CN113492409B - 配网带电作业机器人抓线方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

配网带电作业机器人抓线方法、装置、电子设备及介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供了配网带电作业机器人抓线方法、装置、电子设备及介质，其中，该方法包括：在确定工具夹手的初始位置之后，将工具夹手依次绕竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转；每进行一次绕竖轴正方向和竖轴反方向的旋转，记录竖轴正方向的第一旋转角度和竖轴反方向的第二旋转角度；基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度；将竖轴正方向的最大偏差角度和竖轴反方向的最大偏差角度的平均值确定为工具夹手与导线的中心角；将工具夹手从初始位置旋转到中心角，确定工具夹手的最终位置；基于工具夹手的最终位置控制工具夹手抓取导线。本申请实施例可以提高工具夹手的抓取精度。

Description

配网带电作业机器人抓线方法、装置、电子设备及介质
技术领域
本申请涉及配网带电作业机器人抓线技术领域，尤其是涉及配网带电作业机器人抓线方法、装置电子设备及介质。
背景技术
配网带电作业机器人是应用于配网带电作业线路检修的智能化装备。随着科学技术和经济水平的发展，配网带电作业机器人作为智能化装备逐步受到电力系统的重视。当前应用中配网带电作业机器人需要全自主完成抓线操作。
现有技术中，通过视觉感知技术对待抓取的导线进行识别定位，根据识别定位结果指导配网带电作业机器人进行导线抓取。
申请人在研究中发现，由于视觉感知技术受光照、标定精度以及导线刚度弱等影响，导致对导线无法精确定位，工具夹手的中心与导线会存在位置偏差，这样在姿态偏差比较大时，容易出现卡阻导致机器人保护。因此，单纯的依靠视觉技术识别定位并指导配网带电作业机器人对导线的抓取已无法满足需求。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供配网带电作业机器人抓线方法、装置、电子设备及介质，可以提高工具夹手的抓取精度。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线方法，包括：
在确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置之后，将所述工具夹手依次绕竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转；
每进行一次绕竖轴正方向和竖轴反方向的旋转，记录竖轴正方向的第一旋转角度和竖轴反方向的第二旋转角度；
基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度；
将所述竖轴正方向的最大偏差角度和竖轴反方向的最大偏差角度的平均值确定为所述工具夹手与导线的中心角；
将所述工具夹手从所述初始位置旋转到所述中心角，确定所述工具夹手的最终位置；
基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取所述导线。
在一种可能的实施方式中，将所述工具夹手依次绕竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转，包括：
将所述工具夹手绕竖轴正方向进行旋转；
若竖轴正方向的扭矩大于扭矩阈值，则将所述工具夹手绕竖轴反方向进行旋转；
若竖轴反方向的扭矩大于扭矩阈值，则返回所述将所述工具夹手绕竖轴正方向进行旋转的步骤，直至循环次数达到预设次数。
在一种可能的实施方式中，基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度，包括：
将多个第一旋转角度的平均值确定为竖轴正方向的最大偏差角度；
将多个第二旋转角度的平均值确定为竖轴反方向的最大偏差角度。
在一种可能的实施方式中，确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置，包括：
基于视觉定位技术计算导线的定位识别点；
计算所述导线的预设识别点与定位识别点之间的方向向量；
控制配网带电作业机器人的工具夹手沿着所述方向向量的方向进行外搜索，确定所述工具夹手的初始位置。
在一种可能的实施方式中，控制配网带电作业机器人的工具夹手沿着所述方向向量的方向进行外搜索，确定所述工具夹手的初始位置，包括：
控制配网带电作业机器人的工具夹手，按照恒定的速度沿着所述方向向量的方向进行外搜索，直到搜索到六维力传感器采集的力信号大于预设阈值时停止搜索；
将停止搜索时所述工具夹手的当前位置确定为所述工具夹手的初始位置。
在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
获取所述六维力传感器采集的力信号；其中，所述力信号包括以下至少一项：所述六维力传感器的零点数据、工具夹手的力与力矩数据以及外界施加的力与力矩数据；
基于获取到的所述力信号，确定在基准坐标系下工具夹手的分力；
对所述在基准坐标系下工具夹手的分力进行位姿矩阵变换，得到在力传感器坐标系下工具夹手重力的分力；
基于所述在力传感器坐标系下工具夹手重力的分力，计算所述六维力传感器的重力分量；
基于所述六维力传感器的重力分量，计算在不同姿态下的理论三维力数据；
若所述理论三维力数据与实际采集到的力数据不相等，则存在外力；
基于工具夹手的重心数据，计算在不同姿态下的理论三维力矩数据；
若所述理论三维力矩数据与实际采集到的力矩数据不相等，则存在外力矩；
基于所述外力和外力矩进行重力补偿。
在一种可能的实施方式中，基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取所述导线，包括：
基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取竖直的所述导线，直到超过触碰阈值后停止抓取操作。
第二方面，本申请实施例还提供一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线装置，包括：
