CN113671955A - 一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，包括以下步骤：建立变电站二维平面图,获得巡检时间序列，计算获取最短路径，智能机器人根据巡检时间序列以最短路径进行巡检，更新巡检过的设备的最近一次巡检时间为当前巡检时间。本发明实现对巡检机器人的巡检路径的规划，以降低机器人巡检时间，节省机器人电力消耗，增加机器人巡检效率。
Description
技术领域
本发明涉及巡检机器人技术领域，尤其是一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法。
背景技术
随着人工智能的发展和国家对于变电站智能巡检机器人的投入和支持，变电站智能巡检机器人正在迅速发展。参考中国专利公开号为CN112904866A的一种巡检机器人入库充电控制方法、系统及室外巡检机器人，包括当巡检机器人运行至机器人充电桩区域时，自动获取巡检机器人的姿态信息，并获取与巡检机器人最接近充电桩的姿态信息；根据巡检机器人的姿态信息及最接近充电桩的姿态信息，构建巡检机器人的期望入库约束；采用含巡检机器人的期望入库约束的离散化变结构算法，计算巡检机器人入库充电所需的运动控制量；按照巡检机器人入库所需的运动控制量，控制巡检机器人入库充电；本发明通过加入期望入库约束，实现了对巡检机器人姿态快速精准控制，有效降低离散化变结构的抖震，确保了系统的稳定性，系统鲁棒性好；控制无须人员干预，实现独立且高效快速的完成自动入库充电任务。而如何对巡检机器人的巡检路径进行规划以降低机器人巡检时间，节省机器人电力消耗，增加机器人巡检效率，是亟需解决的问题。
发明内容
本发明解决了现有巡检机器人缺少路径规划导致电力消耗的问题，提出一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，用于实现对巡检机器人的巡检路径的规划，以降低机器人巡检时间，节省机器人电力消耗，增加机器人巡检效率。
为实现上述目的，提出以下技术方案：
一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，包括以下步骤：
S1，获取变电站所有待检设备的位置信息，以智能机器人起点为坐标原点，建立变电站二维平面图，并用坐标标出所有待检设备以及所有变电站的进出口的位置；
S2，获取所有待检设备的巡检周期以及最近一次巡检时间，通过巡检周期以及最近一次巡检时间计算得出未来巡检时间，对所有待检设备的未来巡检时间由近到远进行排序，获得巡检时间序列；
S3，筛选未来巡检时间为同一天的待检设备的坐标作为第一类目标点，利用穷举法获取最短路径；
S4，智能机器人根据巡检时间序列以最短路径进行巡检，巡检过后更新巡检过的设备的最近一次巡检时间为当前巡检时间；
S5，当所有待检设备巡检完毕后，智能机器人返回起点充电。
不同的变电站起设备的种类、数量和分别都是不同的，不能以单一的控制程序实现智能机器人的自动巡检，本发明先对变电站内的所有待检设备进行位置定位，再根据所有待测设备的检测周期进行归类，最后利用穷举法获得最短路径进行，实现对智能机器人的巡检路径的规划，以降低智能机器人巡检时间，节省智能机器人电力消耗，增加智能机器人巡检效率。
作为优选，所述S1具体包括以下步骤：
S101，获取变电站的平面设计图，从平面设计图中提取房屋墙体的分布位置以及进出口的位置；
S102，以智能机器人起点为坐标原点，建立变电站二维平面图；
S103，获取变电站所有待检设备的位置信息，用坐标标出所有待检设备以及所有变电站的进出口的位置，同时用线条标出房屋墙体。
本发明在实施时还考虑到变电站多房间分布的情况，将房屋墙体和房屋的进出口也考虑到路径规划中，使得本发明的适用范围更加广泛。
作为优选，所述S3具体包括以下步骤：
S301，判断所有第一类目标点是否位于同一房屋内，若是，选择离智能机器人起点进出口位置作为第一点，进行S302，若否，进行S303；
S302，并以第一点作为路径起点和路径终点，作出遍历所有第一类目标点的轨迹，并计算出所有轨迹的距离，选择距离最短的轨迹作为最短路径；
S303，以智能机器人起点作为路径起点和路径终点，作出遍历所有第一类目标点的轨迹，筛选出带有跨越房屋墙体且被跨越的房屋墙体上设有进出口的轨迹作为备选轨迹，并计算出所有备选轨迹的距离，选择距离最短的备选轨迹作为最短路径。
