CN114431018A - 一种树障清理方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树障清理方法、装置及系统，其中，方法包括：响应接收到的用户指令，获取目标树木和目标树木周围的导线的点云数据；根据点云数据构建目标树木和导线的点云模型，并以导线为中心划分安全区域；在点云模型中，确定目标树木与安全区域重叠的点云区域；根据点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数；控制树障清理机器人依据作业参数清理最小作业区域的树障，解决了现有技术中采用人工作业清理树障存在的人身安全风险高、劳动强度大的问题，树障清理劳动强度大、人身安全风险高的问题，提高了树障清理的处理效率，使树障清理流程更加程序化、自动化。

Description

一种树障清理方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及电力安全技术领域，尤其涉及一种树障清理方法、装置及系统。

背景技术

在电力线路安全领域中，当树木高度与架空线路之间的距离超出电力线路安全距离时，会对电网线路运行造成安全隐患，如容易造成线路跳闸，甚至使线路断裂或者杆塔倒塌，导致较大面积的停电等安全隐患。因此，需要对树障进行及时清理。

现有的树障清理方法是通过借助绝缘斗臂车或者高空作业车等装备，以人工砍切方式清除树障，而这种方式存在劳动强度大、人身安全风险高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种树障清理方法、装置及系统，解决了现有树障清理劳动强度大、人身安全风险高的问题，提高了树障清理的处理效率，使树障清理流程更加程序化、自动化。

