一种路径规划的方法和设备与流程

本发明涉及自动化领域，特别涉及一种路径规划的方法和设备。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，对电能的需求越来越大。变电站的数量与规模也在不断发展，变电站巡检作业也越发重要。

目前，变电站巡检作业主要由人工完成，由电力作业人员通过肉眼或手持仪器直接对各种设备进行观测与核准。由于变电站内设备数量较大，巡检工作费时费力，工人巡检工作容易出现遗漏差错，一旦对设置的检测出现差错，就会存在运行风险，对供电安全造成威胁。另外，人工巡检作业存在一定的危险性，作业人员需要实时注意自身的安全。

近年来，出现了以机器人代替人工的方式在变电站进行巡检作业。机器人配有各种检测设备，可实现自动完成对变电站设备的巡检工作，不需要人工干预，大大降低了人工作业的风险、提高巡检效率。而基于自主导航的智能巡检技术为变电站自主巡检提供了重要的技术支持。由于变电站的环境复杂、待巡检的设备种类与数量众多。而目前的变电站巡检机器人的自主导航系统还不够完善，在巡检时若拓扑地图中出现检修区域，会造成机器人无法按照规划的路径到达位置点，降低了巡检的效率。

综上所述，变电站巡检机器人在巡检过程中存在检修区域时，检修区域附近道路的路径规划会出现问题，机器人无法按照规划的路径到达位置点。

技术实现要素：

本发明提供一种路径规划的方法和设备，用以解决现有技术中存在的变电站巡检机器人在巡检过程中存在检修区域时，检修区域附近道路的路径规划会出现问题，机器人无法按照规划的路径到达位置点的问题。

第一方面，本发明实施例提供的一种路径规划的方法包括：

若用于机器人巡检的拓扑地图中存在检修区域，删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路；

根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划。

上述方法，在用于机器人巡检的拓扑地图中存在检修区域时，根据检修区域对拓扑地图进行更新，删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路，依据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划，由于本发明更新的拓扑地图中不含位于检修区域中的道路，进行路径规划后使得机器人绕开了巡检区域，避免了机器人在巡检过程中遇到检修区域时无法按照规划的路径到达位置点的情况，提高了巡检的效率。

在一种可能的实现方式中，所述拓扑地图中的位置点包括用户设置的指定位置点；

该方法还包括：

删除用户设置的指定位置点中不在所述拓扑地图中的道路上的指定位置点。

上述方法，当所述拓扑地图中的位置点为用户设置的指定位置点时，由于用户指定具有随机性，所述指定位置点有可能不在拓扑地图中的道路上，这种情况下该指定位置点无效，通过删除用户设置的指定位置点中不在所述拓扑地图中的道路上的指定位置点，保证了机器人需要访问的位置点是有效的位置点。

在一种可能的实现方式中，通过下列方式判断用户设置的指定位置点是否在所述拓扑地图中的道路上：

针对任意一个指定位置点，判断所述指定位置点与所述拓扑地图中的所有道路的端点中的最短距离是否小于第一阈值；

若小于第一阈值，则确定所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路端点上；

若不小于第一阈值，则判断所述指定位置点到所述拓扑地图的所有道路中的最短距离是否小于第二阈值；

若小于第二阈值，则确定所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路上，并将所述指定位置点在所述拓扑地图的所有道路中与所述指定位置点距离最短的道路上的投影点作为所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路上的位置点；

若不小于第二阈值，则确定所述指定位置点不在所述拓扑地图中的道路上。

上述方法，当用户设置的指定位置点邻近拓扑地图上的某一道路时，这种情况下有时机器人还是可以访问该位置点的，可以认为用户设置的指定位置点在所述拓扑地图中的道路上，通过判断指定位置点与拓扑地图中的所有道路的端点的距离以及指定位置点与拓扑地图中的所有道路的距离与设定的阈值大小来确定所述指定位置点是否位于拓扑地图中的道路上，提高了指定位置点的有效性。

在一种可能的实现方式中，所述拓扑地图中的位置点包括预设的巡检点；

所述根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划，包括：

根据更新后的拓扑地图，通过全局路径规划算法对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

上述方法，如果机器人巡检的过程中只有一个预设的巡检点，此时不需要计算多个预设的巡检点之间的代价，只需要通过全局路径规划算法对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划，更加便捷可靠，路径规划更优。

在一种可能的实现方式中，所述拓扑地图中的位置点包括预设的巡检点；

所述根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划，还包括：

根据更新后的拓扑地图以及预设的巡检点的先后访问顺序，对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

上述方法，如果机器人巡检的过程中有多个预设的巡检点，通过确定预设的巡检点的先后访问的顺序，根据更新后的拓扑地图以及预设的巡检点的先后访问顺序，对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划，极大的缩短了耗时，提高了机器人巡检的效率，完善了电力巡检系统。

