【技术实现步骤摘要】
本申请涉及仿真系统，特别是涉及一种基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法。
技术介绍
1、面对川藏高原无人区、北方冬季寒冷等地方的接触网工作环境，接触网机器人在工作过程中具有极大的风险，如因接触网缓慢变形而导致的机器人路径规划碰撞等，为保证机器人作业安全、提高生产效率和操作准确率，防止发生意外，需要进行离线仿真以提前对机器人做好安全路径规划和碰撞监测。机器人工作在非结构化的接触网环境中，容易与周围环境产生碰撞，发生无法预估的意外，因此需要提前进行离线仿真以保障机器人作业安全，现有技术中，离线仿真环境单一，通常为静态环境假设，而接触网因受现实环境影响常有形变，导致静态环境假设无法及时反映实际工作环境变化情况，不能满足机器人在实际多变环境中模拟仿真的需求。
2、因此，相关技术中，亟需一种能够适应动态环境需求，提高机器人操作的准确率与安全性的方式。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够适应动态环境需求，提高机器人操作的准确率与安全性的基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法。
2、第一方面，本申请提供了一种基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法。所述方法包括：
3、搭建孪生机器人模型和孪生接触网模型；
4、将所述孪生机器人模型和孪生接触网模型转换为vuforiaengine数据集，并将其导入unity3d中,使用vuforia将所述孪生机器人模型注册到真实环境，与接触网机器人建立连接；
5、基
6、基于所述目标可行路径生成控制指令，将所述控制指令通过ros话题实时通信发送给所述接触网机器人，控制所述接触网机器人作业。
7、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于所述目标可行路径生成控制指令，将所述控制指令通过ros话题实时通信发送给所述接触网机器人，控制所述接触网机器人作业之前包括：
8、采用话题通信机制和rosbridge建立所述unity3d和ros间的通信连接。
9、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于机器人当前位置和作业目标点采用路径规划算法规划目标可行路径包括：
10、基于机器人当前位置和作业目标点采用informed rrt*算法规划得到初始可行路径；
11、对所述初始可行路径进行平滑处理，得到初始平滑可行路径；
12、基于所述初始平滑可行路径进行碰撞检测，若未发生碰撞，则确定初始平滑可行路径为目标可行路径。
13、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于机器人当前位置和作业目标点采用informed rrt*算法规划得到初始可行路径包括：
14、基于所述机器人当前位置和作业目标点确定椭圆采样区域；
15、在所述椭圆采样区域中均匀采样，得到初始可行路径。
16、可选的，在本申请的一个实施例中，所述对所述初始可行路径进行平滑处理，得到初始平滑可行路径包括：
17、对所述初始可行路径进行逆运动学求解，得到机器人关节角度序列；
18、基于所述机器人关节角度序列采用三次多项式差值法拟合所述机器人关节角度序列，得到初始平滑可行路径。
19、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于所述初始平滑可行路径进行碰撞检测包括：
20、基于所述孪生机器人模型和孪生接触网模型确定包围盒，基于所述包围盒进行碰撞检测。
21、可选的，在本申请的一个实施例中，所述基于所述初始平滑可行路径进行碰撞检测还包括：
22、采用射线碰撞检测方法检测所述孪生机器人模型和孪生接触网模型是否发生碰撞。
23、第二方面，本申请还提供了基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真装置。所述装置包括：
24、模型搭建模块，用于搭建孪生机器人模型和孪生接触网模型；
25、增强现实模块，用于将所述孪生机器人模型和孪生接触网模型转换为vuforiaengine数据集，并将其导入unity3d中,使用vuforia将所述孪生机器人模型注册到真实环境，与接触网机器人建立连接；
26、路径规划模块，用于基于机器人当前位置和作业目标点采用路径规划算法规划目标可行路径；
27、指令执行模块，用于基于所述目标可行路径生成控制指令，将所述控制指令通过ros话题实时通信发送给所述接触网机器人，控制所述接触网机器人作业。
28、第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行上述各个实施例所述方法的步骤。
29、第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述各个实施例所述方法的步骤。
30、上述基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，首先，搭建孪生机器人模型和孪生接触网模型；之后，将所述孪生机器人模型和孪生接触网模型转换为vuforiaengine数据集，并将其导入unity3d中,使用vuforia将所述孪生机器人模型注册到真实环境，与接触网机器人建立连接；之后，基于机器人当前位置和作业目标点采用路径规划算法规划目标可行路径；最后，基于所述目标可行路径生成控制指令，将所述控制指令通过ros话题实时通信发送给所述接触网机器人，控制所述接触网机器人作业。也就是说，在接触网机器人进行作业任务之前，通过搭建机器人和作业环境的虚拟模型，并采用增强现实技术建立其与现实机器人的信息连接，在虚拟的离线仿真中，指定作业任务及作业位置，进行路径规划，开展机器人作业仿真，并进行碰撞检测，当识别为无碰撞的安全环境时，才会将路径规划信息通过ros通信发送给现实机器人，控制现实机器人进行作业任务，提高了机器人操作的准确率，保障了接触网机器人的作业安全，同时，结合增强现实技术实现人机交互，以实际工况相结合，满足了接触网机器人在实际多变环境中模拟仿真的需求。
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1.一种基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所述基于所述目标可行路径生成控制指令，将所述控制指令通过ROS话题实时通信发送给所述接触网机器人，控制所述接触网机器人作业之前包括：
3.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所述基于机器人当前位置和作业目标点采用路径规划算法规划目标可行路径包括：
4.根据权利要求3所述的基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所述基于机器人当前位置和作业目标点采用Informed RRT*算法规划得到初始可行路径包括：
5.根据权利要求3所述的基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所述对所述初始可行路径进行平滑处理，得到初始平滑可行路径包括：
6.根据权利要求3所述的基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所述基于所述初始平滑可行路径进行碰撞检测包括：
7.根据权利要求6所述的基
8.一种基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所述基于所述目标可行路径生成控制指令，将所述控制指令通过ros话题实时通信发送给所述接触网机器人，控制所述接触网机器人作业之前包括：
3.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所述基于机器人当前位置和作业目标点采用路径规划算法规划目标可行路径包括：
4.根据权利要求3所述的基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所述基于机器人当前位置和作业目标点采用informed rrt*算法规划得到初始可行路径包括：
5.根据权利要求3所述的基于增强现实技术的接触网机器人离线仿真方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：伍淼，孙永奎，马磊，喻梅桢，林剑飞，高熙，鲁文儒，王冬瑞，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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