本发明提供了一种树障清理方法，所述方法包括：

响应接收到的用户指令，获取目标树木和所述目标树木周围的导线的点云数据；

根据所述点云数据构建所述目标树木和所述导线的点云模型，并以所述导线为中心划分安全区域；

在所述点云模型中，确定所述目标树木与所述安全区域重叠的点云区域；

根据所述点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数；

控制所述树障清理机器人依据所述作业参数清理所述最小作业区域的树障。

可选地，所述根据所述点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数，包括：

在所述点云区域中确定切面面积最小的作业区域；

计算所述切面面积最小的作业区域的切面角；

根据所述切面角与矩形切面参数的映射关系确定所述切面角对应的矩形切面参数，以所述切面角和所述矩形切面参数作为所述树障清理机器人的作业参数。

可选地，所述并以所述导线为中心划分安全区域，包括：

确定与所述目标树木距离最近的目标导线；

以所述目标导线的点云为中心，预设安全距离为半径构建圆柱体状的安全区域。

可选地，所述在点云区域中确定最小切面面积的作业区域，包括：

计算与所述点云区域相切的所有切面的面积；

根据最小切面面积对应的切面确定最小作业区域。

可选地，所述控制所述树障清理机器人依据所述作业参数清理所述最小作业区域的树障，包括：

在所述最小作业区域中，根据所述矩形切面参数规划树障清理机器人的移动轨迹；所述移动轨迹的方向为从左往右，从下往上；

控制所述树障清理机器人依据所述移动轨迹清理所述最小作业区域的树障。

可选地，所述控制所述树障清理机器人依据所述移动轨迹清理所述最小作业区域的树障之前，包括：

计算所述最小作业区域的作业次数；

根据所述作业次数依次确定作业面；

获取所述作业面的位置信息；

根据所述位置信息调整所述树障清理机器人的切割起点；

将所述树障清理机器人的切割角度调整为所述切面角。

可选地，所述控制所述树障清理机器人依据所述移动轨迹清理所述最小作业区域的树障，包括：

控制树障清理机器人依据所述移动轨迹清理所述作业面的树障。

可选地，所述控制树障清理机器人依据所述移动轨迹清理所述作业面的树障之后，包括：

跳转执行所述根据作业次数依次确定作业面的步骤，直至将最小作业区域的树障清理完毕。

本发明还提供一种树障清理装置，包括：

获取模块，用于响应接收到的用户指令，获取目标树木和所述目标树木周围的导线的点云数据；

构建与划分模块，用于根据所述点云数据构建所述目标树木和所述导线的点云模型，并以所述导线为中心划分安全区域；

第一确定模块，用于在所述点云模型中，确定所述目标树木与所述安全区域重叠的点云区域；

第二确定模块，用于根据所述点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数；

控制模块，用于控制所述树障清理机器人依据所述作业参数清理所述最小作业区域的树障。

本发明还提供一种树障清理系统，包括：绝缘斗臂车、安装在所述绝缘斗臂车上的树障清理机器人、安装在所述树障清理机器人中的环境感知模块和如上所述的树障清理装置；

所述绝缘斗臂车，用于移动所述树障清理机器人至指定位置；

所述环境感知模块，用于扫描所述目标树木和所述目标树木周围的导线，生成对应的点云数据；

所述树障清理机器人，用于根据移动轨迹清理树障。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明公开了一种树障清理方法，包括：响应接收到的用户指令，获取目标树木的点云数据；根据所述点云数据构建所述目标树木的点云模型；识别所述目标树木周围的导线，并以所述导线为中心划分安全区域；在所述点云模型中，确定所述目标树木与所述安全区域重叠的点云区域；根据所述点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数；控制所述树障清理机器人依据所述作业参数清理所述最小作业区域的树障，解决了现有技术中采用人工作业清理树障存在的人身安全风险高、劳动强度大的问题，通过规划树障清理机器人的移动轨迹提高了对电力线路区域进行树障清理的程序化、自动化的程度，并提高了树障清理的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种树障清理方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种树障清理方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例三提供的一种树障清理方法的步骤流程图；

图4为本发明实施例四提供的一种树障清理装置的结构框图；

图5为本发明提供的树障清理方法的移动轨迹方向示意图；

图6为本发明提供的树障清理方法的原理示意图。

具体实施方式

申请人发现，现有的树障清理方法是通过借助绝缘斗臂车或者高空作业车等装备，以人工砍切方式清除树障，尤其是针对城区线路的树障清理任务，由于城市规划或绿化建设等等需求，难以直接地、完整地砍伐对线路造成安全威胁的树木，而是需要通过人工修剪树枝等方式，避免树木高度超出电力线路安全运行的距离，然而这种方式存在劳动强度大、人身安全风险高的问题。

有鉴于此，本发明提供了一种树障清理方法、装置及系统，解决了现有树障清理劳动强度大、人身安全风险高的问题，解决了现有树障清理劳动强度大、人身安全风险高的问题，提高了树障清理的处理效率，使树障清理流程更加程序化、自动化。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种树障清理方法的步骤流程图，具体可以包括以下步骤：

101、响应接收到的用户指令，获取目标树木和目标树木周围的导线的点云数据。

本实施例一提供的方法是基于以下的系统架构实现的，具体系统架构包括绝缘斗臂车，树障清理机器人，环境感知模块，其中，树障清理机器人安装于绝缘斗臂车的绝缘斗中，环境感知模块可以安装于绝缘斗中，也可以安装于树障清理机器人中。在本实施例中，环境感知模块安装于树障清理机器人中。环境感知模块可以是激光扫描设备。树障清理机器人是由机械臂以及安装在机械臂末端的作业工具组成，其可接受程序化操控，属于单机械式的机器人。安装在机械臂末端的作业工具指的是可以切割树障的工具，如电锯等。可以理解的是，本系统架构中还包括可以接受指令、发出指令、处理指实现控制、计算等功能的控制设备，控制设备可以是由CPU等具备控制功能的器件装置组成，控制设备与绝缘斗臂车、环境感知模块、树障清理机器人通信连接。其中，控制设备可以安装在树障清理机器人中，与树障清理机器人成为一体，或者控制设备也可以是服务器，通过与树障清理机器人的驱动机构、环境感知模块、绝缘斗臂车通信连接，远程控制树障清理机器人、环境感知模块、绝缘斗臂车。控制设备还可以与其他终端或者云平台连接，响应通过其他终端或者云平台发送的用户指令。

在本实施例中，目标树木为对线路运行可能产生安全威胁的树木，可以由电网运维工作人员预先确定的。运维工作人员预先将绝缘斗臂车开至目标树木的位置。控制设备响应于接收到的用户指令，控制绝缘斗上升，在上升的过程中，激光扫描设备通过扫描目标树木以及目标树木周围的导线，采集目标树木及其周围导线的点云数据，并发送至控制设备中。

