一种电力设备搬运机器人的路径规划方法及相关装置与流程

1.本技术涉及电力技术领域，尤其涉及一种电力设备搬运机器人的路径规划方法及相关装置。


背景技术：

2.电力设备安装的辅助施工机器人可以实现将电力设备通过辅助施工机器人运送到指定地点，而在变电站厂房电力设备安装的辅助施工机器人在运输电力设备过程中，往往由于变电站内环境复杂，导致电力设备安装的监测不方便，从而影响安装的效率。
3.在辅助施工机器人的工作中，由于现场环境复杂，对于电力设备搬运的摆放的位置以及路径规划较为复杂，已经完成搬运的电力设备数量和未完成搬运的数量等数据不易掌握；进一步地，由于现场空间狭窄、环境复杂，电力设备又往往体型较大、数量较多且比较笨重，如果不能掌握现场的整体信息，则难以规划路线。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种电力设备搬运机器人的路径规划方法及相关装置，用于解决由于电力辅助施工机器人作业环境复杂且电力设备体型大、数量多导致无法有效规划机器人作业路线的问题。
5.有鉴于此，本技术第一方面提供了一种电力设备搬运机器人的路径规划方法，所述方法包括：
6.获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型；
7.将所述bim模型导入搬运机器人的处理器中，使得所述处理器输出所述bim模型的模型坐标信息，其中，所述处理器预置有映射真实世界的电力设备安放区域的bim模型；
8.将所述模型坐标信息转换成搬运机器人在作业现场的作业坐标，基于所述作业坐标定位各电力设备的安放位置信息；
9.基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行搬运作业。
10.可选地，所述基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行搬运作业，具体包括：
11.基于所述作业现场的bim模型获取作业现场的建筑物坐标信息，并将作为建筑物坐标信息作为障碍物坐标信息；
12.设置障碍物坐标信息后，基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行作业。
13.可选地，所述基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行搬运作业，之后还包括：
14.根据搬运后的电力设备的坐标信息对所述电力设备安放区域的bim模型进行更新，根据更新后的电力设备安放区域的bim模型重新定位各电力设备的安放位置信息；
15.基于路径规划算法根据更新后的所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据更新后的所述安放路线进行搬运作业。
16.可选地，所述获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型
17.获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型；
18.获取ifc数据并提取作业现场所在建筑物的几何信息，并将建筑物的几何信息映射到二维栅格地图上，用于机器人导航地图的构建。
19.本技术第二方面提供一种电力设备搬运机器人的路径规划系统，所述装置包括：
20.建立单元，用于获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型；
21.输出单元，用于将所述bim模型导入搬运机器人的处理器中，使得所述处理器输出所述bim模型的模型坐标信息，其中，所述处理器预置有映射真实世界的电力设备安放区域的bim模型；
22.定位单元，用于将所述模型坐标信息转换成搬运机器人在作业现场的作业坐标，基于所述作业坐标定位各电力设备的安放位置信息；
23.规划单元，用于基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行搬运作业。
24.可选地，所述规划单元，具体用于：
25.基于所述作业现场的bim模型获取作业现场的建筑物坐标信息，并将作为建筑物坐标信息作为障碍物坐标信息；
26.设置障碍物坐标信息后，基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行作业。
27.可选地，还包括：更新单元，用于：
28.根据搬运后的电力设备的坐标信息对所述电力设备安放区域的bim模型进行更新，根据更新后的电力设备安放区域的bim模型重新定位各电力设备的安放位置信息；
29.基于路径规划算法根据更新后的所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据更新后的所述安放路线进行搬运作业。
30.可选地，所述建立单元，具体用于：
31.获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型；
32.获取ifc数据并提取作业现场所在建筑物的几何信息，并将建筑物的几何信息映射到二维栅格地图上，用于机器人导航地图的构建。
33.本技术第三方面提供一种电力设备搬运机器人的路径规划设备，所述设备包括处理器以及存储器：
34.所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
35.所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的电力设备搬运机器人的路径规划方法的步骤。
36.本技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的电力设备搬运机器人的路径规划方法。
