基于有限狀態(tài)機(jī)的輸電線路巡檢機(jī)器人自主越障運(yùn)動(dòng)控制方法

王吉岱, 梁茂軒, 孫愛(ài)芹, 王云霞, 侯建國(guó), 張斌

(1.山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，山東青島 266590；2.國(guó)電南瑞科技股份有限公司，江蘇南京 211106；3.南瑞集團(tuán)(國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院)有限公司，江蘇南京 211106)

0 前言

輸電線路巡檢機(jī)器人是一種沿架空高壓輸電線路進(jìn)行巡檢工作的電力作業(yè)機(jī)器人，其自主越障運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

加拿大魁北克水電研究院及日本HiBot公司等國(guó)外研究機(jī)構(gòu)首先對(duì)輸電線路巡檢機(jī)器人進(jìn)行了研制，所研制的機(jī)器人采用手動(dòng)遙控的方式完成了線路障礙的跨越，證明了使用機(jī)器人對(duì)輸電線路進(jìn)行巡檢的方案是可行的。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)及高校也對(duì)輸電線路巡檢機(jī)器人進(jìn)行了研制，并對(duì)其自主越障技術(shù)開(kāi)展了大量研究工作。付雙飛、王偉、宋樹(shù)偉等提出了一種基于傳感器信息建立專家系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主越障運(yùn)動(dòng)控制的方法，其中知識(shí)庫(kù)的質(zhì)量決定著專家系統(tǒng)推理結(jié)果的正確性，易發(fā)生因知識(shí)庫(kù)內(nèi)先驗(yàn)知識(shí)不足而導(dǎo)致推理失敗的現(xiàn)象。王魯單等采用預(yù)編程與傳感器定位相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的自主越障控制，但其機(jī)械臂找線時(shí)間決定了機(jī)器人越障效率較低。郭偉斌等基于模糊推理及有限狀態(tài)機(jī)理論實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人遙控與局部自主越障，其中推理結(jié)果是否正確、重心調(diào)節(jié)是否合適是機(jī)器人越障能否成功的關(guān)鍵，易發(fā)生因推理失敗、重力傾覆而導(dǎo)致越障失敗的現(xiàn)象。張義杰等提出了一種機(jī)器人始終與障礙物保持安全距離的自主越障控制方案，但機(jī)器人越障效率較低。

綜上所述，目前輸電線路巡檢機(jī)器人自主越障運(yùn)動(dòng)普遍存在控制復(fù)雜、越障效率低、穩(wěn)定性差的問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，以一款新型的沿地線行駛的輸電線路巡檢機(jī)器人為例，提出一種自主越障運(yùn)動(dòng)控制方法。將機(jī)器人越障動(dòng)作過(guò)程等同為機(jī)器人姿態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程，通過(guò)建立以傳感器檢測(cè)信息為遷移條件的越障運(yùn)動(dòng)控制模型，對(duì)機(jī)器人越障運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證機(jī)器人自主越障運(yùn)動(dòng)控制方法的有效性。

1 機(jī)器人系統(tǒng)組成與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃

1.1 機(jī)器人系統(tǒng)組成

機(jī)器人本體主要由3個(gè)行走臂(Ⅰ～Ⅲ)，2個(gè)壓緊臂(Ⅳ、Ⅴ)及控制箱體Ⅵ等六部分組成，如圖1(a)所示。其中：手臂伸縮機(jī)構(gòu)1可以進(jìn)行上下伸縮動(dòng)作，手臂開(kāi)合機(jī)構(gòu)2可以進(jìn)行開(kāi)合動(dòng)作，行走驅(qū)動(dòng)輪3可以進(jìn)行行走動(dòng)作，故稱手臂Ⅰ～Ⅲ為行走臂，3個(gè)行走臂處于同一直線位置，避免了越障過(guò)程中的手臂找線動(dòng)作；機(jī)器人行駛至充電基站時(shí)可通過(guò)充電接口4進(jìn)行自主對(duì)接充電；雙壓緊輪結(jié)構(gòu)6可以對(duì)輸電線路5進(jìn)行壓緊，使輸電線路與行走驅(qū)動(dòng)輪緊密接觸，防止機(jī)器人發(fā)生行走打滑與前后整體傾覆的現(xiàn)象，故稱手臂Ⅳ、Ⅴ為壓緊臂。為描述方便，對(duì)手臂作出如下定義：巡檢的方向?yàn)闄C(jī)器人前方，位于前方的手臂為前行走臂及前壓緊臂，統(tǒng)稱為前臂，以此類推。