需要说明的是，关于目标树木周围的导线的确定方法，可以通过以目标树木的位置为中心，以目标树木可能会对导线产生安全威胁的原则划分一个预设大小的区域，而处于该区域内的导线，则为本实施例中的目标树木周围的导线。可以理解的是，也可以根据与目标树木的距离远近确定目标树木周围的导线。

102、根据点云数据构建目标树木和导线的点云模型，并以导线为中心划分安全区域。

本实施例中，控制设备基于步骤101获取的目标树木和目标树木周围导线的点云数据，构建目标树木和目标树木周围导线的点云模型。可以理解的是，构建的点云模型中包括了目标树木及其周围的导线。

需要说明的是，构建点云模型之后，在点云模型中将树木的坐标位置、绝缘斗的坐标位置、导线的坐标位置转换成地球坐标，使三者均处于同一坐标体系内。而基于同一坐标体系能够准确地确定绝缘斗与树之间准确的距离信息，在进行树障清理时，能够根据准确的距离信息及时调整绝缘斗的位置，使树障清理机器人按照规划移动轨迹清理树障。

在以导线为中心划分安全区域时，能够基于同一坐标系，准确地确定导线与目标树木之间的距离，以便能够划分出满足电力线路运行安全条件的安全区域。其中，电力线路运行安全条件指的是，架空线路安全运行要求中架空线路需与树木之间保持的安全距离。

103、在点云模型中，确定目标树木与安全区域重叠的点云区域。

本实施例中，在划定安全区域后，判断目标树木的点云中是否存在与安全区域重叠的点云区域，若是，则将该点云区域进行标注，表明目标树木存在部分区域与导线的距离已经超出电力线路运行的安全距离，需要以该点云区域为基础建立树障清理任务。

104、根据点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数。

本实施例中，最小作业区域指的是作业量最小的区域。为了尽可能将树障清理干净，同时为了简化树障清理机器人的处理流程，树障清理机器人按照矩形切面的形式进行树障清理，因此，在标注出的点云区域基础上，计算出最小作业区域。可以理解的是，最小作业区域的范围略大于点云区域。

具体的，可以通过计算与点云区域相切的所有切面的面积，基于切面面积最小的切面确定最小作业区域，此时，最小作业区域的范围则包括点云区域，以及点云区域与该切面构成的区域，这样可以尽可能减少树障清理的工作量，同时确保将具有危害线路安全风险的树障清理干净。

在确定最小作业区域后，基于最小作业区域计算树障清理机器人的矩形切面参数，其中，矩形切面参数包括切面的长和宽。

105、控制树障清理机器人依据作业参数清理最小作业区域的树障。

本实施例中，树障清理机器人依据矩形切面参数中的长和宽，确定移动的长度和宽度，并在最小作业区域中循环遍历所构成矩形切面进行树障清理。

本实施例中，响应接收到的用户指令，获取目标树木和目标树木周围的导线的点云数据；根据点云数据构建目标树木和导线的点云模型，并以导线为中心划分安全区域；在点云模型中，确定目标树木与安全区域重叠的点云区域；根据点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数；控制树障清理机器人依据作业参数清理最小作业区域的树障，解决了现有技术中采用人工作业清理树障存在的人身安全风险高、劳动强度大的问题，提高了树障清理的处理效率，使树障清理流程更加程序化、自动化。

请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种树障清理方法的步骤流程图，具体可以包括以下步骤：

201、响应接收到的用户指令，获取目标树木和目标树木周围的导线的点云数据。

在本实施例中，本步骤与前述步骤101一致，此处不再赘述。

202、根据点云数据构建目标树木和导线的点云模型。

在本实施例中，步骤202与前述步骤102一致，此处不再赘述。

203、确定与目标树木距离最近的目标导线。

在本实施例中，由于前述步骤201获取的是目标树木周围的导线，当存在多条导线时，需要确定一个导线中心，以此划分安全区域，因此，在本实施例中，通过确定与目标树木距离最近的导线为目标导线，以目标导线为中心划分安全区域。可以理解的是，通过比较各导线与目标树木的最短距离，从各个最短距离中确定最小值，则最小值所对应的导线为目标导线。

204、以目标导线的点云为中心，预设安全距离为半径构建圆柱体状的安全区域。

在本实施例中，在划分安全区域时，通过以目标导线的点云为中心，安全距离为半径R构建圆柱体状的安全区域，便于在点云模型中确定落入安全距离内的树木点云，降低了后续计算树障清理机器人作业参数步骤的难度，同时不影响树障清理的干净度要求。

