一种用于输电线路检测的机器人控制方法及系统与流程

本发明涉及输电线路检测，特别地涉及一种用于输电线路检测的机器人控制方法及系统。

背景技术：

1、输电线路的覆盖范围广，布设点的自然环境复杂多样，对于处于野外的输电线路，通过机器人进行检测时有可能面临信号中断的问题。为了降低信号中断带来的影响，一般通过内置存储模块对采集到的数据进行存储，但是在离线的情况下存储模块中的数据无法实时进行远程传输，导致数据无法及时清除，存储空间的容量不足将影响机器人对输电线路的检测效率。

技术实现思路

1、针对上述问题，本技术提供一种用于输电线路检测的机器人控制方法及系统，通过优化机器人的控制方案，提升机器人在离线模式下对存储空间的利用率，提升机器人在离线模式下对输电线路的检测效率。

2、作为本技术的一个方面，提供一种用于输电线路检测的机器人控制方法，包括：

3、识别机器人搭载的激光雷达的环境检测结果，基于机器人的运行方向确定参考坐标轴，在检测到机器人到达目标区域后，获取目标区域内的目标检测数据，提取出多个待检测目标的位置信息；

4、构建目标位点集合q，q=q1，q2，…，qn，其中，对于第i个待检测目标qi，有qi=（ci1，ci2），ci1、ci2分别为待检测目标qi的第一坐标和第二坐标；

5、从每个待检测目标的第一坐标和第二坐标中筛选出参考坐标，基于预设标准距离确定目标位点集合q中每个待检测目标的初始参考范围；

6、获取机器人搭载的光学摄像仪的视场角参数，基于视场角参数和预设标准距离确定参考距离，包括以视场角参数构建参考角，将参考角的两条边上与参考角的起始点的距离为预设标准距离的两个点的距离的二分之一记为参考距离；

7、基于参考坐标和参考距离对多个待检测目标进行聚类，确定至少一个聚类中心；

8、基于至少一个聚类中心对多个待检测目标进行分类，得到以每个聚类中心为核心的至少一个聚类集合；

9、对于任一聚类集合，将聚类集合中每个待检测目标的初始参考范围投射到参考坐标轴中，确定聚类集合的拍摄参考范围；

10、确定每个聚类集合的拍摄参考范围，基于每个聚类集合的拍摄参考范围生成视觉采集方案，基于视觉采集方案控制机器人进行视觉检测数据采集。

11、进一步地，基于预设标准距离确定目标位点集合q中每个待检测目标的初始参考范围，包括：

12、对于任一待检测目标，将待检测目标的第一坐标和第二坐标中距离参考坐标轴最近的坐标记为参考坐标，确定参考坐标轴上与参考坐标的距离不大于预设标准距离的所有位点，得到待检测目标的初始参考范围。

13、进一步地，基于参考坐标和参考距离对多个待检测目标进行聚类，包括：

14、将参考坐标轴和多个参考坐标投射到三维坐标系中，以参考距离作为滑动球体的半径，以参考坐标轴作为滑动球体的移动路径，基于滑动球体遍历所有的参考坐标，确定滑动球体在参考坐标轴上任意位置所包含的参考坐标的数量，构建得到参考坐标的数量随坐标变化的参考曲线，以参考曲线的每个波峰在参考坐标轴上的位点作为聚类起始点对多个参考坐标进行聚类，将对多个参考坐标的聚类结果作为对多个待检测目标的聚类结果，确定聚类结果中的至少一个聚类中心。