旋转模块，用于在确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置之后，将所述工具夹手依次绕竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转；
记录模块，用于每进行一次绕竖轴正方向和竖轴反方向的旋转，记录竖轴正方向的第一旋转角度和竖轴反方向的第二旋转角度；
求取模块，用于基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度；
确定模块，用于将所述竖轴正方向的最大偏差角度和竖轴反方向的最大偏差角度的平均值确定为所述工具夹手与导线的中心角；
调整模块，用于将所述工具夹手从所述初始位置旋转到所述中心角，确定所述工具夹手的最终位置；
抓线模块，用于基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取所述导线。
第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述第一方面，或第一方面中任一种可能的实施方式中的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面，或第一方面中任一种可能的实施方式中的步骤。
本申请实施例提供的一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线方法，首先在确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置之后，采用力控技术对所述工具夹手的初始位置进行内调整，确定所述工具夹手的最终位置。具体地，将所述工具夹手依次绕竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转；每进行一次绕竖轴正方向和竖轴反方向的旋转，记录竖轴正方向的第一旋转角度和竖轴反方向的第二旋转角度；基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度；将所述竖轴正方向的最大偏差角度和竖轴反方向的最大偏差角度的平均值确定为所述工具夹手与导线的中心角；将所述工具夹手从所述初始位置旋转到所述中心角，确定所述工具夹手的最终位置。而后，基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取所述导线。一方面，在确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置之后，还采用力控技术对所述工具夹手的初始位置进行内调整，可以提高工具夹手的抓取精度。另一方面，力控技术受光照、标定精度以及导线刚度弱等影响较小，从而进一步提高了导线的抓取准确率。
为使本申请的上述目的、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申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了本申请实施例所提供的一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线方法的流程图；
图2示出了目标控制器的模型示意图；
图3示出了工具夹手重力在力传感器坐标系上的示意图；
图4示出了本申请实施例所提供的一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线装置的结构示意图；
图5示出了本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。
现有技术中，由于视觉感知技术受光照、标定精度以及导线刚度弱等影响，导致对导线无法精确定位，工具夹手的中心与导线会存在位置偏差，这样在姿态偏差比较大时，容易出现卡阻导致机器人保护。因此，单纯的依靠视觉技术识别定位并指导配网带电作业机器人对导线的抓取已无法满足需求。基于此，本申请实施例提供了配网带电作业机器人抓线方法、装置、电子设备及介质，下面通过实施例进行描述。
为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线方法进行详细介绍。
请参照图1，图1为本申请实施例所提供的一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线方法的流程图。如图1所示，所述方法可以包括如下步骤：
S101、在确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置之后，将所述工具夹手依次绕竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转；
S102、每进行一次绕竖轴正方向和竖轴反方向的旋转，记录竖轴正方向的第一旋转角度和竖轴反方向的第二旋转角度；
S103、基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度；
S104、将所述竖轴正方向的最大偏差角度和竖轴反方向的最大偏差角度的平均值确定为所述工具夹手与导线的中心角；
S105、将所述工具夹手从所述初始位置旋转到所述中心角，确定所述工具夹手的最终位置；
S106、基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取所述导线。
在步骤S101之前，所述方法还包括以下步骤：
S1001、基于视觉定位技术计算导线的定位识别点；
S1002、计算所述导线的预设识别点与定位识别点之间的方向向量；
S1003、控制配网带电作业机器人的工具夹手沿着所述方向向量的方向进行外搜索，确定所述工具夹手的初始位置。
步骤S1002中，导线的预设识别点指的是预设的导线实际位置点。
具体地，可以通过以下表达式（1）计算所述方向向量：
Figure F_210901174612902_902583001
（1）
其中，
Figure F_210901174613058_058776002
表示导线的预设识别点与定位识别点之间的方向向量，n表示插补次数，