需要说明的是，预设的安全距离为导线安全距离，其可以根据本领域架空线路运行规程等架空线路安全运行要求的资料文献中确定。而由于配电线路档距比较小，感知的范围也比较短，再加上环境感知模块扫描的点云精度以及拟合算法的精度，在构建三维的圆柱体状的安全区域时，导线弧垂的影响可以忽略不计。

205、在点云区域中确定切面面积最小的作业区域。

在本实施例中，可以基于切面面积最小的原则确定确定最小作业区域，以便在保证将点云区域的树障彻底清理的同时，尽可能减少树障清理机器人的工作量，进一步提高工作效率。

进一步地，步骤205还包括以下子步骤：

S21、计算与点云区域相切的所有切面的面积。

在本实施中，点云区域为目标树木点云与圆柱体状安全区域的重叠部分，以图6为例，点云区域为半径R对应的圆与目标树木图形中存在交集的部分，则以该点云区域中的规则的圆弧形边缘为相切点集合，根据相切点的集合任意选取切点作切面，因而形成的切面有若干个，之后，计算每一个切面的面积。在计算时，将切面在目标树木模型中形成的截面的截面面积作为切面面积。

可以理解的是，图6为二维的平面展示，作为一个示例说明。而在实际构建的三维点云模型中，可以通过确定与圆柱体的外表面重合的目标树木点云，以确定相切点集合，此时相切点集合是与圆柱体的外表面重合的目标树木点云，基于这些目标树木点云作与圆柱体外表面相切的切面，然后计算该切面在目标树木模型中所形成的截面的截面面积，将该截面面积作为切面面积。

S22、根据最小切面面积对应的切面确定最小作业区域。

在本实施例中，比较所有切面的面积，确定最小切面面积对应的切面，基于该切面确定最小作业区域，此时最小作业区域包括点云区域，和切面与点云区域构成的区域。以图6的二维平面举例说明，最小作业区域则是落入切线与圆心之间的目标树木点云区域。

206、计算切面面积最小的作业区域的切面角。

本实施例中，计算的是最小作业区域的切面角。根据前述步骤可以确定最小切面面积对应的切面，然后计算切面与水平面的夹角，该夹角则为最小作业区域的切面角。

207、根据切面角与矩形切面参数的映射关系确定切面角对应的矩形切面参数，以切面角和矩形切面参数作为树障清理机器人的作业参数。

在本实施例中，以步骤206中的切面角作为树障清理机器人的末端作业工具的切割角度，然后根据切面角与矩形切面参数之间的映射关系确定切面角对应的矩形切面参数。其中，矩形切面参数指的是树障清理机器人切割树障时的切割长度和宽度。

需要说明的是，切面角与矩形切面参数之间的关系受机械臂的臂展所影响，由于机械臂的空间活动范围为球形空间，在机械臂首端相同的初始点情况下，不同的末端角度，在球形空间形成的切面就会不同，对应形成的矩形切面参数的大小也不同，因而基于切面角可以确定矩形切面参数的大小。

在本实施例中，可以预先建立切面角与矩形切面参数的映射表，例如每间隔5°对应一个矩形切面参数，具体的间隔度数可以根据实际情况选取。在实际使用时，确定切面角度后，基于切面角度在映射表中查询对应矩形切面参数。

在本发明提供的另一优选实施例中，由于计算出的切面角是理论上的切面角，可能与实际的映射表中的切面角存在误差，因此，在建立映射表的同时，可设定查询误差允许值，当在映射表中查询不到所计算出的理论切面角完全对应的矩形切面参数时，优先推选出符合查询误差允许值的切面角，将此切面角关联的矩形切面参数作为本次理论切面角对应的矩形切面参数。

208、在最小作业区域中，根据矩形切面参数规划树障清理机器人的移动轨迹；移动轨迹的方向为从左往右，从下往上。

在本实施例中，基于切面参数可以确定树障清理机器人在长度和宽度上的移动距离，然后再根据从左往右、从下往上方向可确定树障清理机器人的移动轨迹，基于此，可以在最小作业区域中规划出树障清理机器人的移动轨迹。

