【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及巡检机器人，尤其是涉及一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法及系统。
技术介绍
1、近年来，随着牵引变电所由传统运维模式向无人值守、数字化转型的蓬勃发展，对辅助监控系统检测的可靠性性和实时性提出了更高的要求，同时随着智能技术的不断进步和应用的深入拓展，智能机器人已经能够代替人工来进行变电所进行巡检工作，二者之间相辅相成，能够达到更好的监控和管理作用，真正的实现无人值守变电所的运维模式，不仅极大地提高了巡检工作的效率和精度，更开启了智能巡检的新时代。
2、但智能机器人巡检时间的长短受到多种因素的影响，除了自身电池容量大小的限制，运动轨迹、温度、负荷、抓拍次数、停留时间以及补光等多种因素的影响，而在实际巡检中，机器人自身对巡检路径也进行规划，由于机器人自身规划考虑的因素比较少，一般采用最短路径策略，经常出现机器人因电量不足，未能及时返回到充电桩进行充电，不得不派运维人员进行人工处理，给运维工作带来不便。因此对机器人巡检提前进行效能评估，在机器人巡检过程中能保持状态良好、高效运行，同时确保及时返回到充电桩进行充电，提高巡检质量和运维水平，在限定时间内寻找最优巡检路径是目前需要亟待解决的问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法及系统。
2、第一方面，本专利技术提供了一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，该方法包括以下步骤：
3、s1、基于待巡检区域内各个巡检点的地理位置关系，建立
4、s2、整合巡检点的点位指标，基于点位指标，计算每个巡检点的点位权重，并标记区分充电桩与巡检点；
5、s3、设定每个巡检点的能量消耗权重参数，并寻找巡检的一条可行解路径，记录该条可行解路径的巡检能量消耗；
6、s4、重复寻找巡检的其他可行解路径，直至满足预设终止条件，停止迭代，输出能量消耗最低的路径作为最优巡检路径。
7、进一步的，整合巡检点的点位指标，基于点位指标，计算每个巡检点的点位权重，并标记区分充电桩与巡检点包括以下步骤：
8、s21、以待检测区域的边角作为坐标原点，建立空间直角坐标系，并计算存在路径的两个巡检点之间的欧几里得距离；
9、s22、获取巡检点的点位指标，并依据点位指标包含的指标内容，设定巡检点的权重系数；
10、s23、融合两个巡检点之间的欧几里得距离与权重系数建立点位权重公式，以计算巡检点的点位权重；
11、s24、利用标签区分标记待巡检区域内的充电桩与巡检点。
12、进一步的，欧几里得距离的表达式为：
13、
14、式中，d表示欧几里得距离；x1，x2分别表示两个巡检点的x坐标；y1，y2分别表示两个巡检点的y坐标；z1，z2分别表示两个巡检点的z坐标。
15、进一步的，点位权重公式的表达式为：
16、
17、式中，f表示巡检点的点位权重；m表示巡检点的权重系数；d为两个巡检点间的欧几里得距离。
18、进一步的，设定每个巡检点的能量消耗权重参数，并寻找巡检的一条可行解路径，记录该条可行解路径的巡检能量消耗包括以下步骤：
19、s31、计算与保存各个巡检点至各个巡检点的最短路径；
20、s32、基于巡检机器人在任意巡检点需要执行的巡检行为，设定该巡检点的能量消耗权重参数；
21、s33、获取巡检机器人的满载能耗参数，基于深度优先搜索算法，在保证能量消耗足够前提下，寻找一条可行解路径，并记录巡检能量消耗。
22、进一步的，基于深度优先搜索算法，在保证能量消耗足够前提下，寻找一条可行解路径，并记录巡检能量消耗包括以下步骤：
23、s331、采用深度优先搜索算法寻找一条可行解，记录已访问的巡检点；
24、s332、在待巡检区域内的剩余巡检点中，选取与当前巡检点节点权重差值最小且没有访问记录的巡检点作为下一个访问节点；
25、s333、重复执行步骤s332，当机器人的剩余能量不足以访问剩下任何一个巡检点时，则进行回溯，并选择返回充电桩进行充电；
26、s334、当所有巡检点均巡检完毕后，记录各个巡检点的巡检顺序，形成一条巡检的可行解路径，并计算该条可行解路径的巡检能量消耗。
27、进一步的，巡检能量消耗的计算公式为：
28、
29、式中，cost表示巡检能量消耗；r表示巡检时能量消耗率；n表示巡检点的集合；e表示可行解中所有以i为起点j为终点的边的结合；li，j表示求得的以i为起点、j为终点的两巡检点的最短路径长度；km表示巡检点m需要进行抓拍图像的数量。
30、进一步的，重复寻找巡检的其他可行解路径，直至满足预设终止条件，停止迭代，输出能量消耗最低的路径作为最优巡检路径包括以下步骤：
31、s41、设定机器人的预设终止条件，在预设终止条件内重复寻找每条可行解路径，其中，预设终止条件包括迭代次数与限定时间；