在一种可能的实现方式中，通过下列方式确定预设的巡检点的先后访问顺序：

通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价；

根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序。

上述方法，通过全局路径规划算法计算预设的巡检点之间的代价，并通过所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定预设的巡检点的先后访问顺序，这样有利于提高机器人巡检的效率，完善了电力巡检系统。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：

若所述预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，则通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价，并根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序；或

若所述预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，则删除所述预设的巡检点的先后访问顺序中位于检修区域中的巡检点，并重新调整所述预设的巡检点的先后访问顺序。

上述方法，在所述预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点时有两种方法，一种是通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价，并根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序，这种方法在每一次检修区域有更新时都需要重新计算预设的巡检点之间的代价，计算量大；另一种是直接删除所述预设的巡检点的先后访问顺序中位于检修区域中的巡检点，并重新调整所述预设的巡检点的先后访问顺序，这样做只需要计算一次预设的巡检点之间的代价，计算量小，这两种方法考虑到了巡检过程中可能存在检修区域的情况，此时位于检修区域中的预设的巡检点不需要再进行检测，通过调整预设的巡检点的先后访问顺序或重新计算预设的巡检点之间的代价后再确定预设的巡检点的先后访问顺序，对巡检点进行了排序，得到的路径规划的结果更优。

在一种可能的实现方式中，所述根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划，包括：

根据所述机器人起始位置对应的起始点以及更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划；

其中，所述机器人起始位置对应的起始点为距离所述机器人起始位置最近且小于第三阈值的道路端点或距离所述机器人起始位置最近的道路上所述机器人起始位置的投影点。

上述方法，在进行路径规划时，将机器人的起始位置在拓扑地图上进行处理，确定起始位置对应的起始点，考虑了起始点到达路径端点和道路端点到达位置点的距离，得到的路径规划结果更优。

第二方面，本发明实施例提供的一种路径规划的设备包括：至少一个处理单元及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有程序代码，当所述存储单元存储的一个或多个计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述设备执行下列过程：

若用于机器人巡检的拓扑地图中存在检修区域，删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路；

根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划。

在一种可能的实现方式中，所述拓扑地图中的位置点包括用户设置的指定位置点；

所述处理单元还用于：

删除用户设置的指定位置点中不在所述拓扑地图中的道路上的指定位置点。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：

通过下列方式判断用户设置的指定位置点是否在所述拓扑地图中的道路上：

针对任意一个指定位置点，判断所述指定位置点与所述拓扑地图中的所有道路的端点中的最短距离是否小于第一阈值；

若小于第一阈值，则确定所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路端点上；

若不小于第一阈值，则判断所述指定位置点到所述拓扑地图的所有道路中的最短距离是否小于第二阈值；

若小于第二阈值，则确定所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路上，并将所述指定位置点在所述拓扑地图的所有道路中与所述指定位置点距离最短的道路上的投影点作为所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路上的位置点；

若不小于第二阈值，则确定所述指定位置点不在所述拓扑地图中的道路上。

在一种可能的实现方式中，所述拓扑地图中的位置点包括预设的巡检点；

所述处理单元具体用于：

根据更新后的拓扑地图，通过全局路径规划算法对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

在一种可能的实现方式中，所述拓扑地图中的位置点包括预设的巡检点；

所述处理单元还用于：

根据更新后的拓扑地图以及预设的巡检点的先后访问顺序，对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于通过下列方式确定预设的巡检点的先后访问顺序：

通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价；

根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：

若所述预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，则通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价，并根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序；或

若所述预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，则删除所述预设的巡检点的先后访问顺序中位于检修区域中的巡检点，并重新调整所述预设的巡检点的先后访问顺序。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于：

根据所述机器人起始位置对应的起始点以及更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划；

其中，所述机器人起始位置对应的起始点为距离所述机器人起始位置最近且小于第三阈值的道路端点或距离所述机器人起始位置最近的道路上所述机器人起始位置的投影点。

第三方面，本发明实施例还提供一种路径规划的设备，该设备包括：处理模块和规划模块，该设备具有实现上述第一方面的各实施例的功能。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理单元执行时实现第一方面所述方法的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种路径规划的方法的示意图；

图2a为本发明实施例提供的第一种检修区域的示意图；

图2b为本发明实施例提供的第二种检修区域的示意图；

图2c为本发明实施例提供的第三种检修区域的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种矩形检修区域与道路交点示意图；