機(jī)器人控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖1(b)所示，系統(tǒng)由一臺(tái)接入局域網(wǎng)的PC機(jī)作為地面基站為系統(tǒng)管理級(jí)，一臺(tái)安裝Ubuntu16.04操作系統(tǒng)和機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS)的TX2為系統(tǒng)組織級(jí)，ARM1(STM32F407)和ARM2(STM32F407)并行分布作為系統(tǒng)執(zhí)行級(jí)。地面基站通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程交互機(jī)載TX2，實(shí)時(shí)顯示和處理系統(tǒng)信息并向機(jī)器人發(fā)布控制指令。TX2作為機(jī)器人本體主控制器，主要負(fù)責(zé)機(jī)器人本體動(dòng)作決策；ARM1為機(jī)器人周?chē)h(huán)境信息采集及本體狀態(tài)信息感知單元；ARM2為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制單元；巡檢設(shè)備將采集的信息匯集至交換機(jī)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面基站進(jìn)行下一步處理。

圖1 機(jī)器人系統(tǒng)框圖

機(jī)器人本體狀態(tài)信息可分為機(jī)器人關(guān)節(jié)狀態(tài)信息及整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息。機(jī)器人關(guān)節(jié)狀態(tài)信息主要通過(guò)行走電機(jī)編碼器、限位開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)。行走電機(jī)編碼器可檢測(cè)機(jī)器人行走速度。伸/縮限位開(kāi)關(guān)可檢測(cè)手臂的伸縮狀態(tài)，開(kāi)/合限位開(kāi)關(guān)可檢測(cè)手臂開(kāi)合狀態(tài)。當(dāng)機(jī)器人處于高速行走狀態(tài)下，且行走臂位于縮限位位置和開(kāi)限位位置、壓緊臂位于伸限位位置時(shí)，為機(jī)器人正常巡檢姿態(tài)，簡(jiǎn)稱為常態(tài)。整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息主要通過(guò)傾角傳感器、溫濕度傳感器、庫(kù)侖計(jì)、行走電機(jī)編碼器及壓緊輪編碼器進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)各傳感器檢測(cè)到機(jī)器人整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生異常時(shí)，機(jī)器人停止巡檢，并向地面基站發(fā)出相應(yīng)異常警告，等待地面操作人員指令。

1.2 機(jī)器人越障運(yùn)動(dòng)規(guī)劃

越障的概念可簡(jiǎn)單描述為機(jī)器人在與障礙物不發(fā)生碰撞的前提下通過(guò)障礙。由于線路障礙相對(duì)固定，巡檢任務(wù)按障礙類型可分為無(wú)障礙直線段巡檢、懸垂線夾障礙巡檢、防振錘障礙巡檢及異物障礙巡檢，分別對(duì)上述巡檢任務(wù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行規(guī)劃。無(wú)障礙直線段內(nèi)機(jī)器人以常態(tài)執(zhí)行巡檢任務(wù)；當(dāng)線路前方障礙為異物障礙時(shí)，機(jī)器人停止巡檢，等待地面基站動(dòng)作指令。下面將重點(diǎn)對(duì)機(jī)器人跨越防振錘障礙及懸垂線夾障礙時(shí)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃。