209、控制树障清理机器人依据移动轨迹清理最小作业区域的树障。

通过前述101中获取到的绝缘与目标树木点云在同一坐标下的位置信息，调整树障清理机器人的位置，控制树障清理机器人遍历移动轨迹，完成树障清理。在清理时控制树障清理机器人由表往里进行切割，这样切割的原因是：一是机械臂伸的太深，会导致机械臂被树枝干涉无法工作。二是配网树障清理的工作特点，要防止树枝跌落引发线路放电或者相间短路，因此树枝不能一次切太长。

本实施例解决了现有技术中采用人工作业清理树障存在的人身安全风险高、劳动强度大的问题，通过规划树障清理机器人的移动轨迹，提高了树障清理的效率，使电力线路区域树障清理的流程更加程序化和自动化。

请参阅图3，图3为本发明实施例三提供的一种树障清理方法的步骤流程图，在包括上述本发明实施例二的步骤201至步骤208基础上，可以包括以下步骤：

301、计算最小作业区域的作业次数。

需要说明的是，由于受到锯子可砍厚度以及切割要求(参见前述步骤209)或者最小作业区域的范围比较大等等因素，可能存在一次遍历作业无法完成清理的情况，因此需要确定最小作业区域的作业次数。

作业次数计算的方法如下：

以目标导线点云为中心，构建与目标树木点云相切的最小外切圆，其中，最小外切圆的半径r为目标导线点云与目标树木点云之间的距离最小值，最小外切圆与前述圆柱体中的截面圆构成了同心圆，如图6所示，最小外切圆为内心圆，圆柱体的截面圆为最外层的圆。设定末端作业工具的可砍厚度为δ，则作业次数n＝(R-r)/δ。

302、根据作业次数依次确定作业面。

需要说明的是，在确定作业次数后，按照从表及里的方向确定的作业面的顺序。例如若计算作业次数n＝3，则表明将最小作业区域分为三个作业面，最外层的作业面为第一个作业面，中间的作业面为第二个作业面，最里层的作业面为第三个作业面。基于此，依次确定作业面的数量和顺序。

303、获取作业面的位置信息。

在进行实际的清理之前，需要获取作业面的位置信息。作业面的位置信息可以从前述步骤中的点云模型中获取。

304、根据位置信息调整树障清理机器人的切割起点。

获取作业面的位置信息后，从位置信息中确定树障清理机器人的切割起点的位置信息，在本实施例中，如图4所示，移动轨迹的方向为从左往右，从下往上，切割起点位于作业面的左下角处，因而从作业面的位置信息中可以确定切割起点的位置信息，然后获取树障清理机器人的位置信息(即前述步骤101中绝缘斗的位置信息)，基于树障清理机器人与切割起点的距离之差实时调整树障清理机器人的位置，使树障清理机器人的末端作业工具的位置与切割起点的位置重合，以便树障清理机器人按照移动轨迹清理树障。

305、将树障清理机器人的切割角度调整为切面角；

可以理解的是，树障清理机器人的末端作业工具在切割时会形成一个切面，将该切面与水平面所构成的角度调整为切面角。

本实施例中，通过将树障清理机器人的切割角度调整为切面角，以便树障清理机器人按照前述的矩形切面参数清理树障，从而达到按照作业次数层层切割最小作业区域的树障的效果。

306、控制树障清理机器人依据移动轨迹清理作业面的树障。

本实施例中基于移动轨迹，控制树障清理机器人从本次作业面的切割起点开始遍历整个作业面。可以理解的是，在控制树障机器人移动时，可以依据树障机器人的位置信息和作业面的位置信息实时调整树障机器人的位置，自动完成树障清理。

307、跳转执行根据作业次数依次确定作业面的步骤，直至将最小作业区域的树障清理完毕。

在本实施例中，重复执行步骤302-步骤306，直至作业次数归零，作业次数归零则表明最小作业区域树障清理完毕。

本实施例三在实施例二的基础上进一步提供了树障清理机器人在进行切割时的切割步骤，解决了现有技术中采用人工作业清理树障存在的人身安全风险高、劳动强度大的问题，同时使树障清理流程更加程序化和自动化，提高了树障清理的效率，能够将树障清理得更干净。

