本發(fā)明涉及高壓輸配電線路智能運(yùn)維，特別是涉及一種基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，適用于復(fù)雜環(huán)境下高壓線纜間隔棒的自動化檢修作業(yè)。
背景技術(shù)：
1、間隔棒是高壓輸電線路中保持分裂導(dǎo)線間距的關(guān)鍵部件，其拆裝作業(yè)需在高空環(huán)境下進(jìn)行，傳統(tǒng)依賴人工作業(yè)存在效率低、風(fēng)險高等問題?，F(xiàn)有技術(shù)中，基于無人機(jī)的拆裝方法雖減少了人工干預(yù)，但仍存在以下缺陷：
2、依賴視覺定位：在雨霧、強(qiáng)光或?qū)Ь€遮擋條件下，視覺系統(tǒng)易出現(xiàn)誤識別，導(dǎo)致定位偏差；
3、缺乏力反饋：機(jī)械臂操作時無法感知接觸力，易造成間隔棒或?qū)Ь€損傷；
4、自適應(yīng)能力差：面對銹蝕、變形等異常狀態(tài)時，固定控制策略難以保證操作成功率。
5、因此，本領(lǐng)域亟需一種能夠提升無人機(jī)拆裝間隔棒的精度與可靠性的技術(shù)方案。
6、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種能夠提升無人機(jī)拆裝間隔棒的精度與可靠性的技術(shù)方案。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
3、一種基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，包括以下步驟：
4、s1：無人機(jī)基于激光雷達(dá)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的融合定位模塊，獲取高壓線纜的三維點云數(shù)據(jù)，結(jié)合預(yù)設(shè)的間隔棒安裝坐標(biāo)，規(guī)劃飛行路徑并抵達(dá)目標(biāo)位置；
5、s2：無人機(jī)啟動觸覺反饋模塊，所述觸覺反饋模塊包括多模態(tài)觸覺傳感器陣列和自適應(yīng)力控機(jī)械臂；所述觸覺傳感器陣列集成于機(jī)械臂末端執(zhí)行器表面，用于實時采集機(jī)械臂與間隔棒接觸時的三維力、扭矩及表面形變數(shù)據(jù)，并通過高速通信模塊傳輸至機(jī)載處理器；
6、s3：機(jī)載處理器基于觸覺數(shù)據(jù)，采用預(yù)訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型識別間隔棒的類型、安裝狀態(tài)及腐蝕程度；所述深度學(xué)習(xí)模型通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取觸覺信號的空間特征，并結(jié)合長短期記憶網(wǎng)絡(luò)分析時間序列數(shù)據(jù)，輸出間隔棒的狀態(tài)分類結(jié)果；
7、s4：根據(jù)識別結(jié)果，動態(tài)阻抗控制算法實時計算機(jī)械臂的期望剛度與阻尼參數(shù)，生成力-位混合控制指令；所述算法通過建立機(jī)械臂末端與環(huán)境接觸的動力學(xué)模型，將觸覺數(shù)據(jù)映射為阻抗參數(shù)調(diào)整量，實現(xiàn)機(jī)械臂動作的柔順控制；
8、s5：在拆裝過程中，無人機(jī)同步啟動視覺校驗?zāi)K，通過雙目攝像頭捕捉操作區(qū)域的圖像，與觸覺數(shù)據(jù)進(jìn)行時空對齊，檢測定位偏差并生成補(bǔ)償指令；
9、s6：機(jī)械臂執(zhí)行拆卸或安裝操作時，觸覺傳感器實時監(jiān)測接觸力變化，若檢測到力值超出預(yù)設(shè)安全閾值，立即觸發(fā)緊急停止機(jī)制并回傳警報至遠(yuǎn)程控制終端；
10、s7：完成單次操作后，無人機(jī)通過邊緣計算模塊生成操作日志，記錄觸覺數(shù)據(jù)、視覺圖像、控制指令及時間戳，并通過區(qū)塊鏈技術(shù)加密存儲至云端數(shù)據(jù)庫，確保數(shù)據(jù)不可篡改；
11、s8：無人機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)任務(wù)隊列自動切換至下一目標(biāo)位置，重復(fù)步驟s1-s7，直至完成所有間隔棒的拆裝任務(wù)；
12、s9：任務(wù)結(jié)束后，遠(yuǎn)程控制終端基于操作日志進(jìn)行全過程回溯分析，優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型參數(shù)及控制算法策略；
13、s10：自我修復(fù)機(jī)構(gòu)在檢測到機(jī)械臂或傳感器異常時，通過冗余模塊切換或3d打印技術(shù)現(xiàn)場修復(fù)關(guān)鍵部件，保障任務(wù)連續(xù)性。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
15、本發(fā)明提供了一種基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，通過高精度觸覺傳感器實時捕捉力學(xué)信號，提升了復(fù)雜環(huán)境下的操作魯棒性；本發(fā)明結(jié)合觸覺反饋自適應(yīng)調(diào)整機(jī)械臂剛度與阻尼，實現(xiàn)柔順操作；多傳感器融合校驗：觸覺數(shù)據(jù)與視覺、定位信息協(xié)同，確保操作精度；本發(fā)明通過冗余模塊與3d打印技術(shù)保障任務(wù)連續(xù)性，支持多機(jī)協(xié)同優(yōu)化。
1.一種基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，其特征在于，所述融合定位模塊的具體實現(xiàn)方式為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，其特征在于，述多模態(tài)觸覺傳感器陣列包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，其特征在于，所述深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練方法為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，其特征在于，動態(tài)阻抗控制算法的公式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，其特征在于，雙目攝像頭以30fps速率采集rgb-d圖像，通過特征匹配算法與觸覺數(shù)據(jù)的時間戳對齊；利用立體視覺技術(shù)重建操作區(qū)域的三維結(jié)構(gòu)，與激光雷達(dá)點云地圖比對，計算定位偏差并生成pid補(bǔ)償指令，修正無人機(jī)懸停位置及機(jī)械臂末端姿態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，其特征在于，所述s7中區(qū)塊鏈技術(shù)大的具體應(yīng)用為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，其特征在于，所述自我修復(fù)機(jī)構(gòu)包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，其特征在于，所述無人機(jī)還搭載環(huán)境自適應(yīng)模塊，具體包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于觸覺反饋的無人機(jī)高精度拆裝間隔棒控制方法，其特征在于，所述方法支持多機(jī)協(xié)同作業(yè)模式，具體為：