(1)跨越防振錘障礙動(dòng)作規(guī)劃

由機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)可知，機(jī)器人以常態(tài)執(zhí)行巡檢任務(wù)時(shí)，與防振錘發(fā)生碰撞的部位為壓緊臂伸出部位，故機(jī)器人跨越防振錘障礙動(dòng)作序列可視為壓緊臂跨越防振錘障礙動(dòng)作序列。兩壓緊臂交替越障，其越障方式如下：越障壓緊臂收縮至縮限位位置，機(jī)器人低速行走。規(guī)劃?rùn)C(jī)器人跨越防振錘障礙動(dòng)作序列如圖2所示。

圖2 機(jī)器人跨越防振錘障礙動(dòng)作序列

(2)跨越懸垂線夾障礙動(dòng)作規(guī)劃

機(jī)器人以常態(tài)執(zhí)行巡檢任務(wù)時(shí)，與懸垂線夾發(fā)生碰撞的部位為行走臂行走輪部位及壓緊臂伸出部位，故機(jī)器人跨越懸垂線夾障礙過(guò)程可視為行走臂與壓緊臂越障過(guò)程的有機(jī)結(jié)合。3個(gè)行走臂交替越障，其越障方式如下：越障行走臂伸出至伸限位位置，行走輪脫離線路打開(kāi)至開(kāi)限位位置，機(jī)器人慢速行走。壓緊臂跨越懸垂線夾障礙方式和跨越防振錘障礙方式一致。規(guī)劃?rùn)C(jī)器人前行走臂及前壓緊臂跨越懸垂線夾障礙動(dòng)作序列如圖3所示，其他手臂越障方式與之類似。

圖3 機(jī)器人跨越懸垂線夾障礙動(dòng)作序列

2 越障運(yùn)動(dòng)控制模型的建立與實(shí)現(xiàn)

2.1 有限狀態(tài)機(jī)理論

通過(guò)規(guī)劃?rùn)C(jī)器人越障動(dòng)作序列，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)器人越障的過(guò)程其實(shí)就是機(jī)器人各種姿態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程。機(jī)器人各種姿態(tài)的轉(zhuǎn)變可以通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)進(jìn)行描述。有限狀態(tài)機(jī)是一種具有有限個(gè)狀態(tài)變換的概念機(jī)，一般包含3個(gè)部分：1個(gè)有限狀態(tài)集合、1個(gè)輸入集合及1個(gè)狀態(tài)遷移規(guī)則集合。有限狀態(tài)機(jī)可以由一個(gè)五元數(shù)組表示：

(1)

式中：為系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的有限集合；為系統(tǒng)的輸入事件集合；為系統(tǒng)的狀態(tài)遷移函數(shù)；為初始狀態(tài)；為系統(tǒng)終止?fàn)顟B(tài)集合。

將機(jī)器人越障過(guò)程中各種姿態(tài)作為系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)集合，傳感器檢測(cè)信息作為系統(tǒng)輸入事件集合，建立越障運(yùn)動(dòng)控制模型對(duì)機(jī)器人自主越障運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。根據(jù)線路障礙類型不同，分別建立跨越防振錘障礙運(yùn)動(dòng)控制模型及跨越懸垂線夾障礙運(yùn)動(dòng)控制模型。機(jī)器人通過(guò)判斷障礙物類型及整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入相應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制模型。

2.2 跨越障防振錘障礙運(yùn)動(dòng)控制模型建立

本文作者僅以機(jī)器人跨越防振錘障礙為例描述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模型建立過(guò)程，跨越懸垂線夾障礙運(yùn)動(dòng)控制模型建立方法與之類似，故不再贅述。

(1)將引導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的傳感器檢測(cè)信息進(jìn)行離散化處理。手臂通過(guò)搭載的紅外線接近傳感器可以檢測(cè)前方80 mm內(nèi)是否存在障礙：0表示手臂前方無(wú)障礙、1表示手臂前方有障礙。分別建立前臂前行障礙信息集合、中臂前行障礙信息集合及后臂前行障礙信息集合：

(2)

(3)

(4)

