一种基于巡检地图的表计离线部署方法与流程

1.本发明涉及一种基于巡检地图的表计离线部署方法。


背景技术：

2.巡检型移动机器人携带云台设备，用于对室外变电站的设备进行巡检，业内完成巡检工作都是分为部署过程与实际执行过程，现有技术中为了完成部署的工作，通常先将机器人手动开至某一个位置，然后手动控制云台对准待巡检位置，然后采集模板图片，获取机器人与云台的位姿。这样的方法，需要现场进行部署，过程繁琐，效率低下。


技术实现要素：

3.为解决以上的技术问题，本发明提供了一种基于巡检地图的表计离线部署方法，是通过如下方案实现的。
4.一种基于巡检地图的表计离线部署方法，包括以下步骤：
5.s1:在巡检地图中选取目标表计；
6.s2:获取目标表计的点云信息，并基于点云信息，计算出表盘的朝向信息，其中，表计三维向量v(vx,vy,vz)，以及表盘的中心a点(ax,ay,az)；
7.s3:在巡检地图中，获取机器人所有巡检路径，并将所有巡检路径以及a点先投影到三维坐标图中z＝0的平面上；
8.s4:在平面上拟合出(ax，ay,0)坐标点与(vx，vy,0)坐标点的射线，并结合所有巡检路径求出交点b(bx,by,0)，根据路径信息求出b点的高度bz，得到表盘的位置坐标(bx,by,bz)；
9.s5:计算向量w＝ab，计算w与xoy平面的夹角、w与zox平面的夹角；
10.s6:计算求出云台的焦距k，选取表盘的一点左上角点a1(a1_x,a1_y,a1_z)，右下角点a2(a2_x,a2_y,a2_z),选取表盘占据整幅图像的比率为c，根据线性函数关系c＝f(k,a1,a2)获得云台的焦距k。
11.进一步地，通过在巡检地图中框选方式实现选取目标表计。
12.进一步地，c取经验值0.5。
13.在s2中，进行以下步骤：
14.s21:提取到表盘的点云集合p将点排列成矩阵形式
[0015][0016]
s22:构建平面方程：ax by cz d＝0,
[0017][0018]
s23:使用最小二乘求解方程mn＝0,得到平面的朝向为法向量(即表计三维向量)
[0019]
s24:将所有点云的xyz取平均得到表盘的中心a点。
[0020]
本发明的有益效果在于：本发明中，直接基于高精地图，选择需要拍摄的表计设备，然后自动估算表盘朝向，再与路网求得最佳的交点，完成机器人与云台位置的自动计算。以实现离线部署的目的，这种部署方式能够极大加速部署过程。
具体实施方式
[0021]
以下结合实施例对本发明作进一步的阐述，所述的实施例仅为本发明一部分的实施例，这些实施例仅用于解释本发明，对本发明的范围并不构成任何限制。
[0022]
本发明提供一种基于巡检地图的表计离线部署方法，包括以下步骤：
[0023]
s1:在巡检地图中选取目标表计；，优选地，通过在巡检地图中框选方式实现选取目标表计
[0024]
s2:获取目标表计的点云信息，并基于点云信息，计算出表盘的朝向信息，表盘的朝向信息包括表计三维向量v(vx,vy,vz)及表盘的中心a点(ax,ay,az)。
[0025]
在s2中，进行以下步骤：
[0026]
s21:提取到表盘的点云集合p将点排列成矩阵形式
[0027][0028]
s22:构建平面方程：ax by cz d＝0,
[0029][0030]
s23:使用最小二乘求解方程mn＝0,得到平面的朝向为法向量(即表计三维向量)
[0031]
s24:将所有点云的xyz取平均得到表盘的中心a点。
[0032]
s3:在巡检地图中，获取机器人所有巡检路径，并将所有巡检路径以及a点先投影到三维坐标图中z＝0的平面上；
[0033]
s4:在平面上拟合出(ax，ay,0)坐标点与(vx，vy,0)坐标点的射线，并结合所有巡检路径求出交点b(bx,by,0)，根据路径信息求出b点的高度bz，得到表盘的位置坐标(bx,by,bz)；本发明中射线的拟合过程就是两个坐标点的相减。b点的得出过程则是遍历所有的路径，判断是否与射线相交，如果相交则得到b点。bz的得出则是根据b点所在的路径的两个
端点的高度进行线性插值得到。
[0034]
s5:计算向量w＝ab，计算w与xoy平面的夹角(即获得云台的俯仰角度)、w与zox平面的夹角(即为云台的偏转角)；
[0035]
s6:计算求出云台的焦距(即是云台的内参矩阵k)；具体地，选取表盘的一点左上角点a1(a1_x,a1_y,a1_z)，右下角点a2(a2_x,a2_y,a2_z),选取表盘占据整幅图像的比率为c，根据针孔成像原理，利用线性函数关系c＝f(k,a1,a2)获得云台的内参矩阵k。优选地，c取经验值0.5。本发明的原理是基于场景的稠密点云地图进行目标选取之后，算法负责从机器人的可行驶路径上选取一个最适的部署点。
[0036]
本发明中，直接基于高精地图，选择需要拍摄的表计设备，然后自动估算表盘朝向，再与路网求得最佳的交点，完成机器人与云台位置的自动计算。以实现离线部署的目的，这种部署方式能够极大加速部署过程。
[0037]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。


