一种地下顶管作业管缆障碍物规避方法及装置

1.一种地下顶管作业管缆障碍物规避方法，其特征在于，包括：接收管缆障碍物规避信号，所述管缆障碍物规避信号为设置于顶管前端的探测探头在沿初始路径掘进的过程中检测到管缆障碍物，且所述探测探头与所述管缆障碍物之间的直线距离小于预置的安全净距阈值时发出的；响应于所述管缆障碍物规避信号，控制所述顶管停止掘进，基于所述探测探头对应的第一空间坐标以及所述直线距离，计算第二空间坐标，所述第二空间坐标为所述第一空间坐标到所述管缆障碍物的切点坐标；以所述第二空间坐标为球心，以所述安全净距阈值为半径，构建球面空间；以所述初始路径所在的平面对所述球面空间进行截取，得到圆形截面，其中，所述平面不与所述管缆障碍物平行；基于所述安全净距阈值以及电缆最大弯折角度，结合预置的回退距离计算公式，计算顶管的回退距离，以及所述顶管回退后，所述探测探头对应的第三空间坐标；基于所述第三空间坐标以及所述圆形截面，确定第四空间坐标、第五空间坐标以及第六空间坐标，以基于所述第三空间坐标至所述第六空间坐标，以及所述第四空间坐标到所述第五空间坐标之间的弧线形成规避路径，其中，所述第四空间坐标为所述第三空间坐标到所述圆形截面的切点坐标，所述第五空间坐标与所述第六空间坐标分别为所述第四空间坐标与所述第三空间坐标关于基准直径对称的空间坐标，所述基准直径为所述圆形截面中与所述初始路径垂直的直径线段。 2.根据权利要求1所述的一种地下顶管作业管缆障碍物规避方法，其特征在于，所述初始路径所在的平面具体为所述初始路径所在的铅垂面或水平面。 3.根据权利要求2所述的一种地下顶管作业管缆障碍物规避方法，其特征在于，所述第四空间坐标的确定过程为：计算所述第三空间坐标到所述圆形截面切点的切点距离，以最小切点距离对应的切点坐标为所述第四空间坐标。 4.根据权利要求1所述的一种地下顶管作业管缆障碍物规避方法，其特征在于，所述回退距离计算公式具体为：式中，m为所述回退距离，r为所述安全净距阈值，α为电缆最大弯折角度。 5.根据权利要求1所述的一种地下顶管作业管缆障碍物规避方法，其特征在于，还包括：根据得到的规避路径对所述初始路径进行调整，得到竣工路径，以根据所述竣工路径，结合初始三维管网线路图，更新所述初始三维管网线路图。 6.一种地下顶管作业管缆障碍物规避装置，其特征在于，包括：信号接收单元，用于接收管缆障碍物规避信号，所述管缆障碍物规避信号为设置于顶管前端的探测探头在沿初始路径掘进的过程中检测到管缆障碍物，且所述探测探头与所述管缆障碍物之间的直线距离小于预置的安全净距阈值时发出的；第一坐标计算单元，用于响应于所述管缆障碍物规避信号，控制所述顶管停止掘进，基于所述探测探头对应的第一空间坐标以及所述直线距离，计算第二空间坐标，所述第二空间坐标为所述第一空间坐标到所述管缆障碍物的切点坐标；球面空间构建单元，用于以所述第二空间坐标为球心，以所述安全净距阈值为半径，构建球面空间；球面空间截取处理单元，用于以所述初始路径所在的平面对所述球面空间进行截取，得到圆形截面，其中，所述平面不与所述管缆障碍物平行；顶管回退计算单元，用于基于所述安全净距阈值以及电缆最大弯折角度，结合预置的回退距离计算公式，计算顶管的回退距离，以及所述顶管回退后，所述探测探头对应的第三空间坐标；规避路径生成单元，用于基于所述第三空间坐标以及所述圆形截面，确定第四空间坐标、第五空间坐标以及第六空间坐标，以基于所述第三空间坐标至所述第六空间坐标，以及所述第四空间坐标到所述第五空间坐标之间的弧线形成规避路径，其中，所述第四空间坐标为所述第三空间坐标到所述圆形截面的切点坐标，所述第五空间坐标与所述第六空间坐标分别为所述第四空间坐标与所述第三空间坐标关于基准直径对称的空间坐标，所述基准直径为所述圆形截面中与所述初始路径垂直的直径线段。 7.根据权利要求6所述的一种地下顶管作业管缆障碍物规避装置，其特征在于，所述初始路径所在的平面具体为所述初始路径所在的铅垂面或水平面。 8.根据权利要求7所述的一种地下顶管作业管缆障碍物规避装置，其特征在于，还包括：第四空间坐标确定单元，用于计算所述第三空间坐标到所述圆形截面切点的切点距离，以最小切点距离对应的切点坐标为所述第四空间坐标。 9.根据权利要求6所述的一种地下顶管作业管缆障碍物规避装置，其特征在于，所述回退距离计算公式具体为：式中，m为所述回退距离，r为所述安全净距阈值，α为电缆最大弯折角度。 10.根据权利要求6所述的一种地下顶管作业管缆障碍物规避装置，其特征在于，还包括：管网路线图更新单元，用于根据得到的规避路径对所述初始路径进行调整，得到竣工路径，以根据所述竣工路径，结合初始三维管网线路图，更新所述初始三维管网线路图。