一种变电站巡检机器人路线规划导航方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变电站巡检机器人的导航系统，尤其涉及一种基于地图匹配和视觉定位误差矫正的变电站巡检机器人路线规划导航方法。
技术介绍
变电站设备巡检机器人以自主或遥控的方式，在无人值守或少人值守的变电站对室外高压设备进行巡检，可及时发现电力设备的热缺陷、异物悬挂等设备异常现象。可以根据操作人员在基站的任务操作或预先设定的任务，自动进行变电站内的全局路径规划，通过携带的各种传感器，完成变电站设备的图像巡检、设备仪表的自动识别、一次设备的红外检测等，并记录设备信息，提供异常报警。在变电站巡检机器人相关技术研究中，导航技术属于其核心技术，是实现智能化自主移动的关键技术。目前常见的导航方式有电磁导航、惯性导航、视觉导航、差分GPS导航等等。电磁导航基于磁轨迹和路面特殊布置的无线射频识别(RFID)标签，实现巡检机器人的最优路径规划和双向行走，铺设大面积磁条施工复杂，干扰变电站正常作业。惯性导航技术简单，但有累积误差，长时间工作稳定性差。完全依靠视觉导航，算法复杂且对处理器性能要求太高，同时由于变电站中设备外形单一，识别难度大。变电站强磁场干扰GPS信号，依靠GPS定位稳定...
【技术保护点】
一种变电站巡检机器人路线规划导航方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，变电站地图绘制步骤：巡检机器人上携带的激光雷达扫描变电站环境信息，绕变电站行走一周，生成变电站二维地图；基于设定大小的方格，将变电站地图处理成二维格栅化地图，存储于内存中；获取变电站二维格栅化地图的具体操作方法如下：步骤1.1，将激光雷达置于旋转云台上，云台按照设定好的角速度旋转，本专利技术转速设置为30转/分，云台可设置转速范围为20转/分‑60转/分；具体的，旋转云台必须能够承受激光雷达重量，本专利技术选择可承重5kg的旋转云台；步骤1.2，激光雷达发射激光束，记下发射时刻t1，遇到障碍物后返回，接...
【技术特征摘要】
1.一种变电站巡检机器人路线规划导航方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，变电站地图绘制步骤：巡检机器人上携带的激光雷达扫描变电站环境信息，绕变电站行走一周，生成变电站二维地图；基于设定大小的方格，将变电站地图处理成二维格栅化地图，存储于内存中；获取变电站二维格栅化地图的具体操作方法如下：步骤1.1，将激光雷达置于旋转云台上，云台按照设定好的角速度旋转，本发明转速设置为30转/分，云台可设置转速范围为20转/分-60转/分；具体的，旋转云台必须能够承受激光雷达重量，本发明选择可承重5kg的旋转云台；步骤1.2，激光雷达发射激光束，记下发射时刻t1，遇到障碍物后返回，接收端接收到返回的激光束后，记下接收时刻t2，由发射到接收所用时间计算出巡检机器人到障碍物的距离X，X=12×(t2-t1)×c]]>c为真空中光速，这里取值为2.9979×108m/s；同时记下发射激光束时刻云台的旋转角度θ，该时刻探测的地图信息为(X1，θ1)；将巡检机器人处于该位置各时刻的距离和角度信息(Xi，θi))存入二维数组A(Xi，θi)，生成变电站局部地图；巡检机器人绕变电站一周，以初始时刻为基准，合并各局部地图的相同部分，将各局部地图拼接为变电站地图；步骤1.3，选取边长20cm的正方形作为一个方位块，若方位块内有障碍物则此方位块不能通行，记为黑色；若方位块内无任何障碍物，则此方位块可以安全通行，记为白色；此时生成变电站二维格栅化地图；步骤2，变电站设备图像特征采集步骤：巡检机器人上携带的高清全方位摄像头扫描变电站设备图像信息，绕变电站行走一周；采集的图像经过灰度化处理和锐化滤波，选择特征图像作为道路和设备识别依据，存储于内存中；步骤3，路径规划步骤：根据变电站设备物理特性和所处位置，规划最优巡检路径，巡检机器人按照设定的路线依次检测变电站各设备；步骤4，周围环境地图绘制步骤：巡检机器人上携带的激光雷达扫描周边环境信息，生成周边环境二维格栅化地图；步骤5，地图匹配步骤：将周边环境地图与变电站地图对比，识别出巡检机器人所处位置，实现粗定位；步骤6，视觉矫正步骤：巡检机器人上携带的高清全方位摄像头获取周围设备图像信息，将周围设备图像信息与存储的设备特征图像对比识别自身位置，矫正地图匹配环节的误差，实现更高精度的定位；步骤7，定位检验步骤：检验地图匹配定位和视觉定位...
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