【技术实现步骤摘要】
一种电缆沟巡检机器人的导航系统及其导航方法
本专利技术属于机器人视觉导航
,具体地讲涉及一种电缆沟巡检机器人的导航系统及其导航方法。
技术介绍
电缆沟智能巡检装置是电力行业迫切需求的部分,因为电缆沟存在以下隐患:电缆沟内设备和电缆运行发热导致空间温度上升,且封闭空间不易散热,温度过高时电缆材料易老化,产生火灾隐患;沟道内阴暗潮湿,电缆受潮后引起绝缘性能下降,产生绝缘击穿的隐患;电缆沟道空间狭窄,给人工巡检带来很大困难,巡检工作量大、任务繁重,且常规人力巡检效率低下。针对变电站电缆沟道的特殊环境,巡检过程主要有以下难点:电缆沟在地下,整个环境为黑暗状态;各个沟道之间有防火墙,要想在沟道中来回巡检就必须穿越防火墙下的一个10cm*10cm的排水沟洞口;为达到检测周密性以及完成转弯和钻洞操作,机器人则须沿着电缆沟内的排水沟行走。然而,现如今市面上的电缆沟巡检机器人大都是非视觉导航系统,例如磁导航、预设轨道导航以及遥控指挥等等,存在不能自主运行以及受干扰可能性大的问题。
技术实现思路
根据现有技术中存在的问题,本专利技术的目的之一是提供了一种电缆沟巡检机器人的导航系统,其受环境干扰性小,能够自动调节前进方向、自主穿越防火墙洞口,实现了巡检机器人的视觉导航。本专利技术采用以下技术方案:一种电缆沟巡检机器人的导航系统,包括图像获取单元、图像处理单元、运动驱动单元、运动控制单元、通讯管理单元;所述图像获取单元与图像处理单元、图像处理单元与通讯管理单元、运动控制单元与通讯管理单元均双向通信连接;所述运动控制单元的输出端连接运动驱动单元的输入端。优选的,所述图像获取单元包 ...
【技术保护点】
1.一种电缆沟巡检机器人的导航系统,其特征在于:包括图像获取单元(1)、图像处理单元(2)、运动驱动单元(3)、运动控制单元(4)、通讯管理单元(5);所述图像获取单元(1)与图像处理单元(2)、图像处理单元(2)与通讯管理单元(5)、运动控制单元(4)与通讯管理单元(5)均双向通信连接;所述运动控制单元(4)的输出端连接运动驱动单元(3)的输入端。
【技术特征摘要】
1.一种电缆沟巡检机器人的导航系统,其特征在于:包括图像获取单元(1)、图像处理单元(2)、运动驱动单元(3)、运动控制单元(4)、通讯管理单元(5);所述图像获取单元(1)与图像处理单元(2)、图像处理单元(2)与通讯管理单元(5)、运动控制单元(4)与通讯管理单元(5)均双向通信连接;所述运动控制单元(4)的输出端连接运动驱动单元(3)的输入端。2.根据权利要求1所述的一种电缆沟巡检机器人的导航系统,其特征在于:所述图像获取单元(1)包括激光发射器(11)和摄像头(12),所述激光发射器(11)的控制端连接图像处理单元(2)的输出端,所述摄像头(12)与图像处理单元(2)双向通信连接。3.根据权利要求2所述的一种电缆沟巡检机器人的导航系统,其特征在于:所述摄像头(12)采用高清彩色摄像头。4.根据权利要求2所述的一种电缆沟巡检机器人的导航系统,其特征在于:所述运动驱动单元(3)包括行进驱动电机(31)、转向驱动电机(32)和钻洞驱动电机(33);所述运动控制单元(4)的输出端分别连接行进驱动电机(31)、转向驱动电机(32)和钻洞驱动电机(33)的控制端。5.根据权利要求4所述的一种电缆沟巡检机器人的导航系统,其特征在于:所述图像处理单元(2)和通讯管理单元(5)均采用树莓派电脑主板;所述运动控制单元(4)采用STM32主控芯片。6.根据权利要求1所述的一种电缆沟巡检机器人的导航系统,其特征在于:还包括管理平台(6),所述管理平台(6)与通讯管理单元(5)双向通信连接。7.根据权利要求5所述的一种电缆沟巡检机器人的导航系统,其特征在于:所述激光发射器(11)设置在巡检机器人的前进方向的上方,且激光发射器(11)发出的激光线段的长度大于电缆沟的宽度,所述激光线段在巡检机器人所处平面的投影位于巡检机器人的正前方;所述摄像头(12)靠近激光发射器(11)设置,且摄像头(12)与激光发射器(11)连接线平行于巡检机器人的左右行进轮的转动面;所述摄像头(12)的摄取图像的区域大于激光线段的所处区域,且激光线段位于所述摄取图像的中间位置。8.根据权利要求7所述的一种电缆沟巡检机器人的导航系统的导航方法,其特征在于,包括如下步骤:S1,对巡检机器人的初始位置进行标定,即将巡检机器人的左行进轮和右行进轮架设在电缆沟的两侧,左行进轮距离相应侧的电缆沟边沿的距离等于右行进轮距离相应侧的电缆沟边沿的距离,且左右行进轮的转动面平行于电缆沟的长度方向,使得巡检机器人处于正常的行驶位置;S2,巡检机器人前进过程中,激光发射器(11)发出激光线,且摄像头(12)拍摄获取激光线所处位置的RGB彩色图像,同时图像处理单元(2)对RGB彩色图像进行处理,最终得到激光线相应的拟合直线图像,进而获得拟合直线的线段数和直线长度;S3,所述图像处理单元(2)通过通讯管理单元(5)将拟合直线的线段数和直线长度信息传送给运动控制单元(4),运动控制单元(4)根据拟合直线的线段数和直线长度信息分别控制行进驱动电机(31)、转向驱动电机(32)和钻洞驱动电机(33)运转,进而控制调节巡检机器...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙磊,范明豪,张振昌,孙韬,龚志文,陈晨,吴雪莲,孙丙宇,李文杰,张佳庆,
申请(专利权)人:中科院合肥技术创新工程院,国网安徽省电力有限公司电力科学研究院,中国电力科学研究院有限公司,合肥中科蓝睿科技有限公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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