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)主要包括行走臂伸縮關(guān)節(jié)、行走臂開(kāi)合關(guān)節(jié)、壓緊臂伸縮關(guān)節(jié)及行走輪行走關(guān)節(jié)。將機(jī)器人各關(guān)節(jié)信息進(jìn)行離散化處理：

前行走臂關(guān)節(jié)狀態(tài)：表示位于伸限位位置,表示位于縮限位位置,表示位于開(kāi)限位位置,表示位于合限位位置；

中行走臂關(guān)節(jié)狀態(tài)：表示位于伸限位位置,表示位于縮限位位置,表示位于開(kāi)限位位置,表示位于合限位位置；

后行走臂關(guān)節(jié)狀態(tài)：表示位于伸限位位置,表示位于縮限位位置,表示位于開(kāi)限位位置,表示位于合限位位置；

前壓緊臂關(guān)節(jié)狀態(tài)：表示位于伸限位位置,表示位于縮限位位置；

后壓緊臂關(guān)節(jié)狀態(tài)：表示位于伸限位位置,表示位于縮限位位置；

機(jī)器人行走狀態(tài)：表示停止,表示低速(0.2 m/s),表示高速(0.6 m/s)。

分別建立關(guān)節(jié)狀態(tài)信息集合：

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

將各關(guān)節(jié)狀態(tài)信息集合合并為機(jī)器人關(guān)節(jié)狀態(tài)信息集合：

選取2015年3月到2016年3月期間在我院進(jìn)行治療的頸椎管狹窄以及頸椎損傷的60例患者,根據(jù)治療方法的不同將其隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組,每組各30例患者。所有患者均經(jīng)過(guò)磁共振成像(MRI)、CT等檢查確診患有該病。其中實(shí)驗(yàn)組30例患者中男16例,女14例.年齡在44到70歲之間,平均年齡53.2歲。對(duì)照組30例患者中男17例,女13例,年齡在43到68歲之間,平均年齡52.1歲。兩組患者在性別、年齡等一般資料的比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。

(11)

將機(jī)器人手臂前行障礙信息及機(jī)器人關(guān)節(jié)狀態(tài)信息結(jié)合，建立傳感器檢測(cè)信息集合：

(12)

(2)將機(jī)器人跨越防振錘障礙時(shí)關(guān)鍵姿態(tài)定義為7種：

(13)

式中：～表示機(jī)器人跨越防振錘障礙動(dòng)作序列中7種關(guān)鍵姿態(tài);為機(jī)器人常態(tài)。

表1 機(jī)器人姿態(tài)與關(guān)節(jié)狀態(tài)對(duì)應(yīng)

(3)依據(jù)越障動(dòng)作序列，基于有限狀態(tài)機(jī)理論，建立以傳感器檢測(cè)信息集合為遷移條件的機(jī)器人跨越防振錘障礙運(yùn)動(dòng)控制模型：

(14)

式中:

=；

=；

其中:,,、,,分別表示由姿態(tài)向姿態(tài)遷移的控制函數(shù)及監(jiān)督函數(shù)。

機(jī)器人跨越防振錘障礙過(guò)程中姿態(tài)遷移情況如圖4所示，相對(duì)應(yīng)的遷移條件、姿態(tài)遷移函數(shù)、控制函數(shù)與監(jiān)督函數(shù)如表2所示。

圖4 機(jī)器人越障姿態(tài)遷移示意

表2 機(jī)器人越障姿態(tài)遷移

表3 機(jī)器人越障姿態(tài)遷移條件

表2中,,,表示由姿態(tài)向姿態(tài)遷移的控制函數(shù)，機(jī)器人接收控制命令，執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，為可控事件。,1,2表示控制機(jī)器人停止行走；,2,3表示控制機(jī)器人前壓緊臂收縮至縮限位位置；,3,4表示控制機(jī)器人低速行走；,4,3表示控制機(jī)器人停止行走；,3,2表示控制機(jī)器人前壓緊臂伸出至伸限位位置；,2,5表示控制機(jī)器人后壓緊臂收縮至縮限位位置；,5,6表示控制機(jī)器人低速行走；,6,2表示控制機(jī)器人低速行走3 s后機(jī)器人停止行走，后壓緊臂伸出至伸限位位置；,2,0表示控制機(jī)器人高速行走，此時(shí)，機(jī)器人退出跨越防振錘運(yùn)動(dòng)控制模型，恢復(fù)巡檢常態(tài)。