图4为本发明实施例提供的一种用户设置的指定位置点示意图；

图5为本发明实施例提供的一种用户设置的指定位置点投影点示意图；

图6a为本发明实施例提供的一种在路径规划中两个预设的巡检点之间的最短行走路线示意图；

图6b为本发明实施例提供的另一种在路径规划中两个预设的巡检点之间的最短行走路线示意图；

图6c为本发明实施例提供的一种对预设的巡检点路径规划示意图；

图6d为本发明实施例提供的另一种对预设的巡检点路径规划示意图；

图7为本发明实施例提供的一种机器人起始位置处理示意图；

图8a为本发明实施例提供的一种机器人运动状态为前进状态示意图；

图8b为本发明实施例提供的一种机器人运动状态为倒退状态示意图；

图8c为本发明实施例提供的一种机器人运动状态为维持状态示意图；

图9为本发明实施例提供的一种路径规划的设备的示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种路径规划的设备的示意图；

图11为本发明实施例提供的一种基于电力巡检环境的移动机器人指定位置点路径规划的完整流程图；

图12为本发明实施例提供的一种基于电力巡检环境的移动机器人多个巡检点路径规划的完整流程图；

图13为本发明实施例提供的另一种基于电力巡检环境的移动机器人多个巡检点路径规划的完整流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。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。

下面对文中出现的一些词语进行解释：

1、本发明实施例中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

2、本发明实施例中术语“路径规划”指对于给定的环境，如栅格地图，拓扑地图，使用算法计算出从起始点到达终点的一段路径。

3、本发明实施例中术语“预设的巡检点之间的代价”指在路径规划中两个预设的巡检点之间的最短行走路线的距离。

本发明实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。其中，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

对变电站电气设备进行定期巡视是一项重要工作。目前国内大多数变电站采用人工方式对设备进行巡视，但受到巡视人员对设备的熟悉程度、业务水平、工作经验、态度、责任心和精神状态等诸多因素的制约。因此很有必要研究在一定程度上代替工作人员的巡检机器人。通过对变电站巡检机器人的体系结构和应用技术进行研究，给出了实现变电站巡检机器人的实现方案。

目前的变电站作业机器人路径规划及导航定位方法在拓扑地图中出现检修区域时并未对拓扑地图进行更新。

因此本发明实施例提供对机器人自主导航时的路径规划方法进行了改进，若用于机器人巡检的拓扑地图中存在检修区域，删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路，根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划，由于本发明更新的拓扑地图中不含位于检修区域中的道路，进行路径规划后使得机器人绕开了巡检区域，避免了机器人在巡检过程中遇到检修区域时无法按照规划的路径到达位置点的情况，提高了巡检的效率。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

针对上述场景，下面结合说明书附图对本发明实施例做进一步详细描述。

如图1所示，本发明实施例的一种路径规划的方法，具体包括以下步骤：

步骤100：若用于机器人巡检的拓扑地图中存在检修区域，删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路；

步骤101：根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划。

通过上述方案，在用于机器人巡检的拓扑地图中存在检修区域时，根据检修区域对拓扑地图进行更新，删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路，依据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划，由于本发明更新的拓扑地图中不含位于检修区域中的道路，进行路径规划后使得机器人绕开了巡检区域，避免了机器人在巡检过程中遇到检修区域时无法按照规划的路径到达位置点的情况，提高了巡检的效率。

在本发明实施例中，针对室外电力巡检环境，在每一次机器人进行电力巡检之前都需要在现有的二维栅格地图上构建拓扑地图。

可选的，通过slam(simultaneouslocalizationandmapping，同步定位与建图)算法得到电力巡检环境下的二维栅格地图。在该地图上，通过人为设置的方法，将机器人途经的需要转向的点标记为道路端点，并记录相邻道路端点之间的连接属性信息，通过读取记录的道路端点信息，将道路端点信息转换到地图的数据结构中，完成拓扑地图的构建。

为了及时发现变电站设备的隐患，及时采取防范措施，防止变电站设备进一步劣化及变电站设备事故的发生，需要对变电站的设备进行检查维修，对变电站设备的结构、性能进一步掌握、理解，保障变电站设备的稳定运行。在对设备进行检查维修时该设备所在区域即检修区域。

其中，检修区域的形状由检修区域的环境决定，包括但不限于下列的部分或全部：

矩形、椭圆形、圆形。

例如，图2a所示的拓扑地图中有一个检修区域，形状为矩形，图2b所示的拓扑地图中有一个检修区域，形状为圆形，图2c所示的拓扑地图中有两个检修区域，其中检修区域1为椭圆形，检修区域2为矩形。

若用于机器人巡检的拓扑地图中存在检修区域，删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路，在删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路时，首先确定拓扑地图中的道路与检修区域是否有交点，如果有交点，计算该交点坐标，去除原道路端点之间的连通性，增加交点与检修区域外道路端点的连通性。

