桥，所述巡线点包括测温点、拍照点、数据上传点和充电站点。

可选地，所述确定越障点和巡线点的拓扑位置关系，包括：

获取越障点和巡线点的排列次序关系；

获取越障点和巡线点的位置；

基于越障点和巡线点的排列次序关系以及位置，确定越障点和巡线点的拓扑位置关系。

可选地，所述对越障点和巡线点及其对应的越障路点和巡线路点进行层次划分，包括：

将越障点和巡线点划分为对象层级；

将越障点和巡线点对应的越障路点和巡线路点划分为路点层级，其中一个越障点对应一个正向越障路点和一个反向越障路点，一个巡线点对应一个巡线路点。

第二方面，本发明提供了一种架空输电线路巡线机器人导航装置，包括：

导航地图获取模块，用于获取描述巡线环境的原始地图，所述原始地图中包括越障点和巡线点的拓扑位置关系以及越障点和巡线点与越障路点和巡线路点之间的从属关系；

导航地图更新模块，用于对待巡线线路中包含所有越障路点和巡线路点的路径进行规划，驱使机器人途经路径中各个越障路点和巡线路点以获得其实际位置信息，并更新原始地图中各路点位置信息形成实际的导航地图。

本发明装置中各模块的具体实现方案参见上述方法的具体步骤处理内容。

第三方面，本发明还提供了一种架空输电线路巡线机器人巡线方法，包括以下过程：

对待巡线线路中包含所有越障路点和巡线路点的路径进行规划，驱使机器人途经路径中各个越障路点和巡线路点以获得其实际位置信息，并更新原始地图中各路点位置信息形成实际导航地图；

获取所选择的巡线任务模式和巡线区间模式，基于巡线任务模式与路点的关联关系以及巡线区间模式确定的巡线路径起始点和目标点，结合实际导航地图规划得到对应的巡线路径，驱使机器人沿规划的巡线路径开展巡线作业。

可选地，所述巡线任务模式根据巡线任务的实际需求划分为建图任务、精细巡线任务、测温巡线任务、拍照巡线任务、行走任务和充电任务模式；

所述巡线任务模式与路点的关联关系为：

所述建图任务模式，包含巡线线路上所有的越障路点和巡线路点；

所述精细巡线任务模式，包含巡线线路上所有的越障路点与巡线路点；

所述巡线测温任务模式，包括巡线线路上的越障路点、测温路点和数据上传路点；

所述巡线拍照任务模式，包括巡线线路上的越障路点、拍照路点和数据上传路点；

所述行走任务模式，包括巡线线路上的越障路点；

所述充电任务模式，包括巡线线路上的越障路点和充电站路点。

可选的，所述巡线区间模式包括：

以当前位置为起始点，以指定目标路点为目标点的巡线区间模式A；

以指定的起始路点为起始点，以指定的目标路点为目标点，在指定的起始点和目标点区间内作业的巡线区间模式B。

可选地，所述巡线区间模式B的规划路径为：

若机器人当前在待巡区间以外的左侧，则规划路线为：先以行走任务模式驶向待巡区间左侧杆塔，再以设定的任务模式对待巡区间从左至右巡线；

若机器人当前在待巡区间以外的右侧，则规划路线为：先以行走任务模式驶向待巡区间右侧杆塔，再以设定的任务模式对待巡区间从右至左巡线；

若机器人当前在待巡区间以内且较靠近待巡区间左侧杆塔，则规划路线为：先以行走任务模式驶向待巡区间左侧杆塔，再以设定的任务模式对待巡区间从左至右巡线；

若机器人当前在待巡区间以内且较靠近待巡区间右侧杆塔，则规划路线为：先以行走任务模式驶向待巡区间右侧杆塔，再以设定的任务模式对待巡区间从右至左巡线。

可选地，所述机器人巡线作业时的行走策略包括：

若目标点的距离大于安全距离，则依据当前速度进行加速直到最大速度或保持最大速度匀速；

若目标点的距离小于安全距离，则根据当前速度进行减速直到最低速度或保持最低速度匀速，直至到达目标点。

可选地，所述到达目标点的判断依据为：

当目标点为越障路点时，判断依据为：若目标点的距离小于到达阈值或接收到碰撞信号则判断机器人已达到该越障路点；

当目标点为巡线路点时，判断依据为：若目标点的距离小于到达阈值则判断机器人已达到该巡线路点。

可选地，所述巡线作业时的避障策略包括：

识别前方障碍物，若识别结果为正常已知障碍，则驱动机器人越障；若识别结果为异常未知障碍，则停止运动并终止巡线任务。

可选地，还包括：

评估剩余电量及预估剩余电量能够支持的剩余里程；

若剩余电量小于设定阈值或者剩余里程小于当前任务的剩余里程，则中断当前巡线任务模式，触发充电任务模式，在充电任务模式下重新进行路径规划并前往就近充电站执行充电；待充电结束后，恢复中断前的巡线任务模式，继续执行前序未完成的任务。