Figure F_210901174613185_185748003
表示导线的预设识别点的空间坐标，
Figure F_210901174613299_299998004
表示导线的定位识别点的空间坐标。
步骤S1003中，控制配网带电作业机器人的工具夹手，按照恒定的速度沿着所述方向向量的方向进行外搜索，直到搜索到六维力传感器采集的力信号大于预设阈值时停止搜索，说明当前时刻导线与工具夹手有接触，搜索成功；将停止搜索时所述工具夹手的当前位置确定为所述工具夹手的初始位置。其中，六维力传感器安装于工具夹手的末端。
其中，可以采用以下表达式（2）进行搜索运动：
Figure F_210901174613440_440698005
（2）
其中，
Figure F_210901174613615_615405006
表示插补k时刻的空间坐标，
Figure F_210901174613741_741943007
表示导线的预设识别点的空间坐标，
Figure F_210901174613851_851254008
表示导线的预设识别点与定位识别点之间的方向向量。
步骤S101中，竖轴正方向和竖轴反方向是以力传感器坐标系为基准，可以通过以下子步骤将所述工具夹手依次绕竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转：
S1011、将所述工具夹手绕竖轴正方向进行旋转；
S1012、根据六维力传感器采集的力信号判断竖轴正方向的扭矩是否大于扭矩阈值；若是，转入步骤S1013；若否，转入步骤S1011；
S1013、将所述工具夹手绕竖轴反方向进行旋转；
S1014、根据六维力传感器采集的力信号判断竖轴反方向的扭矩是否大于扭矩阈值；若是，转入步骤S1015；若否，转入步骤S1013；
S1015、判断循环次数是否达到预设次数（预设次数可以为10，本实施例不限于此）；若是，转入步骤S1016；若否，转入步骤S1011；
S1016、结束循环流程。
步骤S102中，每进行一次绕竖轴正方向的旋转，记录竖轴正方向的第一旋转角度。每进行一次绕竖轴反方向的旋转，记录竖轴反方向的第二旋转角度。假设预设次数为10，可以得到10个竖轴正方向的第一旋转角度和10个竖轴反方向的第二旋转角度。
步骤S103和S104中，将多个第一旋转角度的平均值确定为竖轴正方向的最大偏差角度。将多个第二旋转角度的平均值确定为竖轴反方向的最大偏差角度。将所述竖轴正方向的最大偏差角度和竖轴反方向的最大偏差角度的平均值确定为所述工具夹手与导线的中心角。
具体地，可以通过以下表达式（3）计算竖轴正方向的最大偏差角度、竖轴反方向的最大偏差角度以及工具夹手与导线的中心角：
Figure F_210901174613963_963115009
（3）
其中，
Figure F_210901174614073_073883010
表示竖轴正方向的最大偏差角度，
Figure F_210901174614199_199435011
表示竖轴反方向的最大偏差角度，
Figure F_210901174614316_316652012
为竖轴方向中心角，
Figure F_210901174614441_441779013
表示第一次、第二次......第十次工具夹手绕竖轴正方向旋转时记录的第一旋转角度，
Figure F_210901174614600_600328014
表示第一次、第二次......第十次工具夹手绕竖轴反方向旋转时记录的第二旋转角度。
步骤S105中，将所述工具夹手从所述初始位置旋转到所述中心角，使得工具夹手的夹口的内壁与导线方向基本平行，从而确定所述工具夹手的最终位置。
步骤S106中，此时工具夹手的夹口与导线已经对齐，基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取竖直的所述导线，直到超过触碰阈值后停止抓取操作。
需要说明的是，在进行力控制时，由于六维力传感器自身安装在配网带电作业机器人的工具夹手末端，六维力传感器本身以及连接在六维力传感器上的工具夹手会产生重力影响，在配网带电作业机器人变换不同姿态时，负载工具夹手在力传感器坐标系下的力也在不停的变化，这样会干扰对外力的判断。因此需要对负载力进行重力补偿处理，消除对外力的干扰，提高准确率。基于此，所述方法还可以包括：将重力补偿后的力信号输入目标控制器，输出机器人的速度或者位置，可以达到机器人运动主动柔性的效果。
上述目标控制器的模型如图2所示，对目标控制器的传递函数进行构建,其传递函数H(s)计算表达式为：
Figure F_210901174614713_713555015
（4）
Figure F_210901174614822_822980016
（5）
其中：
Figure F_210901174614933_933784017
表示期望力与补偿后的实际力的偏差值，
Figure F_210901174615043_043190018
表示配网带电作业机器人的偏移量，
Figure F_210901174615138_138856019
表示惯性矩阵，
Figure F_210901174615250_250877020
表示惯性矩阵配置参数，
Figure F_210901174615360_360102021
表示阻尼矩阵，
Figure F_210901174615438_438224022
表示阻尼矩阵的阻尼配置参数，
Figure F_210901174615575_575931023
表示刚度矩阵，
Figure F_210901174615669_669646024
表示刚度矩阵的刚度配置参数；
Figure F_210901174615765_765435025
、
Figure F_210901174615875_875650026
、
Figure F_210901174615969_969990027
均表示常数，与配网带电作业机器人系统特征有关。
针对上述重力补偿，其具体的计算步骤如下：
S1071、获取所述六维力传感器采集的力信号；其中，所述力信号包括以下至少一项：所述六维力传感器的零点数据、工具夹手的力与力矩数据以及外界施加的力与力矩数据；
S1072、基于获取到的所述力信号，确定在基准坐标系下工具夹手的分力；