如图3所示，对于矩形检修区域处理方式具体分为以下三种情况：

情况一：道路与检修区域无交点。

由图3可知，道路1与矩形检修区域没有交点，该情况不对道路1的端点r2及r3做任何处理，此时的两个道路端点r2及r3相当于从原拓扑图中独立出来，不影响路径规划算法。

情况二：道路与检修区域一个交点。

由图3可知，道路2与矩形检修区域有一个交点a2，该情况删除道路2的端点r4及r5之间的连通性，其中位于检修区域外的道路端点为r5，增加a2和r5之间的连通性，即删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路r4-a2。

情况三：道路与检修区域两个交点。

由图3可知，道路3与矩形检修区域有两个交点a0及a1，该情况删除道路3的端点r0及r1之间的连通性，其中位于检修区域外的道路端点为r0及r1，增加a0和r0之间的连通性以及a1和r1之间的连通性，即删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路a0-a1。

需要说明的是，本发明实施例中所列举的矩形检修区域处理方式都是举例说明，任何一种矩形检修区域处理方式都适用于本发明。

在本发明实施例中，机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点包括但不限行于：用户设置的指定位置点和/或预设的巡检点。

其中，用户设置的指定位置点具有随机性，由用户直接在拓扑地图中随意指定，不一定位于拓扑地图中的道路上；预设的巡检点即需要巡检的设备所在位置处，位于拓扑地图的道路上。

在本发明实施例中，若所述拓扑地图中的位置点为用户设置的指定位置点，由于用户设置的指定位置点具有随机性，有些位置点不在拓扑地图的道路上，这样会超出拓扑地图的范围，会导致机器人无法到达目标的无效行为，因此，本发明实施例对不在拓扑地图道路上的位置点进行了删除，保证了位置点的有效性，即删除机器人不可以到达的位置点后保证了用户设置的指定位置点是机器人可以到达的。

当用户设置的指定位置点邻近拓扑地图上的某一道路时，有时机器人还是可以访问该位置点的，可以认为用户设置的指定位置点在所述拓扑地图中的道路上。如图4所示，图中黑色圆点为用户指定的一个位置点，该指定位置点邻近道路r0-r1，可以通过判断确定该指定位置点是否在道路r0-r1上。

在本发明实施例中，对于指定位置点邻近拓扑地图中的道路时，可以通过下列方式判断用户设置的指定位置点是否在所述拓扑地图中的道路上：

针对任意一个指定位置点，判断所述指定位置点与所述拓扑地图中的所有道路的端点中的最短距离是否小于第一阈值；

若小于第一阈值，则确定所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路端点上；

若不小于第一阈值，则判断所述指定位置点到所述拓扑地图的所有道路中的最短距离是否小于第二阈值；

若小于第二阈值，则确定所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路上，并将所述指定位置点在所述拓扑地图的所有道路中与所述指定位置点距离最短的道路上的投影点作为所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路上的位置点；

若不小于第二阈值，则确定所述指定位置点不在所述拓扑地图中的道路上。

假设第一阈值为100mm，第二阈值为500mm，如图5所示，图中黑色圆点为指定位置点，ra及rb为道路的端点，其中da为指定位置点与道路端点ra的距离，db为指定位置点与道路端点rb的距离，dp为指定位置点到拓扑地图中的所有道路的最短距离，其中da为90mm，db为150mm，dp为50mm，其中da为指定位置点与拓扑地图中的所有道路的端点中的最短距离，由于90mm小于100mm，所以可以确定该指定位置点在拓扑地图中的道路上ra-rb上，其中道路ra-rb为指定位置点dp在拓扑地图的所有道路中与dp距离最短的道路，dp在ra-rb上的投影点r即所述指定位置点dp在拓扑地图中的道路上的位置点。

在本发明实施例中，若所述拓扑地图中的位置点包括预设的巡检点，其中所述预设的巡检点位于拓扑地图中的道路上，不需要再进行判断。

若所述预设的巡检点为一个，即在进行指定的巡检点导航任务时，只需要通过全局路径规划算法对机器人需要访问的所述拓扑地图中的指定的巡检点进行路径规划，更加便捷可靠，路径规划更优。

若所述预设的巡检点为多个，即在进行多个预设的巡检点导航任务时，需要根据更新后的拓扑地图以及预设的巡检点的先后访问顺序，对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

可选的，通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价；根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序。

下面对计算两个预设的巡检点之间的代价进行举例说明：

如图6a所示，图中的道路端点有r0、r1、r2，预设的巡检点有p0、p1，其中p0位于道路r0-r1上，p1位于道路r0-r2上，在对机器人进行路径规划时，若起点为预设的巡检点p0，终点为预设的巡检点p1，通过全局路径规划的方法确定机器人从p0到p1的最短行走路线为图中粗实线，其中l1为p0与r0之间的距离，l2为p1与r0之间的距离，则预设的巡检点p0和p1之间的代价为图中最短行走路线的距离，即l1与l2的和。