第四方面，本发明还提供了一种架空输电线路巡线机器人巡线装置，包括：

一种架空输电线路巡线机器人巡线装置，其特征在于，包括：

导航地图更新模块，用于对待巡线线路中包含所有越障路点和巡线路点的路径进行规划，驱使机器人途经路径中各个越障路点和巡线路点以获得其实际位置信息，并更新原始地图中各路点位置信息形成实际的导航地图；

巡线路径导航模块，用于获取所选择的巡线任务模式和巡线区间模式，基于巡线任务模式与路点的关联关系以及巡线区间模式确定的巡线路径起始点和目标点，结合实际导航地图规划得到对应的巡线路径，驱使机器人沿规划的巡线路径开展巡线作业。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1）通过对输电线路巡线对象的拓扑位置关系以及路点层级从属关系进行地图建模，形成层次化的巡线环境原始导航拓扑地图；

2）借助巡线导航任务模式的建图任务模式，实现对原始导航地图的更新与修正，获得可用于巡线作业的实际导航地图；

3）通过线路对象的拓扑连接关系，结合高精度定位数据，巡线机器人可以完成复杂的导航路径规划，达到比现有巡线机器人更高层次的自动化巡线导航水平；

4）通过在巡线导航中引入智能充电的导航规划策略，以充电续航保证巡线导航，解决了现有巡线机器人不能长时间无监督导航运动的问题；

5）通过对巡线任务模式的个性化设计，提升了现有巡线机器人的巡线导航作业的场景适应性，实现更有针对性的巡线导航作业，提高了自主巡线效率；

6）通过定位信息和拓扑距离关系，形成流畅平滑的速度控制和可靠的避障方法。

附图说明

图1是本发明的线路环境模型的层次化设计示意图；

图2是本发明的巡线任务模式的路点序列组合设计示意图；

图3是本发明的机器人位置与巡线区间的位置关系示意图；

图4是本发明的导航目标为越障路点时的行走策略流程图；

图5是本发明的导航目标为巡线路点时的行走策略流程图；

图6是本发明的自主充电管理策略的流程图；

图7是本发明的区间内不间断往复导航策略的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明的一种架空输电线路巡线机器人导航、巡线方法，包括以下步骤：

步骤1：获取待巡线线路中的线路要素和巡线要素，确定线路要素和巡线要素的排列次序关系；

根据待巡线线路的线路设计资料（CAD图纸等），获得其中线路要素的次序关系，线路要素为线路上客观存在的影响机器人运动的金具类对象，线路要素即越障点，包括杆塔、金具、线夹、防震锤等；根据巡线作业过程对线路的巡线要求，设计线路区间内巡线要素，巡线要素为实际巡线任务中人为设定的工作停靠位置，巡线要素即巡线点，包括金具拍照停靠点、线夹测温停靠点等。

人为规定线路的正方向，沿正方向以第一基杆塔为起始杆塔，最后一基杆塔为末基杆塔，获得前述的线路要素和巡线要素的排列次序关系；排列次序关系表示出现次序关系，所得到的排列次序关系形如：杆塔1：桥，防震锤1，巡线点1，巡线点2，防震锤2；杆塔2：桥，防震锤1，巡线点1……；

步骤2：根据步骤1获取的线路要素（越障点）和巡线要素（巡线点）排列次序关系，以及各要素之间的距离，进一步确定其拓扑位置关系；

线路要素客观存在，其距离关系一般可通过线路设计的CAD图纸获得；若不可直接获得该信息，则线路要素的拓扑距离设置为较大值（可设置为大于档距长度），机器人后续建图步骤中将通过碰撞确定线路要素（越障点）位置；

巡线要素位置通常人为设定，应根据实际拍照/测温的适宜位置进行设置；以各个杆塔为基准点，其正向档距为区间计算各个巡线要素（巡线点）的位置。比如杆塔1的巡线点距离杆塔1的里程计距离120m，则其位置为120m。同理杆塔2的巡线点计算的是其与杆塔2的距离。

