一种磁轨迹线导航智能巡检机器人及其导航方法技术

本发明专利技术公开了一种磁轨迹线导航智能巡检机器人及其导航方法，该机器人包括机器人本体、多根直线磁轨迹线、多根弧形线磁轨迹线、RFID标签和RFID识别器，直线磁轨迹线连接弧形线磁轨迹线，直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线之间相互连接形成巡检机器人的行走线路。通过主控系统控制运动控制系统，使巡检机器人沿着直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线行走，根据数字PID位置型控制算法，得知当前巡检机器人的实时位置和路况，并确认巡检机器人的在该时刻位置的偏差量，当遇到交叉路口时，通过三目视觉传感器采集当前交叉路口的路况信息，将路况信息发送给主控系统，并通过磁轨迹线的定向导航识别，由视觉采集和磁轨迹线相结合后，提高巡检机器人的定位精度。

An Intelligent Patrol Robot with Magnetic Track Navigation and Its Navigation Method

The invention discloses an intelligent inspection robot based on magnetic trajectory navigation and its navigation method. The robot includes the robot body, multiple linear magnetic trajectories, multiple arc magnetic trajectories, RFID tags and RFID recognizers. The linear magnetic trajectories connect the arc magnetic trajectories, and the linear magnetic trajectories and arc magnetic trajectories connect each other to form the trajectory of the inspection robot. Road. The motion control system is controlled by the main control system to make the inspection robot walk along the magnetic trajectory of straight line and arc line. According to the digital PID position control algorithm, the real-time position and road condition of the inspection robot are known, and the deviation of the inspection robot's position at that time is confirmed. When encountering the intersection, the current intersection road is collected by three-eye vision sensor. The road condition information of the port is sent to the main control system, and the location accuracy of the inspection robot is improved by the combination of visual acquisition and magnetic trajectory through the directional navigation recognition of magnetic trajectory.