如图6b所示，图中的道路端点有r0、r1、r2、r3、r4、r5，预设的巡检点有p0、p1、p2、p3、p4，其中p0及p4位于道路r0-r1上；p1位于道路r0-r1与道路r2-r3的交点，p2位于道路r4-r5与道路r2-r3的交点，p3位于道路r4-r5上。在对机器人进行路径规划时，若起点为预设的巡检点p0，终点为预设的巡检点p3，通过全局路径规划的方法确定机器人从p0到p3的最短行走路线为图中粗实线，其中l1为p0与p1之间的距离，l2为p1与p2之间的距离，l3为p2与p3之间的距离，则预设的巡检点p0和p3之间的代价为图中最短行走路线的距离，即l1、l2与l3的和，并且由图可知p0与p1之间的代价为l1，p1与p2之间的代价为l2，p2与p3之间的代价为l3。

需要说明的是，本发明实施例中所列举的计算两个预设的巡检点之间的代价的方式只是举例说明，任何一种计算两个预设的巡检点之间的代价的方式都适用于本发明实施例。

在本发明实施例中，若所述预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，此时需要重新确定预设的巡检点的先后访问顺序，其中，重新确定预设的巡检点的先后访问顺序的方式有很多种，下面列举几种：

方式一、通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价，并根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序。

例如，预设的巡检点有p0、p1、p2、p3、p4，通过全局路径规划算法计算得到p0、p1、p2、p3、p4之间的代价后根据p0、p1、p2、p3、p4之间的代价与p0、p1、p2、p3、p4的位置确定这5个预设的巡检点的先后访问顺序为：p1、p3、p2、p0、p4，在拓扑地图中出现检修区域之后，对拓扑地图进行更新，此时p1位于更新后的拓扑地图的检修区域，这种情况下p1不需要在进行巡检，此时可以通过全局路径规划算法重新计算p0、p2、p3、p4之间的代价，再根据p0、p2、p3、p4之间的代价与p0、p2、p3、p4的位置确定这4个预设的巡检点的先后访问顺序。

方式二、删除所述预设的巡检点的先后访问顺序中位于检修区域中的巡检点，并重新调整所述预设的巡检点的先后访问顺序。

例如，预设的巡检点有p0、p1、p2、p3、p4，通过全局路径规划算法计算得到p0、p1、p2、p3、p4之间的代价后根据p0、p1、p2、p3、p4之间的代价与p0、p1、p2、p3、p4的位置确定这5个预设的巡检点的先后访问顺序为：p0、p2、p4、p3、p1，在拓扑地图中出现检修区域之后，对拓扑地图进行更新，此时p2位于更新后的拓扑地图的检修区域，这种情况下p2不需要在进行巡检，此时不需要重新计算p0、p1、p3、p4之间的代价，而是直接删除原来得到的5个预设的巡检点的先后访问顺序中的p2，重新调整预设的巡检点的先后访问顺序，重新调整后的4个预设的巡检点的先后访问顺序为：p0、p4、p3、p1，这种方法计算量小，有利于提高路径规划的效率。

需要说明的是，本发明实施例中所列举的在预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点时重新确定预设的巡检点的先后访问顺序的方式只是举例说明，任何一种在预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点时重新确定预设的巡检点的先后访问顺序的方式都适用于本发明实施例。

由于电力巡检背景下，预设的巡检点的数量较多，假设预设的巡检点的数量为np，ta*为astar算法执行一次的时间，那么计算预设的巡检点之间的代价的耗时为：

tcost＝np²*ta*

可选的，当预设的巡检点的数量较多时，计算预设的巡检点之间的代价会耗费很多时间，在本发明实施例中，采用仅计算一次预设的巡检点之间的代价和直接调整机器人需要访问的预设的巡检点的先后顺序的方法减少了耗时。

在本发明实施例中，根据预设的巡检点之间的代价与预设的巡检点在拓扑地图中的位置确定预设的巡检点的先后访问顺序。

可选的，根据预设的巡检点之间的代价与预设的巡检点在拓扑地图中的位置确定预设的巡检点的先后访问顺序时可以采用tsp(travelingsalesmanproblem，旅行商问题)中的多必经点最短路径算法，通过输入预设的巡检点之间的代价和预设的巡检点的位置进行求解，确定预设的巡检点的先后访问顺序，得到经过优化的预设的巡检点序列。

其中，多必经点最短路径算法包括但不限于以下几种：

分支裁剪法，模拟退火算法、遗传算法、lkh(lin-kernighan，局部启发搜索算法)。

如图6c所示，图中的道路端点有r0、r1、r2、r3、r4，预设的巡检点有p0、p1、p2、p3、p4、p5，其中的黑色原点为机器人的起始位置，通过分支裁剪法确定预设的巡检点的先后访问顺序为p0、p1、p2、p3、p4、p5。