32、s42、当新得到的可行解路径对应的巡检能量消耗值小于前一次可行解路径的巡检能量消耗值时，保存新的可行解路径作为最优解，直至满足预设终止条件，停止迭代，输出保存的可行解路径作为最优巡检路径；
33、s43、保存巡检记录，并在未来巡检任务中，再次执行路径优化。
34、进一步的，保存巡检记录，并在未来巡检任务中，再次执行路径优化包括以下步骤：
35、s431、运行当前最优巡检路径，并将该最优巡检路径的算法运行进度以及机器人运行过程中的实际能量消耗值保存至数据库，当再次运行算法时，从数据库中查询算法执行进度，再执行路径优化；
36、s432、在执行预设次数的巡检任务后，若任务均完成，则得到该巡检任务的最小能量消耗路线。
37、第二方面，本专利技术还提供了一种在限定时间内寻找最优巡检路径的系统，该系统包括：定位展示模块、点位权重模块、路径求解模块及迭代寻优模块；
38、其中，定位展示模块，用于基于待巡检区域内各个巡检点的地理位置关系，建立无向连通图；
39、点位权重模块，用于整合巡检点的点位指标，基于点位指标，计算每个巡检点的点位权重，并标记区分充电桩与巡检点；
40、路径求解模块，用于设定每个巡检点的能量消耗权重参数，并寻找巡检的一条可行解路径，记录该条可行解路径的巡检能量消耗；
41、迭代寻优模块，用于重复寻找巡检的其他可行解路径，直至满足预设终止条件，停止迭代，输出能量消耗最低的路径作为最优巡检路径。
42、本专利技术的有益效果为：
43、1、针对传统的巡检路径由于未考虑到运动轨迹、温度、负荷、抓拍次数、停留时间以及补光等多种因素影响，未能在限定时间内选择最优巡检路线的问题，本专利技术在综合考虑多种因素环境下，将重要巡检点位作为优先设置的衡量参本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述整合巡检点的点位指标，基于所述点位指标，计算每个巡检点的点位权重，并标记区分充电桩与巡检点包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述欧几里得距离的表达式为：
4.根据权利要求2所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述点位权重公式的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述设定每个巡检点的能量消耗权重参数，并寻找巡检的一条可行解路径，记录该条可行解路径的巡检能量消耗包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述基于深度优先搜索算法，在保证能量消耗足够前提下，寻找一条可行解路径，并记录巡检能量消耗包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于
8.根据权利要求1所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述重复寻找巡检的其他可行解路径，直至满足预设终止条件，停止迭代，输出能量消耗最低的路径作为最优巡检路径包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述保存巡检记录，并在未来巡检任务中，再次执行路径优化包括以下步骤：
10.一种在限定时间内寻找最优巡检路径的系统，用于实现权利要求1-9中任意一项所述在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，该系统包括：定位展示模块、点位权重模块、路径求解模块及迭代寻优模块；
...【技术特征摘要】
1.一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述整合巡检点的点位指标，基于所述点位指标，计算每个巡检点的点位权重，并标记区分充电桩与巡检点包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述欧几里得距离的表达式为：
4.根据权利要求2所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述点位权重公式的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，所述设定每个巡检点的能量消耗权重参数，并寻找巡检的一条可行解路径，记录该条可行解路径的巡检能量消耗包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种在限定时间内寻找最优巡检路径的方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：宗起振，李佑文，曾清旋，褚红健，蔡一磊，詹妍，
申请(专利权)人：国电南京自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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