根据线路要素（越障点）和巡线要素（巡线点）排列次序关系，以及各要素之间的距离，可以确定要素的拓扑位置关系。

步骤3：对获得的线路要素和巡线要素进行层次化设计；

如附图1所示，层次化设计将要素分为对象（object）层级和路点（waypoint）层级；所述对象层级表述为线路要素（越障点）和巡线要素（巡线点），所述路点层级表述为越障路点和巡线路点，路点层级为机器人行走过程中的停驻点，每个巡线要素对应一个巡线路点，每个线路要素对应一个正向越障路点和一个反向越障路点；正反向的设置与线路方向规定相同。

对象属性设置将越障点（对象）属性划分为线夹、防震锤和桥；将巡线点（对象）属性划分为测温点、拍照点、数据上传点及任意两者的结合。路点属性是对路点的细致划分：越障路点可细分为过桥路点、越防震锤路点等；巡线路点可细分为测温路点、拍照路点、数据上传路点、充电站路点。

步骤4：建图过程。

依据步骤3的层次化结果，将对象层级的要素信息和路点层级的路点信息，按照步骤2所得的对象排列次序，结合路点与对象的从属关系，将对象与路点的属性、拓扑位置关系生成用于描述巡线环境的原始地图文件。

以如下举例的xml格式文件进行存储：

</Object>

</Object>

</Section>

步骤5：巡线任务模式划分，并将路点属性与巡线作业任务模式进行关联；

导航规划设计首先处理规划的停靠路点的筛选。根据巡线任务的实际需求，将任务模式划分为六种，如附图2所示，分别为：建图任务、精细巡线、测温巡线、拍照巡线、行走任务、充电任务。按照任务的不同，在生成路径（路点序列）过程中，将任务模式与步骤4所述路点层级的路点属性进行关联。具体而言，建图任务需要对线路上所有的越障路点和巡线路点位置进行确认，故包含所有路点层级的路点；精细巡线任务规划包含所有越障路点与巡线路点，完成细致的巡线任务；巡线测温任务规划包括沿途的越障点、测温路点和数据上传路点；巡线拍照任务规划包括沿途的越障点、拍照路点和数据上传路点；行走任务规划包括沿途的越障点，力求尽快达到目标点。充电任务规划包括沿途的越障点和最终目标点（充电站路点）。

步骤6：巡线区间模式设计。

机器人对线路的巡线通常以区间进行描述（如：对#3杆塔和#10杆塔之间区间巡线，对当前位置和#8杆塔之间区段进行巡线）。据此不同的叙述表达，可以得到对两种巡线区间模式的设计： 1）以当前位置为起始点，仅指定目标点的巡线区间模式A；2）同时选定起始点和目标点，即在指定区间内作业的巡线区间模式B。

在前述A模式下，导航的行驶路线是直接的，即根据任务模式径直由当前位置驶向目标点。

在前述B模式下，考虑机器人与待巡任务区间不同的位置关系，如附图3所示，设计适宜的规划路径：

a）当机器人当前在待巡区间以外的左侧，则规划路线为：先以行走任务模式驶向待巡区间左侧杆塔，再以设定的任务模式对待巡区间从左至右巡线；

b）当机器人当前在待巡区间以外的右侧，则规划路线为：先以行走任务模式驶向待巡区间右侧杆塔，再以设定的任务模式对待巡区间从右至左巡线；

c）当机器人当前在待巡区间以内且较靠近待巡区间左侧杆塔，则规划路线为：先以行走任务模式驶向待巡区间左侧杆塔，再以设定的任务模式对待巡区间从左至右巡线；

d）当机器人当前在待巡区间以内且较靠近待巡区间右侧杆塔，则规划路线为：先以行走任务模式驶向待巡区间右侧杆塔，再以设定的任务模式对待巡区间从右至左巡线。

步骤7：行走策略设计。全局路径规划后进行局部规划的行走导航策略设计。

巡线导航的全过程由每个路点的导航过程接续完成。根据当前导航目标为越障路点和巡线路点的不同，采取相应策略。可设置最大行走速度为Vmax=1.0m/s，最低行走速度为Vmin=0.2m/s，安全距离为Ls=4m，到达阈值为Lg=0.2m。

基本策略为：当目标路点尚在安全距离Ls以外时，机器人将尽可能以最大速度Vmax行走，以期更快的导航效果；当目标路点在安全距离Ls以内时，机器人将逐渐减速直至Vmin，以期平滑的速度转换，避免剧烈“刹车”行为。当机器人与目标路点的距离L小于达到阈值Lg时，作为容差允许范围，此时认为导航已达目标路点。实时通过里程计和卫星定位（GNSS）信息计算机器人与目标路点的距离L。

也就是说，无论当前目标路点的类型，若距离L>安全距离Ls，则根据前述策略，导航依据当前速度进行加速或保持最大速度匀速；若距离L<安全距离Ls，则机器人根据当前速度进行减速或保持最低速度匀速。