在本发明实施例中，确定预设的巡检点的先后访问顺序之后，根据拓扑地图和预设的巡检点的先后访问顺序进行路径规划。

可选的，路径规划算法包括但不限于：

astart算法，dijkstra算法。

在采用astar算法进行路径规划时，由于本发明实施例中考虑了拓扑地图的双向连通性以及可选的g(gravitationalacceleration，重力加速度)值判定，对选择路径的优化程度不高的场景可以提升算法的运行速度。

需要说明的是，本发实施例中所列举的路径规划时的算法都是举例说明，任何一种路径规划的算法都适用于本发明。

可选的，如果电力巡检环境中存在检修区域时，检修区域的设置会破坏初始化过程中计算得到的预设的巡检点之间的代价，需要对拓扑地图进行调整，之后重新更新预设的巡检点之间的代价，但是相当耗时，因此在存在检修区域时，本发明实施例直接删除位于所述检修区域中的预设的巡检点。

如图6d所示，可知，预设的巡检点p2位于检修区域内，这中情况下p2位置点的设备不再需要进行检修，需要对预设的巡检点的先后顺序进行二次调整，删除位于检修区域内的预设的巡检点p2，经过调整的预设的巡检点的先后访问顺序为p0、p1、p3、p4、p5。

需要说明的是，本发明实施例中所列举的调整预设的巡检点的先后访问顺序的方法只是举例说明，任何一种调整预设的巡检点的先后访问顺序的方法都适用于本发明。

在本发明实施例中，根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划时，若机器人的起始位置不在拓扑地图的道路上，路径规划的结果较复杂，导航效率较低。

可选的，根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划时，可以根据机器人起始位置对应的起始点来进行路径规划。

其中，所述机器人起始位置对应的起始点为距离所述机器人起始位置最近且小于第三阈值的道路端点或距离所述机器人起始位置最近的道路上所述机器人起始位置的投影点。

针对起始点，若起始点到达拓扑地图上的所有道路端点的最短距离小于第三阈值，则认为起始点在拓扑地图中的道路上的道路端点，否则将该起始点向拓扑地图上的道路进行投影，将投影点作为机器人的起始点，机器人将先到达投影点。

假设第三阈值为100mm，如图7所示，其中有三条道路分别为r0-r1、r0-r2、r1-r2，道路的端点为r0、r1、r2，机器人起始位置至三个道路端点的距离如图细实线，分别为200mm、300mm、310mm，都大于第三阈值100mm，机器人起始位置至三条道路的距离如图虚线，分别为50mm、150mm、140mm，其中可知机器人距离道路r0-r1最近，因此可以认为机器人起始位置对应的起始点位于道路r0-r1上的投影点rs处。

若机器人起始位置至三个道路端点的距离分别为80mm、120mm、130mm，其中机器人起始位置至道路端点r0的距离小于第三阈值100mm，此时可以认为机器人的起始位置对应的起始点位于道路r0-r1上的道路端点r0处。

需要说明的是，本发明实施例中所列举的确定机器人起始位置对应的起始点的方法只是举例说明，任何一种确定机器人起始位置对应的起始点的方法都适用于本发明。

若机器人起始位置对应的起始点为距离所述机器人起始位置最近的道路上所述机器人起始位置的投影点，则需要对拓扑地图进行更新。

如图7所示，假设该起始点的投影点位于道路端点r0和r1的所在道路上，则在拓扑地图中删除r0和r1之间的连通性，增加rs和r0以及rs和r1之间的连通性，更新拓扑地图。针对更新之后的拓扑地图，机器人在拓扑地图上的起始点即为端点rs，本发明实施例中通过更新地图的方式考虑了起始点到达位置点过程中，起始点到达道路端点和道路端点到达位置的距离，通过实时更新拓扑地图中道路端点之间的关系，从而得到更精确的路径，使得到的路径更优。

可选的，在路径规划之后可以对一些表示机器人运动状态的信息进行路径后处理，其中表示机器人运动状态的信息有很多种，下面列举几种：

信息1、机器人位置pose。

机器人位置pose可以用{x,y,theta}表示，其中x,y表示机器人在拓扑地图中的位置，theta表示机器人到达下一个位置点的朝向。

信息2、机器人在位置点的属性。

机器人在(x,y)处的位置点可以有很多种属性，该属性包括但不限于下列几种情况：

预设的巡检点，道路端点，充电点，预充电点以及检修点。

信息3、机器人前往下一个位置点的运动状态heading。

机器人前往下一个位置点的运动状态heading可分三种，分别取值正常状态，倒退状态和维持状态。其中倒退状态表示机器人以倒退状态前进，而维持状态表示在算法无法计算机器人状态的时候机器人维持之前的运动状态。