15、进一步地，将聚类集合中每个待检测目标的初始参考范围投射到参考坐标轴中，确定聚类集合的拍摄参考范围，包括：

16、遍历参考坐标轴，确定参考坐标轴上是否存在第一目标参考范围，使得在第一目标参考范围内所包含的初始参考范围的数量等于聚类集合中所包含的待检测目标的数量；

17、若是则将第一目标参考范围作为聚类集合的拍摄参考范围；

18、否则，确定第二目标参考范围，将第二目标参考范围作为聚类集合的拍摄参考范围；

19、其中，采用如下步骤确定第二目标参考范围：

20、s11、筛选出参考坐标轴上所包含的初始参考范围的数量为m-1的所有坐标点，m为聚类集合中待检测目标的数量；

21、s12、若筛选出的坐标点的数量不少于1个，则基于筛选出的所有坐标点构建得到第二目标参考范围，转到步骤s13，否则，令m等于m-1，转到步骤s11；

22、s13、输出第二目标参考范围；

23、在确定每个聚类集合的拍摄参考范围的过程中，还包括输出每个拍摄参考范围所包含的初始参考范围的数量。

24、进一步地，基于每个聚类集合的拍摄参考范围生成视觉采集方案，包括：

25、对于任意一个聚类集合，基于预设分割方式将拍摄参考范围切割为多个操作范围；

26、在机器人进入任一操作范围后，进行一次拍摄操作，包括：

27、实时获取激光雷达的环境检测结果，在检测到在任一视场角参数内与机器人的距离不大于预设标准距离的未被遮挡的所有待检测目标中，包含的待检测目标的数量不小于拍摄参考范围包含的初始参考范围的数量后，执行一次拍摄操作。

28、进一步地，基于视场角参数和预设标准距离确定参考距离，包括：

29、以视场角参数构建参考角，将参考角的两条边上与参考角的起始点的距离为预设标准距离的两个点的距离的二分之一记为参考距离。

30、进一步地，以参考曲线的每个波峰在参考坐标轴上的位点作为聚类起始点对多个参考坐标进行聚类，包括：

31、以参考曲线的每个波峰在参考坐标轴上的位点作为聚类起始点，基于k-means算法对多个参考坐标进行聚类。

32、作为本技术的另一个方面，提供一种用于输电线路检测的机器人控制系统，包括：

33、识别模块，用于识别机器人搭载的激光雷达的环境检测结果，基于机器人的运行方向确定参考坐标轴；

34、目标提取模块，用于在识别模块检测到机器人到达目标区域后，获取目标区域内的目标检测数据，提取出多个待检测目标的位置信息；

35、坐标分析模块，用于基于多个待检测目标的位置信息构建目标位点集合q，q=q1，q2，…，qn，其中，对于第i个待检测目标qi，有qi=（ci1，ci2），ci1、ci2分别为待检测目标qi的第一坐标和第二坐标；

36、参数分析模块，用于从每个待检测目标的第一坐标和第二坐标中筛选出参考坐标，基于预设标准距离确定目标位点集合q中每个待检测目标的初始参考范围；获取机器人搭载的光学摄像仪的视场角参数，基于视场角参数和预设标准距离确定参考距离；

37、目标聚类模块，用于基于参考坐标和参考距离对多个待检测目标进行聚类，确定至少一个聚类中心；

38、目标分类模块，用于基于至少一个聚类中心对多个待检测目标进行分类，得到以每个聚类中心为核心的至少一个聚类集合；

39、拍摄分析模块，用于确定每个聚类集合的拍摄参考范围；

40、方案生成模块，用于基于每个聚类集合的拍摄参考范围生成视觉采集方案；

41、采集控制模块，用于基于视觉采集方案控制机器人进行视觉检测数据采集。

42、进一步地，对于拍摄分析模块，还包括：

43、对于任一聚类集合，拍摄分析模块将聚类集合中每个待检测目标的初始参考范围投射到参考坐标轴中，确定聚类集合的拍摄参考范围。

44、进一步地，对于参数分析模块，还包括：

45、对于任一待检测目标，参数分析模块将待检测目标的第一坐标和第二坐标中距离参考坐标轴最近的坐标记为参考坐标，确定参考坐标轴上与参考坐标的距离不大于预设标准距离的所有位点，得到待检测目标的初始参考范围。

46、本发明具有以下优点：

47、本发明通过分析激光雷达的检测数据对待检测的电器元件进行聚类，确定每个聚类集合的拍摄参考范围，生成视觉采集方案，以对机器人的视觉采集进行控制，减小机器人内置的存储模块的存储压力，提取对存储空间的利用率，使得机器人可以采集到更大范围内的输电线路的相关数据，提升机器人对输电线路的检测效率。