作为进一步地改进，在对城区树障清理时，由于有些城区存在对绿化树木的美观需求，因而本发明提供了另一优选实施例在满足树障清理需求的同时，提高清除树障后的树木的美观度。具体方法步骤如下：

在点云模型中，确定目标树木与安全区域重叠的点云区域之后包括：

基于点云区域和美观参数确定树障清理机器的作业参数。其中，美观参数指的是，将树木修剪成某一种形状的各维度参数，如树冠高度、树冠宽度、树冠的直径等等参数。

其中，可以预先获取园林规划的工作人员对林木形状设计的美观参数。

进一步地，若在前述步骤中获取的美观参数为空时，则可以通过查询城市的历史美观参数，以查询结果作为本次获取的美观参数。

可以理解的是，若园林规划的工作人员没有对林木形状设计提出新的美观参数，则可以沿用该城市历年的绿化设计所采用的美观参数，进一步减轻园林工作人员的工作量，以及减少进行绿化美观带来的设计成本。

需要说明的是，在本步骤中，预先构建城市历年的美观参数数据库，在查询时，根据预设的查询条件遍历美观参数数据库，得到相应的历史美观参数，以查询得到的历史美观参数作为本次获取的美观参数。

获取到美观参数之后，将得到的美观参数与对应林木形状进行关联，并将关联关系预先存储在数据库中。在实际使用时，通过比较点云区域与数据库中各形状的大小，确定与点云区域最接近的形状，并根据该形状与美观参数的关联关系，调用出相应的美观参数，然后进一步基于美观参数确定树障清理机器人的切面角以及矩形切面参数，使得对树木的清理兼顾最小作业量与美观的需要。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种树障清理装置的结构框图。