【技术实现步骤摘要】
一种磁轨迹线导航智能巡检机器人及其导航方法
本专利技术涉及变电站自动巡检领域，具体涉及一种磁轨迹线导航智能巡检机器人及其导航方法。
技术介绍
随着世界电网的进步，尤其是当智能电网的概念被提出后，世界范围内关于如何提升电网的安全性、效率和稳定性成为争相研究的热点。变电站作为电网设备使用的集中点和关键点，确保变电站的智能化、安全化运行关系到企业的生产和人民的正常生活。目前变电站进行日常检查与维护大多采用人工巡检的方式，然而这种方式需定期、定时的检查相应设备与记录数据，然后依据经验进行判别处理。这就需要工作人员进行重复性的工作，容易使员工产生厌烦情绪，不利于工作的展开，同时设备的检查多为依靠感官上的简单分析和定性，用触觉感知设备的升温和振动情况，利用听觉检测是否有杂音，用嗅觉检查是否有异味，在正常天气或许记录与观察的数据较为准确，但在极端天气下如下雨、刮风、暴雪等气候条件下，存在着危险度高、困难度大、误检漏检等事件频繁发生。根据我国电力部门在2011年关于电网的调查和运行报告中明确指出，变电站中的设备因为人的工作失误和各种意外情况的影响，造成的经济直接损失每年可达26亿元。由此可见用上述方式检测变电站设备，很难满足广大人民和企业对供电质量的要求。为了减少设备的损失和确保变电站的正常运行，使用机器人代替人进行变电站巡检的想法被提了出来。智能巡检机器人按巡检方式分为自主模式和遥控模式，携带高清CCD相机，红外成像仪和拾音器等设备，根据变电站中设备和线路的安置点，在此区间进行运动和检测，能够提前根据温度判断线路是否存在超功率或者短路情况，根据仪器仪表的读数能够判断设备是否存在压力不足或过大以及是否存在漏油等情况。及时提供设备潜在隐患的数据，通过分析提前发现问题，自动报警或者进行一些简单的维护处理。变电站的检测工作大致一般分为厂房内设备的检测和厂房外设备的检测，而不管是设备的检测和厂房外设备的检测均要涉及地面检测和高空检测，针对厂房内设备的地面检测和厂房外设备的地面检测，常常需要通过越障智能巡检机器人来进行检测，帮助巡检机器人进行越障或者避障，保证其工作的进行。而对于厂房内设备的高空检测和厂房外设备的高空检测，对于巡检机器人的要求更高，常常需要具有爬坡、爬梯、爬杆、爬臂、爬线等多种功能，才能完成相应变电站设备的检测工作。有鉴于此，本专利技术针对厂房内设备的地面检测和厂房外设备的地面检测，提出一种磁轨迹线导航智能巡检机器人及其导航方法，保证完成变电站地表上的检测工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种磁轨迹线导航智能巡检机器人及其导航方法。为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：一种磁轨迹线导航智能巡检机器人，包括机器人本体、多根直线磁轨迹线、多根弧形线磁轨迹线、RFID标签和RFID识别器，所述直线磁轨迹线连接弧形线磁轨迹线，所述直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线之间相互连接形成巡检机器人的行走线路，所述机器人本体上设有RFID识别器，所述直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线的侧面设有RFID标签，所述RFID标签和RFID识别器相匹配，所述机器人本体还包括设置在机座上的主控系统、运动控制系统、信息采集系统和电源系统，所述运动控制系统、信息采集系统、电源系统均与所述主控系统相连接；所述主控系统：用于接收远程遥控指令，控制所述运动控制系统，使巡检机器人沿着直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线行走，并实时的将巡检机器人的位置、位姿、传感器信息发回到监控后台终端，以获取变电站周围环境信息，保证巡检机器人完成变电站的巡检工作；所述运动控制系统：用于控制驱动设备的正常工作，保证巡检工作的正常进行；所述信息采集系统：通过传感器，采集变电站巡检点周围的相关信息，并将其传输给主控系统，完成变电站周围的信息采集工作；所述电源系统：用于给巡检机器人的用电设备供电，保证巡检机器人的可持续续航工作。进一步，所述机器人本体的下部设有磁传感设备，所述磁传感设备包括前磁传感设备和后磁传感设备，所述前磁传感设备用于巡检机器人的前侧导航，所述后磁传感设备用于巡检机器人的后侧定位。。进一步，所述信息采集系统包括三目视觉传感器、雷达避障传感器、姿态传感器、红外测距传感器、温湿度传感器和传感器采集模块，所述三目视觉传感器、雷达避障传感器、姿态传感器、红外测距传感器、温湿度传感器均与所述传感器采集模块相连接，所述传感器采集模块连接所述主控系统。进一步，所述机器人本体还包括报警系统，所述报警系统包括报警灯和报警喇叭；所述报警灯：用于巡检机器人遇到特殊情况时闪烁报警灯，起到警示的作用；所述报警喇叭：用于巡检机器人遇到特殊情况时鸣笛，起到警示的作用。进一步，所述机器人本体的两侧设有履带机构。又一方面提供一种磁迹线导航智能巡检机器人导航方法，其特征在于包括以下步骤：(a)先通过监控后台终端的数据库调取该变电站的地理地图信息，根据检测地面检测区域的地形和地貌，在地面检测区域上设置多根直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线，并设置的多根直线磁轨迹线标记为A1直线磁轨迹线、A2直线磁轨迹线、A3直线磁轨迹线……，设置的多根弧形线磁轨迹线标记为B1弧形线磁轨迹线、B2弧形线磁轨迹线、B3弧形线磁轨迹线……；在地面检测区域的交叉路口设置变向RFID标签，并将变向RFID标签标记为C1变向RFID标签、C2变向RFID标签、C3变向RFID标签……；(b)将需要参加巡检的巡检机器人进行深度学习，深度学习的内容包括该巡检机器人需要检测的区域、行走的直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线的规划线路和行走长度、需要检测的变电站设备的检测内容，待需要参加巡检的巡检机器人深度学习完毕后，投入到变电站的日常巡检中；(c)在需要巡检的变电站设备上设置检测RFID标签，并将检测RFID标签标记为D1检测RFID标签、D2检测RFID标签、D3检测RFID标签……；(d)巡检机器人对地面检测区域进行巡检工作：工作人员将磁迹线导航智能巡检机器人到直线磁轨迹线的起点位置开始进行工作；具体过程如下：通过主控系统控制所述运动控制系统，使巡检机器人沿着直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线行走，根据数字PID位置型控制算法，得知当前巡检机器人的实时位置和路况，并确认巡检机器人的在该时刻位置的偏差量，具体表达为公式中c(j)为目标值与当前时刻的巡检机器人的位置和姿态之差，c(j-1)为上一时刻的值；当遇到交叉路口时，通过三目视觉传感器采集当前交叉路口的路况信息，将路况信息发送给主控系统，并通过磁轨迹线的定向导航识别，由视觉采集和磁轨迹线相结合后，由主控系统做出相应的判断，选择合适的路线，并通过巡检机器人上的RFID识别器和相应的变向RFID标签匹配通过后，主控系统控制运动控制系统，使巡检机器人通过交叉路口，进行接下来的巡检工作；当三目视觉传感器采集到前方需要巡检的变电站设备后，通过巡检机器人上的RFID识别器识别相应的检测RFID标签，由巡检机器人完成该变电站设备的巡检工作，判断该变电站设备是否正常，如果该变电站设备正常，巡检机器人进行接下来的巡检工作；如果电站设备异常，巡检机器人对该变电站设备进行检修，待检修完成后进行接下来的巡检工作。。由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：本专利技术为一种磁轨迹线导航智能巡检机器人及其导航方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁迹线导航智能巡检机器人，包括机器人本体(1)、多根直线磁轨迹线(2)、多根弧形线磁轨迹线(3)、RFID标签和RFID识别器(4)，所述直线磁轨迹线(2)连接弧形线磁轨迹线(3)，所述直线磁轨迹线(2)和弧形线磁轨迹线(3)之间相互连接形成巡检机器人的行走线路，所述机器人本体(1)上设有RFID识别器(4)，所述直线磁轨迹线(2)和弧形线磁轨迹线(3)的侧面设有RFID标签，所述RFID标签和RFID识别器(4)相匹配，所述机器人本体(1)还包括设置在机座上的主控系统(7)、运动控制系统、信息采集系统和电源系统，所述运动控制系统、信息采集系统、电源系统均与所述主控系统(7)相连接；所述主控系统(7)：用于接收远程遥控指令，控制所述运动控制系统，使巡检机器人沿着直线磁轨迹线(2)和弧形线磁轨迹线(3)行走，并实时的将巡检机器人的位置、位姿、传感器信息发回到监控后台终端，以获取变电站周围环境信息，保证巡检机器人完成变电站的巡检工作；所述运动控制系统：用于控制驱动设备的正常工作，保证巡检工作的正常进行；所述信息采集系统：通过传感器，采集变电站巡检点周围的相关信息，并将其传输给主控系统(7)，完成变电站周围的信息采集工作；所述电源系统：用于给巡检机器人的用电设备供电，保证巡检机器人的可持续续航工作。...