机器人前往下一个位置点的运动状态为正常状态时如图8a所示，其中，箭头表示机器人的前进方向，黑色三角形表示机器人自身的朝向，机器人的前进方向与机器人自身的朝向相同，此时heading表示前进状态。

机器人前往下一个位置点的运动状态为倒退状态时如图8b所示，其中，箭头表示机器人的前进方向，黑色三角形表示机器人自身的朝向，机器人的前进方向与机器人自身的朝向相反，此时heading表示倒退状态。

机器人前往下一个位置点的运动状态为维持状态时如图8c所示，其中，箭头表示机器人的前进方向，黑色三角形表示机器人自身的朝向，由图可知机器人自身的朝向不能确定，此时表示算法无法计算机器人状态，这种情况下机器人维持之前的运动状态，此时heading表示维持状态。

可选的，设置heading状态考虑到机器人定位精度问题，可以在设置预设的巡检点过程中保证一条道路上的预设的巡检点的朝向的一致性，当出现机器人到达预设的巡检点的时候朝向与预设的巡检点自身朝向不一致的时候，机器人出现原地转向的情况，会导致机器人的定位精度降低，无法满足预设的巡检点定位需求，因为通过heading状态来避免该情况的发生。

需要说明的是，本发明实施例中所列举的表示机器人运动状态的信息只是举例说明，任何一种表示机器人运动状态的信息都适用于本发明。

基于相同的发明构思，本发明实施例中还提供了一种路径规划的设备，如图9所示，该设备包括：至少一个处理单元900及至少一个存储单元901，其中，所述存储单元901存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理单元900执行时，使得所述处理单元900执行下列过程：

若用于机器人巡检的拓扑地图中存在检修区域，删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路；

根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划。

可选的，所述拓扑地图中的位置点包括用户设置的指定位置点；

所述处理单元900还用于：

删除用户设置的指定位置点中不在所述拓扑地图中的道路上的指定位置点。

可选的，所述处理单元900还用于：

通过下列方式判断用户设置的指定位置点是否在所述拓扑地图中的道路上：

针对任意一个指定位置点，判断所述指定位置点与所述拓扑地图中的所有道路的端点中的最短距离是否小于第一阈值；

若小于第一阈值，则确定所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路端点上；

若不小于第一阈值，则判断所述指定位置点到所述拓扑地图的所有道路中的最短距离是否小于第二阈值；

若小于第二阈值，则确定所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路上，并将所述指定位置点在所述拓扑地图的所有道路中与所述指定位置点距离最短的道路上的投影点作为所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路上的位置点；

若不小于第二阈值，则确定所述指定位置点不在所述拓扑地图中的道路上。

可选的，所述拓扑地图中的位置点包括预设的巡检点；

所述处理单元900具体用于：

根据更新后的拓扑地图，通过全局路径规划算法对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

可选的，所述拓扑地图中的位置点包括预设的巡检点；

所述处理单元900还用于：

根据更新后的拓扑地图以及预设的巡检点的先后访问顺序，对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

可选的，所述处理单元900用于通过下列方式确定预设的巡检点的先后访问顺序：

通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价；

根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序。

可选的，所述处理单元900还用于：

若所述预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，则通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价，并根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序；或

若所述预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，则删除所述预设的巡检点的先后访问顺序中位于检修区域中的巡检点，并重新调整所述预设的巡检点的先后访问顺序。

可选的，所述处理单元900具体用于：

根据所述机器人起始位置对应的起始点以及更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划；

其中，所述机器人起始位置对应的起始点为距离所述机器人起始位置最近且小于第三阈值的道路端点或距离所述机器人起始位置最近的道路上所述机器人起始位置的投影点。

基于相同的构思，本发明实施例还提供另一种路径规划的设备，如图10所示，所述设备包括：

处理模块1000，用于若用于机器人巡检的拓扑地图中存在检修区域，删除拓扑地图中位于所述检修区域中的道路；

规划模块1001，用于根据更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划。

可选的，所述拓扑地图中的位置点包括用户设置的指定位置点；

所述处理模块1000还用于：

删除用户设置的指定位置点中不在所述拓扑地图中的道路上的指定位置点。

可选的，所述处理模块1000还用于：

通过下列方式判断用户设置的指定位置点是否在所述拓扑地图中的道路上：

针对任意一个指定位置点，判断所述指定位置点与所述拓扑地图中的所有道路的端点中的最短距离是否小于第一阈值；

若小于第一阈值，则确定所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路端点上；

若不小于第一阈值，则判断所述指定位置点到所述拓扑地图的所有道路中的最短距离是否小于第二阈值；

若小于第二阈值，则确定所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路上，并将所述指定位置点在所述拓扑地图的所有道路中与所述指定位置点距离最短的道路上的投影点作为所述指定位置点在所述拓扑地图中的道路上的位置点；

