[发明专利]一种变电站巡检机器人自动避障方法

摘要

本发明涉及一种变电站巡检机器人自动避障方法。采用激光雷达扫描巡检机器人周边障碍物信息，再通过红外温度传感器判断障碍物类别。如果障碍物为人或动物，巡检机器人向人示意离开或是驱散动物，此时不需要躲避障碍物。若障碍物依然在巡检机器人设定路线上，巡检机器人执行避障操作。按照“时间距离”，即巡检机器人到达障碍物所用时间，来划分障碍物优先级。按照设定行驶规则，巡检机器人靠右行驶。遇到障碍物后，巡检机器人从障碍物左侧顺时针沿障碍物运动，到达障碍物前方后结束避障操作。若从左侧无法绕过障碍物，巡检机器人则尝试从障碍物右侧逆时针方向绕过障碍物。本发明不易受温度和可见光干扰，距离和方位信息探测精度更高。

主权项

一种电变电站巡检机器人自动避障方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，判断是否需要避障：具体是识别障碍物的类别，区分生物和非生物，并根据识别结果执行以下步骤：当识别结果显示障碍物为生物时，发出警告，车载红灯闪烁，向人示意离开或是驱散动物；若人或动物离开，巡检机器人不进行避障操作，执行步骤2；若障碍物依然在巡检机器人设定路线上，影响巡检机器人正常作业，巡检机器人执行避障操作；执行步骤2；步骤2，进行模式切换，即由导航模式切换至避障模式，或由避障模式切换至导航模式，所述导航模式是在正常情况下，巡检机器人按照导航系统设定的路线进行巡检工作，具体是：在当识别出前方有障碍物，发出警告，障碍物离开后，继续进行导航模式；在当识别出前方有障碍物，发出警告，障碍物依然在巡检机器人设定路线上，导航模式关闭，巡检机器人不再按照原设定路线行驶，进入避障模式；当巡检机器人避开障碍物后，重新开启导航模式，进行路线矫正，重新回到原设定路线上；步骤3，进行障碍物优先级划分，具体是按照时间距离T，即巡检机器人到达障碍物所用时间，来划分障碍物优先级；时间距离T越小，避障优先级越高；巡检机器人优先躲避级别高的障碍物，具体是：车载激光雷达发射激光束，遇到障碍物后返回，记下初始时刻时间t1，遇到障碍物后返回，接收端接收到返回的激光束后，记下接收时间t2，由发射到接收所用时间计算出巡检机器人到障碍物的距离ρ1，ρ=12×(t2-t1)×c(m)---1-1]]>c为真空中光速，这里取值为2.9979×108m/s；以巡检机器人所在位置为原点，车头正前方为θ＝90°方向，建立极坐标系；记下发射超声波时刻云台的旋转角度θ1，该时刻障碍物的位置信息为(ρ1，θ1)；激光雷达云台每隔100ms旋转一周，第二次测得的同一障碍物的位置信息为(ρ2，θ2)；考虑到变电站巡检机器人的运动速度远远小于光速，在100ms时间间隔内机器人的位移忽略不计，则以巡检机器人为圆心，障碍物(i)的法向速度vi如下：vi=ρi2-ρi1Δt(m/s)---1-2]]>Δt为相邻两次发射激光束的时间间隔，这里取值为100ms；障碍物以vi的法向速度，沿θ1到θ2方向朝巡检机器人运动；步骤4，确定障碍物的位置和大小，避开障碍物；正常情况下，巡检机器人靠右行驶；遇到障碍物后，从障碍物左侧顺时针沿障碍物运动，到达障碍物前方后结束避障操作；若从左侧无法绕过障碍物，巡检机器人则从障碍物右侧逆时针方向绕过障碍物。