,,表示由姿態(tài)向姿態(tài)遷移的監(jiān)督函數(shù)，通過(guò)檢測(cè)本體狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)機(jī)器人姿態(tài)遷移是否成功，為自動(dòng)事件。

2.3 障礙類型識(shí)別

障礙類型的準(zhǔn)確識(shí)別是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主越障的前提條件，機(jī)器人障礙識(shí)別流程如圖5所示。機(jī)器人通過(guò)安裝在前行走臂及前壓緊臂上的超聲波傳感器(檢測(cè)距離20～1 200 mm)檢測(cè)前方線路是否存在障礙。當(dāng)巡檢方向上任一超聲波傳感器檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，都認(rèn)為前方線路有障礙，機(jī)器人由高速行走狀態(tài)轉(zhuǎn)為低速行走狀態(tài)。

圖5 障礙識(shí)別流程

機(jī)器人前后兩側(cè)裝有單目攝像頭作為機(jī)器人視覺(jué)模塊，在主控制器中與超聲波傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行特征值關(guān)聯(lián)融合。關(guān)聯(lián)融合過(guò)程中取攝像頭檢測(cè)到懸垂線夾時(shí)，視覺(jué)特征值為1；檢測(cè)到防振錘時(shí)，視覺(jué)特征值為2；其他情況，視覺(jué)特征值為3。融合決策器如式(15)所示：

=

(15)

式中：為前方線路有無(wú)障礙特征值；為視覺(jué)模塊特征值；為決策結(jié)果。機(jī)器人障礙類型決策如表4所示。機(jī)器人依據(jù)融合決策結(jié)果確定前方線路障礙物類型，并進(jìn)入相應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制模型，實(shí)現(xiàn)自主越障運(yùn)動(dòng)控制。通過(guò)安裝在手臂上的接近傳感器(檢測(cè)距離10～1 000 mm)可使機(jī)器人在距障礙物約70 mm處停止行走。

表4 傳感器信息決策

3 實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證機(jī)器人系統(tǒng)的合理性及機(jī)器人自主越障運(yùn)動(dòng)控制方法的有效性，將機(jī)器人置于待檢線路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。機(jī)器人接收到自主巡檢指令，開(kāi)始以常態(tài)進(jìn)行巡檢。