技术特征：
1.一种基于巡检地图的表计离线部署方法，其特征在于，包括以下步骤：s1:在巡检地图中选取目标表计；s2:获取目标表计的点云信息，并基于点云信息，计算出表盘的朝向信息，其中，表计三维向量v(vx,vy,vz)，以及表盘的中心a点(ax,ay,az)；s3:在巡检地图中，获取机器人所有巡检路径，并将所有巡检路径以及a点先投影到三维坐标图中z＝0的平面上；s4:在平面上拟合出(ax，ay,0)坐标点与(vx，vy,0)坐标点的射线，并结合所有巡检路径求出交点b(bx,by,0)，根据路径信息求出b点的高度bz，得到表盘的位置坐标(bx,by,bz)；s5:计算向量w＝ab，计算w与xoy平面的夹角、w与zox平面的夹角；s6:计算求出云台的焦距k，选取表盘的一点左上角点a1(a1_x,a1_y,a1_z)，右下角点a2(a2_x,a2_y,a2_z),选取表盘占据整幅图像的比率为c，根据线性函数关系c＝f(k,a1,a2)获得云台的焦距k。2.根据权利要求1所述的一种基于巡检地图的表计离线部署方法，其特征在于，通过在巡检地图中框选方式实现选取目标表计。3.根据权利要求1所述的一种基于巡检地图的表计离线部署方法，其特征在于，c取经验值0.5。4.根据权利要求1所述的一种基于巡检地图的表计离线部署方法，其特征在于，在s2中，进行以下步骤：s21:提取到表盘的点云集合p将点排列成矩阵形式s22:构建平面方程：ax by cz d＝0,s23:使用最小二乘求解方程mn＝0,得到平面的朝向为法向量(即表计三维向量)s24:将所有点云的xyz取平均得到表盘的中心a点。

技术总结
本发明提供一种基于巡检地图的表计离线部署方法，包括以下步骤：在巡检地图中选取目标表计；获取目标表计的点云信息，并基于点云信息，计算出表盘的朝向信息，其中，表计三维向量v(vx,vy,vz)，以及表盘的中心A点(ax,ay,az)；S3:在巡检地图中，获取机器人所有巡检路径，并将所有巡检路径、A点先投影到三维坐标图中z＝0的平面上；在平面上拟合出(ax，ay,0)坐标点与(vx，vy,0)坐标点的射线，结合所有巡检路径求出交点B(bx,by,0)，根据路径信息求B点的高度bz，得到表盘的位置坐标(bx,by,bz)；计算向量w＝AB，计算w与xoy平面的夹角、w与zox平面的夹角；选取表盘的一点左上角点A1，右下角点、表盘占据整幅图像的比率c，根据线性函数关系c＝f(K,A1,A2)计算云台的焦距K。系c＝f(K,A1,A2)计算云台的焦距K。


技术研发人员：张义杰 梁超 高鹏威 栗玉雄
受保护的技术使用者：深圳市千乘机器人有限公司
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2022/7/15