【技术特征摘要】
1.一种磁迹线导航智能巡检机器人，包括机器人本体(1)、多根直线磁轨迹线(2)、多根弧形线磁轨迹线(3)、RFID标签和RFID识别器(4)，所述直线磁轨迹线(2)连接弧形线磁轨迹线(3)，所述直线磁轨迹线(2)和弧形线磁轨迹线(3)之间相互连接形成巡检机器人的行走线路，所述机器人本体(1)上设有RFID识别器(4)，所述直线磁轨迹线(2)和弧形线磁轨迹线(3)的侧面设有RFID标签，所述RFID标签和RFID识别器(4)相匹配，所述机器人本体(1)还包括设置在机座上的主控系统(7)、运动控制系统、信息采集系统和电源系统，所述运动控制系统、信息采集系统、电源系统均与所述主控系统(7)相连接；所述主控系统(7)：用于接收远程遥控指令，控制所述运动控制系统，使巡检机器人沿着直线磁轨迹线(2)和弧形线磁轨迹线(3)行走，并实时的将巡检机器人的位置、位姿、传感器信息发回到监控后台终端，以获取变电站周围环境信息，保证巡检机器人完成变电站的巡检工作；所述运动控制系统：用于控制驱动设备的正常工作，保证巡检工作的正常进行；所述信息采集系统：通过传感器，采集变电站巡检点周围的相关信息，并将其传输给主控系统(7)，完成变电站周围的信息采集工作；所述电源系统：用于给巡检机器人的用电设备供电，保证巡检机器人的可持续续航工作。2.根据权利要求1所述的一种磁迹线导航智能巡检机器人，其特征在于：所述机器人本体(1)的下部设有磁传感设备，所述磁传感设备包括前磁传感设备(8)和后磁传感设备(9)，所述前磁传感设备(8)用于巡检机器人的前侧导航，所述后磁传感设备(9)用于巡检机器人的后侧定位。3.根据权利要求1所述的一种磁迹线导航智能巡检机器人，其特征在于：所述信息采集系统包括三目视觉传感器、雷达避障传感器、姿态传感器、红外测距传感器、温湿度传感器和传感器采集模块，所述三目视觉传感器、雷达避障传感器、姿态传感器、红外测距传感器、温湿度传感器均与所述传感器采集模块相连接，所述传感器采集模块连接所述主控系统(7)。4.根据权利要求1所述的一种磁迹线导航智能巡检机器人，其特征在于：所述机器人本体(1)还包括报警系统，所述报警系统包括报警灯和报警喇叭；所述报警灯：用于巡检机器人遇到特殊情况时闪烁报警灯，起到警示的作用；所述报警喇叭：用于巡检机器人遇到特殊情况时鸣笛，起到警示的作用。5.根据权利要求1所述的一种磁迹线导航智能巡检机器人，其特征在于：所述机器人本体(1)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈如申，黎勇跃，
申请(专利权)人：杭州申昊科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33