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基于捷联惯导的变压器内检机器人定位方法技术

技术编号:23146750 阅读:42 留言:0更新日期:2020-01-18 12:35
本发明专利技术涉及一种基于捷联惯导的变压器内检机器人定位方法,在变压器的内部设有内检机器人,在内检机器人上设有惯性传感器模块,上电后对模块进行初始化,并读取惯性传感器的加速度和角速度信息,通过求解姿态矩阵并利用四元数进行姿态解算并求解姿态角,然后通过比力方程求解速度以及位置,通过本发明专利技术的算法,能够准确求解机器人的位置信息,从而对变压器内部故障位置进行精准定位。从而避免了定期打开变压器对其内部进行检修,缩短了工期,节约了检修成本。

Localization method of transformer internal inspection robot based on strapdown inertial navigation

【技术实现步骤摘要】
基于捷联惯导的变压器内检机器人定位方法
本专利技术涉及一种机器人定位方法,具体地说是一种基于捷联惯导的变压器内检机器人定位方法。
技术介绍
大型电力变压器是所有电力系统变电的核心高压设备,直接影响电力系统安全可靠运行,对其自身的可靠性和安全运行寿命要求很高,设计运行寿命大于40年。但在运行过程中需要定期或根据设备内部状态进行检修,安全运行是电力系统工作可靠性的必要条件。电力变压器出现的事故不但会导致自身的严重损坏,还会中断电力供应,给社会造成巨大的经济损失。大型变压器必须在固定时间进行大修检测,但由于变压器自身结构的特殊性,外壳是一个全密闭的钢结构箱体,内部充满变压器油,复杂的器身结构全部浸泡的油里,在运行中,变压器油用于绝缘和散热。所以大型变压器的大修检测、大修检查内部器身及各部件时必须进行现场吊罩,并需要放油、拆开箱体或通过人孔直接进人检查。由于整个变压器箱体采用焊接或螺栓密封成整体,内检对变压器油处理、器身干燥、真空处理要求很严,因此现场内检费用非常高且工期长,一般需要几十万到上百万元的吊罩成本,工期1周至数周。根据大型电力变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于捷联惯导的变压器内检机器人定位方法,其特征在于,包括以下步骤:/na.在变压器的内部设有内检机器人,在内检机器人上设有惯性传感器模块,上电后对模块进行初始化,并读取惯性传感器的加速度和角速度信息;/nb.求解初始姿态矩阵

【技术特征摘要】
1.一种基于捷联惯导的变压器内检机器人定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.在变压器的内部设有内检机器人,在内检机器人上设有惯性传感器模块,上电后对模块进行初始化,并读取惯性传感器的加速度和角速度信息;
b.求解初始姿态矩阵公式如下:



其中,b为载体坐标系,n为地理坐标系,ψ为惯性传感器的航向角,γ为惯性传感器的翻滚角,θ为惯性传感器的俯仰角;
c.使用四元数对姿态矩阵进行更新,更新后的姿态矩阵为:



其中,qi表示四元数;
d.姿态解算,求解姿态角,先假设姿态矩阵为:



求得姿态角为:



e.使用四元数对姿态角进行化简,得到表达式:



f.应用哥氏定理求解比力方程,得到:



其中,f为比力,g为重力加速度,用符号表示用Ven来表示矢量R求导以后的速度大小ωie表示的是地球在自转过程中产生的角速度,ωen表示的是机器人运动过程中,相对于地球自转...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵晓军李家兴李寒杨梦胡向博倪旺
申请(专利权)人:河北大学
类型:发明
国别省市:河北;13

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