navisworks是一套综合的可视化和仿真工具,可用于分析多种格式的三维设计模型navisworks在建筑信息模型(bim)工作流中处于核心地位。它将所有的项目相关方可靠地整合在一起并可以一起分享和审阅详细的三维设计模型。ifc是iai针对建筑模型数据交换制定的国际标准，是一个bim时代的三维建筑信息交换标准，它借鉴了国际产品数据标准step(产品模型数据交互规范)的技术.具有技术的先进性和开放性。
47.步骤102、将bim模型导入搬运机器人的处理器中，使得处理器输出bim模型的模型坐标信息，其中，处理器预置有映射真实世界的电力设备安放区域的bim模型；
48.需要说明的是，将建立好的bim模型导入到电力设备搬运机器人的处理器中，使得处理器输出bim模型的模型坐标信息，其中，搬运机器人内置有处理器，处理器内置：有映射真实世界的电力设备安放区域的bim模型。
49.步骤103、将模型坐标信息转换成搬运机器人在作业现场的作业坐标，基于作业坐标定位各电力设备的安放位置信息；
50.需要说明的是，将bim模型的模型坐标信息转换成搬运机器人在作业现场的作业坐标后，基于作业坐标通过电力设备机器人定位各电力设备的最佳安放位置。
51.步骤104、基于路径规划算法根据安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据安放路线进行搬运作业。
52.需要说明的是，路径规划算法如：d*lite算法、lpa*算法、d*算法等，本领域技术人员根据实际需要基于上述其中一种路径规划算法，根据安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线；进一步地，由于bim模型也反映了作业现场的障碍物情况，因此，可以设定最大避障距离，以此搬运机器人能够保证机身安全，提高电力设备安装效率。
53.本技术实施例提供的一种电力设备搬运机器人的路径规划方法，基于bim技术，能够很好的适应电力作业安装的复杂环境条件下电力辅助作业机器人平行作业协同控制，结合虚拟现实有效整合多源数据，实现了电力辅助作业机器人安装过程的最佳路径规划，有效提升电气设备安装的智能化水平，保障电气设备安装效率和质量。从而解决了由于电力辅助施工机器人作业环境复杂且电力设备体型大、数量多导致无法有效规划机器人作业路线的问题。
54.以上为本技术实施例中提供的一种电力设备搬运机器人的路径规划方法，以下为本技术实施例中提供的一种电力设备搬运机器人的路径规划系统。
55.请参阅图2，本技术实施例中提供的一种电力设备搬运机器人的路径规划系统，包括：
56.建立单元201，用于获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型；
57.输出单元202，用于将bim模型导入搬运机器人的处理器中，使得处理器输出bim模型的模型坐标信息，其中，处理器预置有映射真实世界的电力设备安放区域的bim模型；
58.定位单元203，用于将模型坐标信息转换成搬运机器人在作业现场的作业坐标，基于作业坐标定位各电力设备的安放位置信息；
59.规划单元204，用于基于路径规划算法根据安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据安放路线进行搬运作业。
60.进一步地，本技术实施例中还提供了一种电力设备搬运机器人的路径规划设备，
所述设备包括处理器以及存储器：
61.所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
62.所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述方法实施例所述的电力设备搬运机器人的路径规划方法的步骤。
63.进一步地，本技术实施例中还提供了计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述方法实施例所述的方法。
64.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。
65.本技术的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
66.应当理解，在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于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：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
67.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
68.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
69.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
70.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机
设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：read-only memory，英文缩写：rom)、随机存取存储器(英文全称：random access memory，英文缩写：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