機(jī)器人在距防振錘障礙約1.1 m處檢測(cè)到前方有障礙，開(kāi)始以0.2 m/s的速度進(jìn)行巡檢。當(dāng)識(shí)別出前方障礙為防振錘時(shí)，進(jìn)入跨越防振錘障礙運(yùn)動(dòng)控制模型，開(kāi)始執(zhí)行防振錘障礙巡檢任務(wù),如圖6所示。機(jī)器人前壓緊臂紅外接近傳感器得到信號(hào)后，機(jī)器人停止行走，機(jī)器人由姿態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽藨B(tài)，見(jiàn)圖6(a)；機(jī)器人前壓緊臂收縮，當(dāng)機(jī)器人前壓緊臂縮限位得到信號(hào)時(shí)，機(jī)器人由姿態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽藨B(tài)，見(jiàn)圖6(b)；機(jī)器人低速行走，機(jī)器人由姿態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽藨B(tài)，見(jiàn)圖6(c)；當(dāng)機(jī)器人后壓緊臂紅外接近傳感器得到信號(hào)后，機(jī)器人行走停止，機(jī)器人由姿態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽藨B(tài)，見(jiàn)圖6(d)；機(jī)器人前壓緊臂伸出，當(dāng)機(jī)器人前壓緊臂伸限位得到信號(hào)后，機(jī)器人由姿態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽藨B(tài)，見(jiàn)圖6(e)；機(jī)器人后壓緊臂收縮，當(dāng)機(jī)器人后壓緊臂縮限位得到信號(hào)后，機(jī)器人由姿態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽藨B(tài)，見(jiàn)圖6(f)；機(jī)器人慢速行走，機(jī)器人由姿態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽藨B(tài)，見(jiàn)圖6(g)；機(jī)器人慢速行走3 s后停止，機(jī)器人后壓緊臂伸出，當(dāng)機(jī)器人后壓緊臂伸限位得到信號(hào)后，機(jī)器人姿態(tài)由轉(zhuǎn)變?yōu)?，?jiàn)圖6(h)；機(jī)器人高速行走，恢復(fù)巡檢常態(tài)，見(jiàn)圖6(i)；跨越防振錘動(dòng)作序列完成，機(jī)器人繼續(xù)以常態(tài)進(jìn)行巡檢。整個(gè)跨越防振錘障礙過(guò)程大約用時(shí)54 s。

圖6 機(jī)器人跨越防振錘障礙

因懸垂線夾上方懸垂鏈結(jié)構(gòu)被檢測(cè)面積較小，機(jī)器人高速行走狀態(tài)下檢測(cè)到前方具有障礙的距離在0.6～1.1 m內(nèi)波動(dòng)。檢測(cè)到障礙后，機(jī)器人由0.6 m/s的高速行走狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?.2 m/s的低速行走狀態(tài)，并對(duì)障礙物類型進(jìn)行識(shí)別。當(dāng)識(shí)別出前方障礙為懸垂線夾時(shí)，機(jī)器人結(jié)合本體狀態(tài)信息進(jìn)入跨越懸垂線夾障礙運(yùn)動(dòng)控制模型，機(jī)器人跨越懸垂線夾障礙過(guò)程如圖7所示，機(jī)器人跨越懸垂線夾障礙大約用時(shí)110 s。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，機(jī)器人在自主巡檢任務(wù)模式下，識(shí)別出障礙類型后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入對(duì)應(yīng)越障運(yùn)動(dòng)控制模型，并能結(jié)合傳感器檢測(cè)信息準(zhǔn)確地完成各種越障姿態(tài)遷移，從而完成金具障礙的跨越。若未檢測(cè)出前方障礙類型，機(jī)器人會(huì)將其歸為異物障礙，在距障礙物約70 mm處停止巡檢，并向地面基站發(fā)出異物障礙提醒，等待地面操作人員指令。當(dāng)機(jī)器人本體運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生異常時(shí)，機(jī)器人會(huì)停止一切巡檢任務(wù)，并向地面基站發(fā)出運(yùn)行異常警告，等待操作人員命令。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了機(jī)器人系統(tǒng)的合理性及自主越障運(yùn)動(dòng)控制方法的可行性。

圖7 機(jī)器人跨越懸垂線夾障礙

4 結(jié)論

本文作者依據(jù)一種新型的沿地線行駛的輸電線路巡檢機(jī)器人提出了一種自主越障運(yùn)動(dòng)控制方法。規(guī)劃?rùn)C(jī)器人越障動(dòng)作序列及分析機(jī)器人各關(guān)節(jié)傳感器檢測(cè)信息與機(jī)器人位姿之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于有限狀態(tài)機(jī)理論建立了機(jī)器人自主越障運(yùn)動(dòng)控制模型，對(duì)機(jī)器人越障運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。進(jìn)行了線路巡檢實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：利用該方法，機(jī)器人能較為準(zhǔn)確地識(shí)別出金具障礙類型并進(jìn)入相應(yīng)越障運(yùn)動(dòng)控制模型，能夠穩(wěn)定、高效地跨越線路上金具障礙，完成巡檢任務(wù)。