S1073、对所述在基准坐标系下工具夹手的分力进行位姿矩阵变换，得到在力传感器坐标系下工具夹手重力的分力；
S1074、基于所述在力传感器坐标系下工具夹手重力的分力，计算所述六维力传感器的重力分量；
S1075、基于所述六维力传感器的重力分量，计算在不同姿态下的理论三维力数据；
S1076、若所述理论三维力数据与实际采集到的力数据不相等，则存在外力；
S1077、基于工具夹手的重心数据，计算在不同姿态下的理论三维力矩数据；
S1078、若所述理论三维力矩数据与实际采集到的力矩数据不相等，则存在外力矩；
S1079、基于所述外力和外力矩进行重力补偿。
步骤S1071中，六维力传感器作为力觉感知系统，能够实时检测力信号：三维力
Figure F_210901174616063_063654028
和力矩
Figure F_210901174616159_159358029
。在此系统中，采集的力信号可以包括以下至少一项：六维力传感器的零点数据、工具夹手的力与力矩数据以及外界施加的力与力矩数据。
其中，六维力传感器的零点数据记为：
Figure F_210901174616272_272122030
，
Figure F_210901174616429_429710031
；工具夹手的实际力与力矩数据记为：
Figure F_210901174616586_586687032
，
Figure F_210901174616730_730191033
；工具夹手重力记为：
Figure F_210901174616855_855180034
，工具夹手重力在力传感器坐标系下的力与力矩记为：
Figure F_210901174616997_997372035
，
Figure F_210901174617187_187835036
。机器人基准坐标系为
Figure F_210901174617335_335220037
，力传感器坐标系为
Figure F_210901174617444_444780038
。力传感器坐标系
Figure F_210901174617572_572508039
可由基准坐标系
Figure F_210901174617666_666240040
先绕
Figure F_210901174617777_777065041
轴旋转
Figure F_210901174617887_887951042
，然后绕
Figure F_210901174617997_997743043
轴旋转
Figure F_210901174618123_123740044
，最后绕
Figure F_210901174618233_233173045
轴旋转
Figure F_210901174618344_344085046
获得，得出变换矩阵为：
Figure F_210901174618453_453323047
（6）
步骤S1072中，在基准坐标系
Figure F_210901174618582_582329048
下工具夹手G的分力表示为：
Figure F_210901174618677_677889049
（7）
步骤S1073中，通过表达式（8）对所述在基准坐标系下工具夹手的分力进行位姿矩阵变换，得到在力传感器坐标系下工具夹手重力的分力：
Figure F_210901174618756_756603050
（8）
步骤S1074中，将表达式（8）进行整理后得到表达式（9）：
Figure F_210901174618865_865567051
（9）
其中，I表示3*3的单位矩阵。
选取N（N>3）个不同姿态下的力数据，代入到表达式（9）中，得到：
Figure F_210901174618992_992934052
（10）
上述表达式（10）也可表示成：
Figure F_210901174619145_145201053
（11）
其中，
Figure F_210901174619254_254628054
。
将表达式（11）进行整理后得到表达式（12）：
Figure F_210901174619382_382021055
（12）
根据表达式（12）就可以计算出六维力传感器的零点数据以及重力分量，由此计算出：
Figure F_210901174619477_477565056
（13）
步骤S1075中，在得到六维力传感器的重力分量后，将其代入到表达式（8），计算出在不同姿态下的理论三维力数据。
步骤S1076中，比较理论三维力数据与实际采集到的力数据，若不相等，则存在外力，外力的计算表达式为：
Figure F_210901174619572_572972057
（14）
其中，
Figure F_210901174619666_666709058
为外力，
Figure F_210901174619779_779153059
为实际采集到的力数据，
Figure F_210901174619873_873193060
为理论三维力数据。
步骤S1077中，假设在力传感器坐标系
Figure F_210901174619982_982133061
下，工具夹手重心坐标为
Figure F_210901174620077_077605062
。在力传感器坐标系
Figure F_210901174620187_187296063
下，工具夹手重力G产生的力与力矩的示意图如图3所示。
其中，工具夹手重力G产生的力矩的计算表达式为：
Figure F_210901174620314_314205064
（15）
将上述表达式（8）和（15）进行整理后得到表达式（16）：
Figure F_210901174620439_439168065
（16）
其中，
Figure F_210901174620569_569120066
。
选取N（N>3）个不同姿态下的力数据，代入到表达式（9）中，得到表达式（17）：
Figure F_210901174620681_681772067
（17）
表达式（17）可表示为：
Figure F_210901174620791_791803068
（18）
其中，
Figure F_210901174620886_886893069
。
将上述表达式（18）进行整理后得到表达式（19）：