机器人逼近目标路点时（L<Ls），不同路点属性的策略不同：

a）目标路点为越障路点时，导航模块除了实时监测距离L与到达阈值Lg的大小关系外，还监测机器人前端传感器由于碰撞障碍物而产生的碰撞信号；由前述步骤，路点层级的越障路点从属于对象层级的线路要素，线路要素通常包括线路上的金具、防震锤、桥等线路已知的导航障碍物，为越障路点的明显参照物。因此，当里程计出现偏差时，机器人可能先于里程计对到达阈值Lg的判据条件而碰撞障碍物并产生碰撞信号。因此，L<Lg与导航模块接收到碰撞信号为并列的机器人已达到该越障路点的判据条件，如图4所示；

b）目标路点为巡线路点时，由于巡线路点无明显参照物，仅由拓扑关系确定位置，故仅监测L与Lg的大小关系。当L<Lg时，认为机器人到达该巡线路点，如图5所示。

步骤8：避障策略设计。

为避免导航行走中异常障碍物的影响，视觉识别模块实时将前方障碍物的识别结果发送至导航模块。识别结果的描述为：正常已知障碍、异常未知障碍和无障碍。正常已知障碍为对线路要素所代表的障碍物的识别描述；除此之外的有障碍物的识别结果均为异常未知障碍。导航模块对于异常未知障碍采取紧急避障措施：停止运动并终止导航任务。

步骤9：导航充电设计。

通过设置电量阈值Qb，如25%，以及通过电量预估的可供行走的剩余里程Lb，在导航过程中实时评估剩余电量与当前任务剩余里程Lr的关系。当剩余电量不足以支撑完成本任务（Lb<Lr），或当前电量Q低于设定阈值Qb时，触发充电需求警报，中断当前导航任务并保存导航中断状态。机器人停止运动，检索全线路充电站位置和可用情况。全线路充电站位置在线路进行机器人巡线方案改造时已确定，并作为线路要素在环境地图中进行标注。充电站可用情况通过远方监控并通过无线通信实时传递给机器人本体。在优选附近的可用充电站后，以充电任务模式规划由当前位置至充电站路点的导航路径，导航前往充电站充电。充电结束后，机器人恢复导航中断前的状态，继续执行前序未完成的任务。步骤流程如图6所示。

以在AB杆塔区间段内往复不间断巡线说明导航与充电的配合关系，如图7所示，包括：

在A点时，机器人规划A至B的全局路径并开始导航行走。过程中实时监测导航目标达到情况和机器人充电需求。依据前述策略，若过程中触发了充电需求，则中断导航并按照充电任务模式进行导航并充电。充电结束后，机器人恢复导航状态（返回前序中断位置）继续执行导航直至达到B点。当机器人达到B点时，触发全局规划器规划由B至A的导航路径。执行导航后，导航模块重复前述的监测流程，依此往复。

步骤10：导航实施

导航实施的第一个步骤为通过导航得到可用于精准巡线的实际导航地图，即机器人自主导航并修正和确认原始导航地图信息。

选择巡线任务模式下的建图任务进行以下实施。

规定导航接收到正速度时机器人的行走方向为机器人正向。将机器人以正向，置于前述线路正方向的起始杆塔处。由此处规划从起始杆塔到末基杆塔的建图任务模式，并基于原始地图文件，以各路点的拓扑位置关系进行导航。按照步骤7所述行走策略判定过程中的巡线路点到达情况。巡线路点到达后，切换至手动控制模式，根据拍照与测温需求前后微调机器人位置，微调区间约束在不覆盖前序和后序路点位置为宜。微调后确认位置，则该点的卫星定位（GNSS）信息与拓扑距离信息更新至地图文件，修正步骤2中对巡线路点的拓扑位置描述。

根据步骤2中对越障路点拓扑距离Lp的初步设定（较大，通常大于档距全场），导航过程中实际行走距离未及Lp时，机器人便将碰撞该线路要素（因为该线路要素位于该档距内，而Lp大于档距全长，故机器人按照Lp判断越障点到达与否时，必然先碰撞该要素）。线路要素下包含路点层级的正向越障路点和反向越障路点，将分别更新位置信息。机器人以正向碰撞该线路要素后，以碰撞信号触发位置作为该线路要素正向越障路点位置信息更新地图文件，修正其Lp值；碰撞后执行越障，越过障碍物后返回越障结束信号，并以该返回信号位置的位置信息作为该线路要素反向越障路点位置信息更新地图文件，修正其Lp值。从起始杆塔到末基杆塔执行建图任务作业流程，更新原始地图文件中的全部路点位置信息，全面更新原始导航地图，得到实际导航地图。