本发明实施例提供了一种树障清理装置，包括：

获取模块401，用于响应接收到的用户指令，获取目标树木和目标树木周围的导线的点云数据；

构建与划分模块402，用于根据点云数据构建目标树木和导线的点云模型，并以导线为中心划分安全区域；

第一确定模块403，用于在点云模型中，确定目标树木与安全区域重叠的点云区域；

第二确定模块404，用于根据点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数；

控制模块405，用于控制树障清理机器人依据作业参数清理最小作业区域的树障。

在本发明实施例中，第二确定模块404，包括：

第一确定子模块，用于在点云区域中确定切面面积最小的作业区域；

第一计算子模块，用于计算切面面积最小的作业区域的切面角；

第二确定子模块，用于根据切面角与矩形切面参数的映射关系确定切面角对应的矩形切面参数，以切面角和矩形切面参数作为树障清理机器人的作业参数。

在本发明实施例中，构建与划分模块408，包括：

第三确定子模块，用于确定与目标树木距离最近的目标导线；

构建子模块，用于以目标导线的点云为中心，预设安全距离为半径构建圆柱体状的安全区域；

在本发明实施例中，第一确定子模块，包括：

第一计算子单元，用于计算与点云区域相切的所有切面的面积；

第一确定子单元，用于根据最小切面面积对应的切面确定最小作业区域

规划子模块，用于根据矩形切面参数在作业面上规划树障清理机器人的移动轨迹。移动轨迹的方向为从左往右，从下往上。

在本发明实施例中，控制模块405，包括：

规划子模块，用于在最小作业区域中，根据矩形切面参数规划树障清理机器人的移动轨迹；移动轨迹的方向为从左往右，从下往上；

第一控制子模块，用于控制树障清理机器人依据移动轨迹清理最小作业区域的树障。

在本发明实施例中，还包括：

计算模块，用于计算最小作业区域的作业次数；

第三确定模块，用于根据作业次数依次确定作业面；

位置信息获取模块，用于获取作业面的位置信息；

第一调整模块，用于根据位置信息调整树障清理机器人的切割起点；

第二调整模块，将树障清理机器人的切割角度调整为切面角。

在本发明实施例中，第一控制子模块还用于控制树障清理机器人依据移动轨迹清理作业面的树障。

在本发明实施例中，还包括：

触发模块，用于触发第三确定模块，直至将最小作业区域的树障清理完毕。

本发明实施例还公开了一种树障清理系统，包括：绝缘斗臂车、安装在绝缘斗臂车上的树障清理机器人、安装在树障清理机器人中的环境感知模块和如上实施例的树障清理装置；

绝缘斗臂车，用于移动树障清理机器人至指定位置；

环境感知模块，用于扫描目标树木和目标树木周围的导线，生成对应的点云数据；

树障清理机器人，用于根据移动轨迹清理树障。

在本实施例中，环境感知模块为激光扫描设备，安装在树障清理机器人中，树障清理机器人安装在绝缘斗臂车的绝缘斗中，在工作时，通过控制绝缘斗的上升，使激光扫描设备扫描目标树木和目标导线，然后进行建模，然后生成包含目标导线和目标树木的点云模型，同时通过控制移动绝缘斗使树障机器人达到指定的位置。

本发明实施例还公开了一种电子设备，设备包括处理器以及存储器：

存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器用于根据程序代码中的指令执行本发明任一实施例的方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行本发明任一实施例的方法。

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。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例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，本发明实施例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。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(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终端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终端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终端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终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端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终端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。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种树障清理方法，其特征在于，所述方法包括：

响应接收到的用户指令，获取目标树木和所述目标树木周围的导线的点云数据；

根据所述点云数据构建所述目标树木和所述导线的点云模型，并以所述导线为中心划分安全区域；

在所述点云模型中，确定所述目标树木与所述安全区域重叠的点云区域；

根据所述点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数；

控制所述树障清理机器人依据所述作业参数清理所述最小作业区域的树障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数，包括：

在所述点云区域中确定切面面积最小的作业区域；

计算所述切面面积最小的作业区域的切面角；

根据所述切面角与矩形切面参数的映射关系确定所述切面角对应的矩形切面参数，以所述切面角和所述矩形切面参数作为所述树障清理机器人的作业参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述并以所述导线为中心划分安全区域，包括：

确定与所述目标树木距离最近的目标导线；

以所述目标导线的点云为中心，预设安全距离为半径构建圆柱体状的安全区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在点云区域中确定最小切面面积的作业区域，包括：

计算与所述点云区域相切的所有切面的面积；

根据最小切面面积对应的切面确定最小作业区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述树障清理机器人依据所述作业参数清理所述最小作业区域的树障，包括：

在所述最小作业区域中，根据所述矩形切面参数规划树障清理机器人的移动轨迹；所述移动轨迹的方向为从左往右，从下往上；

控制所述树障清理机器人依据所述移动轨迹清理所述最小作业区域的树障。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制所述树障清理机器人依据所述移动轨迹清理所述最小作业区域的树障之前，包括：

计算所述最小作业区域的作业次数；

根据所述作业次数依次确定作业面；

获取所述作业面的位置信息；

根据所述位置信息调整所述树障清理机器人的切割起点；

将所述树障清理机器人的切割角度调整为所述切面角。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制所述树障清理机器人依据所述移动轨迹清理所述最小作业区域的树障，包括：

控制所述树障清理机器人依据所述移动轨迹清理所述作业面的树障。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制树障清理机器人依据所述移动轨迹清理所述作业面的树障之后，包括：

跳转执行所述根据作业次数依次确定作业面的步骤，直至将最小作业区域的树障清理完毕。

9.一种树障清理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于响应接收到的用户指令，获取目标树木和所述目标树木周围的导线的点云数据；

构建与划分模块，用于根据所述点云数据构建所述目标树木和所述导线的点云模型，并以所述导线为中心划分安全区域；

第一确定模块，用于在所述点云模型中，确定所述目标树木与所述安全区域重叠的点云区域；

第二确定模块，用于根据所述点云区域确定最小作业区域和树障清理机器人的作业参数；

控制模块，用于控制所述树障清理机器人依据所述作业参数清理所述最小作业区域的树障。

10.一种树障清理系统，其特征在于，包括：绝缘斗臂车、安装在所述绝缘斗臂车上的树障清理机器人、安装在所述树障清理机器人中的环境感知模块和如权利要求9所述的树障清理装置；

所述绝缘斗臂车，用于移动所述树障清理机器人至指定位置；

所述环境感知模块，用于扫描所述目标树木和所述目标树木周围的导线，生成对应的点云数据；

所述树障清理机器人，用于根据移动轨迹清理树障。

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