Figure F_210901174620996_996346070
（19）
由表达式（19）可获得坐标系
Figure F_210901174621093_093200071
下的工具夹手重心数据
Figure F_210901174621202_202395072
的值。在得到重心数据后，将重心值带入到表达式（15），计算出在不同姿态下的理论三维力矩数据。
步骤S1078中，比较理论三维力矩数据与实际采集到的力矩数据，若不相等，则存在外力矩，外力矩的计算表达式为：
Figure F_210901174621300_300954073
（20）
其中，
Figure F_210901174621379_379087074
为外力矩，
Figure F_210901174621473_473853075
为实际采集到的力矩数据，
Figure F_210901174621583_583952076
为理论三维力矩数据。
步骤S1079中，基于所述外力和外力矩进行重力补偿，消除对外力和外力矩的干扰，提高准确率。
本申请实施例提供的一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线方法，首先在确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置之后，采用力控技术对所述工具夹手的初始位置进行内调整，确定所述工具夹手的最终位置。具体地，将所述工具夹手依次绕竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转；每进行一次绕竖轴正方向和竖轴反方向的旋转，记录竖轴正方向的第一旋转角度和竖轴反方向的第二旋转角度；基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度；将所述竖轴正方向的最大偏差角度和竖轴反方向的最大偏差角度的平均值确定为所述工具夹手与导线的中心角；将所述工具夹手从所述初始位置旋转到所述中心角，确定所述工具夹手的最终位置。而后，基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取所述导线。一方面，在确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置之后，还采用力控技术对所述工具夹手的初始位置进行内调整，可以提高工具夹手的抓取精度。另一方面，力控技术受光照、标定精度以及导线刚度弱等影响较小，从而进一步提高了导线的抓取准确率。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线装置、电子设备、以及计算机存储介质等，具体可参见以下实施例。
请参考图4，为本申请实施例所提供的一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线装置的结构示意图。如图4所示，所述装置可以包括：
旋转模块10，用于在确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置之后，将所述工具夹手依次绕竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转；
记录模块20，用于每进行一次绕竖轴正方向和竖轴反方向的旋转，记录竖轴正方向的第一旋转角度和竖轴反方向的第二旋转角度；
求取模块30，用于基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度；
确定模块40，用于将所述竖轴正方向的最大偏差角度和竖轴反方向的最大偏差角度的平均值确定为所述工具夹手与导线的中心角；
调整模块50，用于将所述工具夹手从所述初始位置旋转到所述中心角，确定所述工具夹手的最终位置；
抓线模块60，用于基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取所述导线。
本申请实施例公开了一种电子设备，如图5所示，包括：处理器501、存储器502和总线503，所述存储器502存储有所述处理器501可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器501与所述存储器502之间通过总线503通信。所述机器可读指令被所述处理器501执行时执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
本申请实施例所提供的一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的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，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，又例如，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信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，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。
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，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请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）执行本申请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（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、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，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，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申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线方法，其特征在于，包括：