作为优选，所述S3还包括以下步骤：
判断第一类目标点在半径若干范围内是否存在未来巡检时间距离当前时间在设定天数内的待检设备，若是，将其归类为第二类目标点，待第二类目标点归类完毕后将第二类目标点合并到第一类目标点，再利用穷举法获取最短路径。
本发明设置第二类目标点的目的是对相近检测时间的设备进行归一化，有利于减少智能机器人巡检的频率，节省智能机器人电力消耗。
作为优选，所述半径范围为2米到4米，所述设定天数为3天到7天。
作为优选，所述智能机器人设有避障算法，在按照最短路径进行巡检操作时进行自动避障。
作为优选，本发明还包括充电控制步骤：
所述智能机器人在非巡检时间段进行充电，直至充满电后进入待机状态，等到即将进入巡检日期的前24小时开启电能检测，判断当前电量是否超过设定值，若是，再次进入待机状态，若否启动充电，直至充满电后再进入待机状态。
作为优选，判断当前电量是否超过设定值，若否，还包括故障判断步骤，判断当前电量是否低于故障值，若是，则启动备用智能机器人，对备用智能机器人进行充电，若否则启动充电，直至充满电后再进入待机状态。
本发明的有益效果是：本发明先对变电站内的所有待检设备进行位置定位，再根据所有待测设备的检测周期进行归类，最后利用穷举法获得最短路径进行，实现对智能机器人的巡检路径的规划，以降低智能机器人巡检时间，节省智能机器人电力消耗，增加智能机器人巡检效率。
附图说明
图1是实施例的方法流程图；
图2是实施例具体选择的最短路径。
具体实施方式
实施例：
本实施例提出一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，参考图1，包括以下步骤：
S1，获取变电站所有待检设备的位置信息，以智能机器人起点为坐标原点，建立变电站二维平面图，并用坐标标出所有待检设备以及所有变电站的进出口的位置；S1具体包括以下步骤：
S101，获取变电站的平面设计图，从平面设计图中提取房屋墙体的分布位置以及进出口的位置；
S102，以智能机器人起点为坐标原点，建立变电站二维平面图；
S103，获取变电站所有待检设备的位置信息，用坐标标出所有待检设备以及所有变电站的进出口的位置，同时用线条标出房屋墙体。
本发明在实施时还考虑到变电站多房间分布的情况，将房屋墙体和房屋的进出口也考虑到路径规划中，使得本发明的适用范围更加广泛。
S2，获取所有待检设备的巡检周期以及最近一次巡检时间，通过巡检周期以及最近一次巡检时间计算得出未来巡检时间，对所有待检设备的未来巡检时间由近到远进行排序，获得巡检时间序列；
S3，筛选未来巡检时间为同一天的待检设备的坐标作为第一类目标点，判断第一类目标点在其半径2米到4米内是否存在未来巡检时间距离当前时间在3天到7天内的待检设备，若是，将其归类为第二类目标点，待第二类目标点归类完毕后将第二类目标点合并到第一类目标点，再利用穷举法获取最短路径。
本发明设置第二类目标点的目的是对相近检测时间的设备进行归一化，有利于减少智能机器人巡检的频率，节省智能机器人电力消耗。
S3具体包括以下步骤：
S301，判断所有第一类目标点是否位于同一房屋内，若是，选择离智能机器人起点进出口位置作为第一点，进行S302，若否，进行S303；
S302，并以第一点作为路径起点和路径终点，作出遍历所有第一类目标点的轨迹，并计算出所有轨迹的距离，选择距离最短的轨迹作为最短路径；
S303，参考图2，智能机器人起点作为路径起点和路径终点，作出遍历所有第一类目标点的轨迹，筛选出带有跨越房屋墙体且被跨越的房屋墙体上设有进出口的轨迹作为备选轨迹，并计算出所有备选轨迹的距离，选择距离最短的备选轨迹作为最短路径。智能机器人设有避障算法，在按照最短路径进行巡检操作时进行自动避障，自动避障后的路径为虚线显示的实际路径。
S4，智能机器人根据巡检时间序列以最短路径进行巡检，巡检过后更新巡检过的设备的最近一次巡检时间为当前巡检时间；
S5，当所有待检设备巡检完毕后，智能机器人返回起点充电。
本发明还包括充电控制步骤：
智能机器人在非巡检时间段进行充电，直至充满电后进入待机状态，等到即将进入巡检日期的前24小时开启电能检测，判断当前电量是否超过总电量的90％，若是，再次进入待机状态，若否，判断当前电量是否低于总电量的20％，若是，则启动备用智能机器人，对备用智能机器人进行充电，若否则启动充电，直至充满电后再进入待机状态。本发明设有备用智能机器人，防止在智能机器人故障时无法完成巡检任务，智能机器人完成巡检后将巡检结果反馈到监控中心。