导航实施的第二个步骤为通过设定的巡线任务模式和巡线区间模式进行巡线工作。

巡线导航时，首先手动定位机器人当前的语义位置描述，即机器人处在某线路要素/巡线要素的路点上，或机器人在某两个对象层级的要素之间。任务的下发形式包括巡线任务模式和巡线区间模式，如以精细巡线任务模式，在#3杆塔和#15杆塔的区间内进行巡线作业。将以上三种信息输入人机交互控制终端，机器人将自动结合导航地图进行规划，并在获得规划路径后开始导航和巡线任务。

本发明通过前述步骤所述的建图、导航规划设计、行走策略设计、避障策略设计、导航充电设计、导航实施等过程。当机器人通过建图任务完成对原始导航地图的更新得到实际导航地图后，机器人可以在已建地图中的任意位置，通过除建图任务外的其他任务模式，以不同的巡线区间模式自主地，乃至不间断地对输电线路开展巡线作业。

实施例2

基于与实施例1同样的发明构思，本发明的一种架空输电线路巡线机器人导航装置，包括：

基于与实施例1同样的发明构思，本发明的一种架空输电线路巡线机器人巡线装置，包括：

本发明装置中各模块的具体实现方案参见实施例1方法的各步骤描述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种架空输电线路巡线机器人导航及巡线方法，其特征在于，所述架空输电线路巡线机器人导航方法包括以下过程：

所述架空输电线路巡线机器人巡线方法包括所述巡线机器人导航方法，还包括以下过程：

获取所选择的巡线任务模式和巡线区间模式，基于巡线任务模式与路点的关联关系以及巡线区间模式确定的巡线路径起始点和目标点，结合实际导航地图规划得到对应的巡线路径，驱使机器人沿规划的巡线路径开展巡线作业；

其中，所述巡线任务模式根据巡线任务的实际需求划分为建图任务、精细巡线任务、测温巡线任务、拍照巡线任务、行走任务和充电任务模式；

所述巡线任务模式与路点的关联关系为：

所述行走任务模式，包括巡线线路上的越障路点；

2.根据权利要求1所述的一种架空输电线路巡线机器人导航及巡线方法，其特征在于，所述获取描述巡线环境的原始地图，包括：

基于越障点和巡线点的拓扑位置关系以及越障点和巡线点与各个路点之间的从属关系，生成描述巡线环境的原始地图。

3.根据权利要求2所述的一种架空输电线路巡线机器人导航及巡线方法，其特征在于，所述确定越障点和巡线点的拓扑位置关系，包括：

获取越障点和巡线点的排列次序关系；

获取越障点和巡线点的位置；

基于越障点和巡线点的排列次序关系以及位置，确定越障点和巡线点的拓扑位置关系；

所述对越障点和巡线点及其对应的越障路点和巡线路点进行层次划分，包括：

将越障点和巡线点划分为对象层级；

4.根据权利要求1所述的一种架空输电线路巡线机器人导航及巡线方法，其特征在于，所述巡线区间模式包括：

5.根据权利要求4所述的一种架空输电线路巡线机器人导航及巡线方法，其特征在于，所述巡线区间模式B的规划路径为：

6.根据权利要求1所述的一种架空输电线路巡线机器人导航及巡线方法，其特征在于，所述机器人巡线作业时的行走策略包括：

7.根据权利要求6所述的一种架空输电线路巡线机器人导航及巡线方法，其特征在于，所述到达目标点的判断依据为：

8.根据权利要求1所述的一种架空输电线路巡线机器人导航及巡线方法，其特征在于，所述巡线作业时的避障策略包括：

9.根据权利要求1所述的一种架空输电线路巡线机器人导航及巡线方法，其特征在于，在巡线工作过程中，还包括：

评估剩余电量及预估剩余电量能够支持的剩余里程；

10.一种架空输电线路巡线机器人导航及巡线装置，其特征在于，所述架空输电线路巡线机器人导航装置包括：

所述架空输电线路巡线机器人巡线装置包括所述巡线机器人导航装置，还包括：

巡线路径导航模块，用于获取所选择的巡线任务模式和巡线区间模式，基于巡线任务模式与路点的关联关系以及巡线区间模式确定的巡线路径起始点和目标点，结合实际导航地图规划得到对应的巡线路径，驱使机器人沿规划的巡线路径开展巡线作业；

所述巡线任务模式与路点的关联关系为：

所述行走任务模式，包括巡线线路上的越障路点；