在确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置之后，将所述工具夹手依次绕力传感器坐标系下的竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转；
每进行一次绕竖轴正方向和竖轴反方向的旋转，记录竖轴正方向的第一旋转角度和竖轴反方向的第二旋转角度；六维力传感器安装于所述工具夹手的末端，所述第一旋转角度是当所述六维力传感器采集的力信号判断所述竖轴正方向的扭矩大于扭矩阈值时所述工具夹手转过的角度，所述第二旋转角度是当所述六维力传感器采集的力信号判断所述竖轴反方向的扭矩大于扭矩阈值时所述工具夹手转过的角度；
基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度；
将所述竖轴正方向的最大偏差角度和竖轴反方向的最大偏差角度的平均值确定为所述工具夹手与导线的中心角；
将所述工具夹手从所述初始位置旋转到所述中心角，确定所述工具夹手的最终位置；
基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取所述导线；
其中，基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度，包括：
将多个第一旋转角度的平均值确定为竖轴正方向的最大偏差角度；
将多个第二旋转角度的平均值确定为竖轴反方向的最大偏差角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述工具夹手依次绕竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转，包括：
将所述工具夹手绕竖轴正方向进行旋转；
若竖轴正方向的扭矩大于扭矩阈值，则将所述工具夹手绕竖轴反方向进行旋转；
若竖轴反方向的扭矩大于扭矩阈值，则返回所述将所述工具夹手绕竖轴正方向进行旋转的步骤，直至循环次数达到预设次数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置，包括：
基于视觉定位技术计算导线的定位识别点；
计算所述导线的预设识别点与定位识别点之间的方向向量；
控制配网带电作业机器人的工具夹手沿着所述方向向量的方向进行外搜索，确定所述工具夹手的初始位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制配网带电作业机器人的工具夹手沿着所述方向向量的方向进行外搜索，确定所述工具夹手的初始位置，包括：
控制配网带电作业机器人的工具夹手，按照恒定的速度沿着所述方向向量的方向进行外搜索，直到搜索到六维力传感器采集的力信号大于预设阈值时停止搜索；
将停止搜索时所述工具夹手的当前位置确定为所述工具夹手的初始位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
获取所述六维力传感器采集的力信号；其中，所述力信号包括以下至少一项：所述六维力传感器的零点数据、工具夹手的力与力矩数据以及外界施加的力与力矩数据；
基于获取到的所述力信号，确定在基准坐标系下工具夹手的分力；
对所述在基准坐标系下工具夹手的分力进行位姿矩阵变换，得到在力传感器坐标系下工具夹手重力的分力；
基于所述在力传感器坐标系下工具夹手重力的分力，计算所述六维力传感器的重力分量；
基于所述六维力传感器的重力分量，计算在不同姿态下的理论三维力数据；
若所述理论三维力数据与实际采集到的力数据不相等，则存在外力；
基于工具夹手的重心数据，计算在不同姿态下的理论三维力矩数据；
若所述理论三维力矩数据与实际采集到的力矩数据不相等，则存在外力矩；
基于所述外力和外力矩进行重力补偿。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取所述导线，包括：
基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取竖直的所述导线，直到超过触碰阈值后停止抓取操作。
7.一种基于力控技术的配网带电作业机器人抓线装置，其特征在于，包括：
旋转模块，用于在确定配网带电作业机器人的工具夹手的初始位置之后，将所述工具夹手依次绕力传感器坐标系下的竖轴正方向和竖轴反方向进行多次旋转；
记录模块，用于每进行一次绕竖轴正方向和竖轴反方向的旋转，记录竖轴正方向的第一旋转角度和竖轴反方向的第二旋转角度；六维力传感器安装于所述工具夹手的末端，所述第一旋转角度是当所述六维力传感器采集的力信号判断所述竖轴正方向的扭矩大于扭矩阈值时所述工具夹手转过的角度，所述第二旋转角度是当所述六维力传感器采集的力信号判断所述竖轴反方向的扭矩大于扭矩阈值时所述工具夹手转过的角度；
求取模块，用于基于多个第一旋转角度求取竖轴正方向的最大偏差角度，以及基于多个第二旋转角度求取竖轴反方向的最大偏差角度；
确定模块，用于将所述竖轴正方向的最大偏差角度和竖轴反方向的最大偏差角度的平均值确定为所述工具夹手与导线的中心角；
调整模块，用于将所述工具夹手从所述初始位置旋转到所述中心角，确定所述工具夹手的最终位置；
抓线模块，用于基于所述工具夹手的最终位置控制所述配网带电作业机器人的工具夹手抓取所述导线；
其中，所述求取模块具体用于：
将多个第一旋转角度的平均值确定为竖轴正方向的最大偏差角度；
将多个第二旋转角度的平均值确定为竖轴反方向的最大偏差角度。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至6任一所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，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如权利要求1至6任一所述方法的步骤。
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