不同的变电站起设备的种类、数量和分别都是不同的，不能以单一的控制程序实现智能机器人的自动巡检，本发明先对变电站内的所有待检设备进行位置定位，再根据所有待测设备的检测周期进行归类，最后利用穷举法获得最短路径进行，实现对智能机器人的巡检路径的规划，以降低智能机器人巡检时间，节省智能机器人电力消耗，增加智能机器人巡检效率。
Claims (8)
1.一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，其特征是，包括以下步骤：
S1，获取变电站所有待检设备的位置信息，以智能机器人起点为坐标原点，建立变电站二维平面图，并用坐标标出所有待检设备以及所有变电站的进出口的位置；
S2，获取所有待检设备的巡检周期以及最近一次巡检时间，通过巡检周期以及最近一次巡检时间计算得出未来巡检时间，对所有待检设备的未来巡检时间由近到远进行排序，获得巡检时间序列；
S3，筛选未来巡检时间为同一天的待检设备的坐标作为第一类目标点，利用穷举法获取最短路径；
S4，智能机器人根据巡检时间序列以最短路径进行巡检，巡检过后更新巡检过的设备的最近一次巡检时间为当前巡检时间；
S5，当所有待检设备巡检完毕后，智能机器人返回起点充电。
2.根据权利要求1所述的一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，其特征是，所述S1具体包括以下步骤：
S101，获取变电站的平面设计图，从平面设计图中提取房屋墙体的分布位置以及进出口的位置；
S102，以智能机器人起点为坐标原点，建立变电站二维平面图；
S103，获取变电站所有待检设备的位置信息，用坐标标出所有待检设备以及所有变电站的进出口的位置，同时用线条标出房屋墙体。
3.根据权利要求2所述的一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，其特征是，所述S3具体包括以下步骤：
S301，判断所有第一类目标点是否位于同一房屋内，若是，选择离智能机器人起点进出口位置作为第一点，进行S302，若否，进行S303；
S302，并以第一点作为路径起点和路径终点，作出遍历所有第一类目标点的轨迹，并计算出所有轨迹的距离，选择距离最短的轨迹作为最短路径；
S303，以智能机器人起点作为路径起点和路径终点，作出遍历所有第一类目标点的轨迹，筛选出带有跨越房屋墙体且被跨越的房屋墙体上设有进出口的轨迹作为备选轨迹，并计算出所有备选轨迹的距离，选择距离最短的备选轨迹作为最短路径。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，其特征是，所述S3还包括以下步骤：
判断第一类目标点在半径若干范围内是否存在未来巡检时间距离当前时间在设定天数内的待检设备，若是，将其归类为第二类目标点，待第二类目标点归类完毕后将第二类目标点合并到第一类目标点，再利用穷举法获取最短路径。
5.根据权利要求4所述的一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，其特征是，所述半径范围为2米到4米，所述设定天数为3天到7天。
6.根据权利要求1所述的一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，其特征是，所述智能机器人设有避障算法，在按照最短路径进行巡检操作时进行自动避障。
7.根据权利要求1所述的一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，其特征是，还包括充电控制步骤：
所述智能机器人在非巡检时间段进行充电，直至充满电后进入待机状态，等到即将进入巡检日期的前24小时开启电能检测，判断当前电量是否超过设定值，若是，再次进入待机状态，若否启动充电，直至充满电后再进入待机状态。
8.根据权利要求7所述的根据权利要求1所述的一种基于变电站智能机器人的巡检顺序控制方法，其特征是，判断当前电量是否超过设定值，若否，还包括故障判断步骤，判断当前电量是否低于故障值，若是，则启动备用智能机器人，对备用智能机器人进行充电，若否则启动充电，直至充满电后再进入待机状态。
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