71.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，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技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种电力设备搬运机器人的路径规划方法，其特征在于，包括：获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型；将所述bim模型导入搬运机器人的处理器中，使得所述处理器输出所述bim模型的模型坐标信息，其中，所述处理器预置有映射真实世界的电力设备安放区域的bim模型；将所述模型坐标信息转换成搬运机器人在作业现场的作业坐标，基于所述作业坐标定位各电力设备的安放位置信息；基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行搬运作业。2.根据权利要求1所述的电力设备搬运机器人的路径规划方法，其特征在于，所述基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行搬运作业，具体包括：基于所述作业现场的bim模型获取作业现场的建筑物坐标信息，并将作为建筑物坐标信息作为障碍物坐标信息；设置障碍物坐标信息后，基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行作业。3.根据权利要求1所述的电力设备搬运机器人的路径规划方法，其特征在于，所述基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行搬运作业，之后还包括：根据搬运后的电力设备的坐标信息对所述电力设备安放区域的bim模型进行更新，根据更新后的电力设备安放区域的bim模型重新定位各电力设备的安放位置信息；基于路径规划算法根据更新后的所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据更新后的所述安放路线进行搬运作业。4.根据权利要求1所述的电力设备搬运机器人的路径规划方法，其特征在于，所述获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型；获取ifc数据并提取作业现场所在建筑物的几何信息，并将建筑物的几何信息映射到二维栅格地图上，用于机器人导航地图的构建。5.一种电力设备搬运机器人的路径规划系统，其特征在于，包括：建立单元，用于获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型；输出单元，用于将所述bim模型导入搬运机器人的处理器中，使得所述处理器输出所述bim模型的模型坐标信息，其中，所述处理器预置有映射真实世界的电力设备安放区域的bim模型；定位单元，用于将所述模型坐标信息转换成搬运机器人在作业现场的作业坐标，基于所述作业坐标定位各电力设备的安放位置信息；规划单元，用于基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行搬运作业。6.根据权利要求5所述的电力设备搬运机器人的路径规划系统，其特征在于，所述规划单元，具体用于：
基于所述作业现场的bim模型获取作业现场的建筑物坐标信息，并将作为建筑物坐标信息作为障碍物坐标信息；设置障碍物坐标信息后，基于路径规划算法根据所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据所述安放路线进行作业。7.根据权利要求5所述的电力设备搬运机器人的路径规划系统，其特征在于，还包括：更新单元，用于：根据搬运后的电力设备的坐标信息对所述电力设备安放区域的bim模型进行更新，根据更新后的电力设备安放区域的bim模型重新定位各电力设备的安放位置信息；基于路径规划算法根据更新后的所述安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据更新后的所述安放路线进行搬运作业。8.根据权利要求5所述的电力设备搬运机器人的路径规划系统，其特征在于，所述建立单元，具体用于：获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过bim技术建立作业现场的bim模型；获取ifc数据并提取作业现场所在建筑物的几何信息，并将建筑物的几何信息映射到二维栅格地图上，用于机器人导航地图的构建。9.一种电力设备搬运机器人的路径规划设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-4任一项所述的电力设备搬运机器人的路径规划方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-4任一项所述的电力设备搬运机器人的路径规划方法。

技术总结
本申请公开了一种电力设备搬运机器人的路径规划方法及相关装置，方法包括：获取搬运机器人待作业的作业现场图纸，通过BIM技术建立作业现场的BIM模型；将模型导入搬运机器人的处理器中，使得处理器输出BIM模型的模型坐标信息，其中，处理器预置有映射真实世界的电力设备安放区域的BIM模型；将模型坐标信息转换成搬运机器人在作业现场的作业坐标，基于作业坐标定位各电力设备的安放位置信息；基于路径规划算法根据安放位置信息，生成搬运机器人用于搬运电力设备的安放路线，使得搬运机器人根据安放路线进行搬运作业。从而解决了由于电力辅助施工机器人作业环境复杂且电力设备体型大、数量多导致无法有效规划机器人作业路线的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：廖伟文 汤永联 苏波 宋丽敏 谢志梅 侯昌明 刘乃桓 王建锋 李毅东
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司佛山供电局
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/10/5