[发明专利]电力线路多机器人协作巡检方法

权利要求书

1.电力线路多机器人协作巡检方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一，巡检线路分段，按杆塔将导线分段，根据杆塔坐标和导线模型数据，生成巡检线路区段，按照电力巡检规范将整个工作区域划分为若干巡检线路子区域；

步骤二，高层任务规划，负责将检测机器人、中继机器人和作业机器人在不同巡检线路区段的分配，首先确定每个巡检线路子区域的输电线路静态的空间分布情况、每个巡检线路子区域的空间大小以及外界环境，衡量因素包括每个巡检线路子区域的巡检路径长度L_k、地形复杂程度C_k、故障易发程度F_k以及作业难易程度E_k，其中C_k、F_k和E_k在0～1之内，其值越大，复杂度越大，优先级越高；其次考虑机器人所具备的能力，包括目标检测、中继通信、清障、线路修复、除冰、绝缘子清洗能力，将机器人能力用一个一维数组A_i来表示，A_i＝[a_i1，a_i2，…，a_is]，如果具备该能力，对应的值为1，否则为0，除了目标检测和中继通信能力，其他能力统称为作业能力，此时，机器人能力数组简化为A_i＝[a_i1，a_i2，a_i3]，基于不同巡检线路子区域的任务需求，采用轮盘赌算法或启发式算法协调多机器人在各个巡检线路子区域的分布，首先考虑目标检测能力实现区域内全路径巡检，其次考虑中继通信能力，再次考虑作业能力，各巡检线路子区域内的机器人需要满足约束条件；

步骤三，低层任务规划，建立每个机器人的行为规则，采用自组织方式，建立每个机器人的行为规则，以实现机器人有效的协调运动，每个巡检线路子区域内的机器人分为三大类：检测机器人、中继机器人和作业机器人，其中作业机器人进一步细分为清障机器人、除冰机器人和线路修复机器人，遵循自主决策、个体简单、有限通信的原则，机器人采用反应式结构，基于事件触发形式进行规则设计，充分发挥群集智能的优势，当作业机器人完成故障修复时，向其他同类机器人和中继机器人发送作业完成信息，否则，继续传递作业信息；

步骤四，建立每一类机器人的子任务，对于每一类机器人，在具体作业任务中，根据自身的任务目标将任务分解成若干可独立运行的子任务完成目标任务；

步骤五，任务重规划，重复步骤二至步骤四，实现动态任务分配，保证机器人分布的合理性。

2.根据权利要求1所述的电力线路多机器人协作巡检方法，其特征在于：所述的步骤二中，各巡检线路子区域内的机器人需要满足的约束条件为

其中，M_k表示区域k内机器人数量，A_di表示机器人i的最大前进距离，x_ik表示机器人i在区域k工作，函数f₁、f₂和f₃为经验函数，定义每个巡检线路子区域对机器人目标检测能力、中继通信能力和作业能力的附加要求。

3.根据权利要求1所述的电力线路多机器人协作巡检方法，其特征在于：所述的步骤三中，

检测机器人：用光学摄像机或红外热像仪获取输电线路和线路走廊的影像，当发现故障时，向通信范围内的其他机器人发送作业信息；

中继机器人：当机器人在超视距范围工作时，需要借助于中继机器人为超视距范围的机器人提供通信，提供检测机器人与作业机器人之间以及检测机器人与地面控制中心之间的通信，保证信息传输，扩大巡视范围；

作业机器人：各种类型的作业机器人，包括除冰机器人，在不损伤电力线路以及绝缘子的前提下，除冰机器人以击打、敲击、振动的方式快速高效除冰；带电修复作业机器人，能够从事压接管电阻测量、断股修补、防振锤拖回的带电作业任务。