若不小于第二阈值，则确定所述指定位置点不在所述拓扑地图中的道路上。

可选的，所述拓扑地图中的位置点包括预设的巡检点；

所述规划模块1001具体用于：

根据更新后的拓扑地图，通过全局路径规划算法对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

可选的，所述拓扑地图中的位置点包括预设的巡检点；

所述规划模块1001还用于：

根据更新后的拓扑地图以及预设的巡检点的先后访问顺序，对机器人需要访问的所述拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

可选的，所述规划模块1001用于通过下列方式确定预设的巡检点的先后访问顺序：

通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价；

根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序。

可选的，所述规划模块1001还用于：

若所述预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，则通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价，并根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序；或

若所述预设的巡检点的先后访问顺序中有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，则删除所述预设的巡检点的先后访问顺序中位于检修区域中的巡检点，并重新调整所述预设的巡检点的先后访问顺序。

可选的，所述规划模块1001具体用于：

根据所述机器人起始位置对应的起始点以及更新后的拓扑地图对机器人需要访问的所述拓扑地图中的位置点进行路径规划；

其中，所述机器人起始位置对应的起始点为距离所述机器人起始位置最近且小于第三阈值的道路端点或距离所述机器人起始位置最近的道路上所述机器人起始位置的投影点。

如图11所示，本发明实施例提供的一种基于电力巡检环境的移动机器人指定位置点路径规划的方法，具体包括以下步骤：

步骤1100：在二维栅格地图上构建拓扑地图；

步骤1101：获取用户设置的指定位置点；

步骤1102：判断所述指定位置点是否位于所述拓扑地图的道路上，如果是则执行步骤1103，否则执行步骤1104；

步骤1103：删除用户设置的指定位置点中不在所述拓扑地图中的道路上的指定位置点；

步骤1104：判断所述拓扑地图中是否存在检修区域，如果是，则执行步骤1105，否则，执行步骤1106；

步骤1105：根据检修区域对拓扑地图进行更新；

步骤1106：根据拓扑地图，对机器人需要访问的拓扑地图中用户设置的指定位置点进行路径规划。

如图12所示，本发明实施例提供的一种基于电力巡检环境的移动机器人多个巡检点路径规划的方法，具体包括以下步骤：

步骤1200：在二维栅格地图上构建拓扑地图；

步骤1201：通过全局路径规划算法计算预设的巡检点之间的代价；

步骤1202：根据预设的巡检点之间的代价与预设的巡检点的位置确定预设的巡检点的先后访问顺序；

步骤1203：判断拓扑地图中是否存在检修区域，如果是，则执行步骤1204，否则，执行步骤1207；

步骤1204：删除拓扑地图中位于检修区域中的道路，根据检修区域对拓扑地图进行更新；

步骤1205：判断预设的巡检点的先后访问顺序中是否有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，如果有，执行步骤1206，否则，执行步骤1207；

步骤1206：删除预设的巡检点的先后访问顺序中位于检修区域中的巡检点，并重新调整预设的巡检点的先后访问顺序；

步骤1207：根据拓扑地图以及预设的巡检点的先后访问顺序，对机器人需要访问的拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

如图13所示，本发明实施例提供的另一种基于电力巡检环境的移动机器人多个巡检点路径规划的方法，具体包括以下步骤：

步骤1300：在二维栅格地图上构建拓扑地图；

步骤1301：通过全局路径规划算法计算预设的巡检点之间的代价；

步骤1302：根据预设的巡检点之间的代价与预设的巡检点的位置确定预设的巡检点的先后访问顺序；

步骤1303：判断拓扑地图中是否存在检修区域，如果是，则执行步骤1304，否则，执行步骤1307；

步骤1304：除拓扑地图中位于检修区域中的道路，根据检修区域对拓扑地图进行更新；

步骤1305：判断预设的巡检点的先后访问顺序中是否有位于更新后的拓扑地图的检修区域中的巡检点，如果有，执行步骤1306，否则，执行步骤1307；

步骤1306：删除预设的巡检点中位于检修区域中的巡检点后通过全局路径规划算法计算得到预设的巡检点之间的代价，并根据所述预设的巡检点之间的代价与所述预设的巡检点的位置确定所述预设的巡检点的先后访问顺序；

步骤1307：根据拓扑地图以及预设的巡检点的先后访问顺序，对机器人需要访问的拓扑地图中的预设的巡检点进行路径规划。

本发明实施例还提供一种计算机可读非易失性存储介质，包括程序代码，当所述程序代码在计算终端上运行时，所述程序代码用于使所述计算终端执行上述本发明实施例进行路径规划的方法的步骤。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。