一种巡检机器人定位方法、系统和设备技术方案

本发明专利技术公开了一种巡检机器人定位方法、系统和设备，根据厂站区域的环境特征将厂站区域锚点划分为四种区域，分别为激光可正常定位区域、厂站定位渐变区域、厂站GPS可正常定位区域和厂站狭小区域，在机器人开机后，获取机器人的当前位置信息，从而定位到机器人当前所处的锚点区域，根据所处锚点区域采用对应的定位策略进行定位，实现了在不同厂站区域环境下分别采用可信度高的激光雷达定位、GPS定位、IMU和里程计定位的方式来对机器人进行准确定位，解决了现有的巡检机器人定位准确性受限于厂站区域环境，可靠性低的技术问题。可靠性低的技术问题。可靠性低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种巡检机器人定位方法、系统和设备


[0001]本专利技术涉及机器人定位
，尤其涉及一种巡检机器人定位方法、系统和设备。

技术介绍

[0002]对于巡检机器人，导航定位是实现机器人准确巡检的关键技术。机器人在开始部署任务之前需要对巡检场地进行建图，并确定巡检点位、路径和区域，巡检机器人按照地图、点位、路径和区域，配合激光雷达、GPS、IMU(InertialMeasurementUnit，惯性测量单元)和里程计等末端传感器进行机器人的实时定位与控制，从而完成对既定任务的巡检。对于GPS数据而言，机器人在厂站生产区域范围内行走，GPS会出现大幅度的跳变，无法完成可靠、稳定的精确定位，不能满足巡检要求。IMU及里程计在运行一段时间后，存在雷击误差，无法实现在厂站的精确定位。因此，在巡检机器人定位中，通常以激光雷达为主，GPS、IMU和里程计仅作为辅助传感数据。激光雷达在实时定位与控制时通过获取激光测距信息，利用物体的几何及纹理特征完成定位。因此，在环境高度一致且狭小的空间或空旷无明显特征的场景，激光雷达环境检测末端实时控制与定位的准确性将受到影响，无法准确识别并完成实时可靠定位。同时，在狭小空间范围内，GPS信号将失效，激光雷达也难以实现可靠的定位，机器人将无法完成定位，随着时间的推移，整个定位系统将发生混乱。因此，如何解决巡检机器人的定位准确性受限于厂站区域环境的问题，以保证在厂站区域内巡检的机器人定位的准确性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种巡检机器人定位方法、系统和设备，用于解决现有的巡检机器人定位准确性受限于厂站区域环境，可靠性低的技术问题。
[0004]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种巡检机器人定位方法，包括：
[0005]S1、获取厂站区域环境信息，根据厂站区域环境信息对厂站区域进行锚点区域划分，将厂站区域划分为激光可正常定位区域、厂站定位渐变区域、厂站GPS可正常定位区域和厂站狭小区域；
[0006]S2、初始化机器人位置信息，获得机器人的当前位置，若机器人的当前位置位于激光可正常定位区域，则执行步骤S3，若机器人的当前位置位于厂站定位渐变区域，则执行步骤S4，若机器人的当前位置位于厂站GPS可正常定位区域，则执行步骤S5，若机器人的当前位置位于厂站狭小区域，则执行步骤S6；
[0007]S3、若机器人的当前位置位于激光可正常定位区域，则在机器人移动的过程中，获取激光雷达定位的可信度，利用IMU和里程计的定位结果对激光雷达的定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果；
[0008]S4、若机器人的当前位置位于厂站定位渐变区域，则在机器人移动的过程中，同时获取激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度，若激光雷达定位的可信度和/或GPS定位
的可信度大于阈值，则判断激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度的大小，若激光雷达定位的可信度大于GPS定位的可信度，则利用IMU和里程计的定位结果对激光雷达的定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果，若激光雷达定位的可信度不大于GPS定位的可信度，则利用IMU和里程计的定位结果对GPS定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果，若激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度不大于阈值，则以IMU和里程计的定位结果作为机器人的定位结果，直至激光雷达定位的可信度或GPS定位的可信度大于阈值；
[0009]S5、若机器人的当前位置位于厂站GPS可正常定位区域，则在机器人移动的过程中，获取GPS定位的可信度，利用IMU和里程计的定位结果对GPS的定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果；
[0010]S6、若机器人的当前位置位于厂站狭小区域，则在机器人移动的过程中，获取IMU和里程计定位的可信度，利用激光雷达的定位结果对IMU和里程计的定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果。
[0011]可选地，步骤与S2之后还包括：
[0012]S7、机器人移动的过程中，判断机器人是否位于区域边界，若是，则获取IMU和里程计定位的可信度，在机器人进入目标区域之前，采用源区域的定位可信度对IMU和里程计定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果，在机器人进入目标区域时，采用目标区域的定位可信度对IMU和里程计定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果，直至机器人完全进入目标区域。
[0013]可选地，步骤S1具体包括：
[0014]在机器人开机后，获取机器人的GPS定位结果，若GPS定位结果可信度满足要求，则将GPS定位结果作为机器人的当前位置，若GPS定位结果可信度不满足要求，则获取机器人关机前的位置坐标，利用激光雷达定位结果对机器人关机前的位置坐标进行校验，若校验通过，则以激光雷达定位结果作为机器人的当前位置，若校验不通过，则人工获取机器人的当前位置。
[0015]可选地，步骤S3具体包括：
[0016]S31、若机器人的当前位置位于激光可正常定位区域，则在机器人移动的过程中，获取激光雷达定位的可信度，利用IMU和里程计的定位结果对激光雷达的定位结果进行插值验证；
[0017]S32、若激光雷达定位的可信度大于IMU和里程计定位的可信度，则将激光雷达定位结果作为机器人的定位结果；
[0018]S33、若激光雷达定位的可信度不大于IMU和里程计定位的可信度，则将IMU和里程计定位结果作为机器人的定位结果，并将机器人的移动速度降为最小行进速度，控制机器人行进预置距离范围，若在机器人行进预置距离范围内，激光雷达定位的可信度大于IMU和里程计定位的可信度，则恢复机器人的移动速度并返回步骤S32，若在机器人行进预置距离范围内，激光雷达定位的可信度不大于IMU和里程计定位的可信度，则控制机器人停止移动，进入定位报警状态。
[0019]步骤S4具体包括：
[0020]S41、若机器人的当前位置位于厂站定位渐变区域，则在机器人移动的过程中，同
时获取激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度；
[0021]S42、若激光雷达定位的可信度和/或GPS定位的可信度大于阈值，则判断激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度的大小，若激光雷达定位的可信度大于GPS定位的可信度，则利用IMU和里程计的定位结果对激光雷达的定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果，若激光雷达定位的可信度不大于GPS定位的可信度，则利用IMU和里程计的定位结果对GPS定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果；
[0022]S43、若激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度不大于阈值，则以IMU和里程计的定位结果作为机器人的定位结果，并将机器人的移动速度降为最小行进速度，控制机器人行进预置距离范围，若在机器人行进预置距离范围内，激光雷达定位的可信度和/或GPS定位的可信度大于阈值，则恢复机器人的移动速度并返回步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巡检机器人定位方法，其特征在于，包括：S1、获取厂站区域环境信息，根据厂站区域环境信息对厂站区域进行锚点区域划分，将厂站区域划分为激光可正常定位区域、厂站定位渐变区域、厂站GPS可正常定位区域和厂站狭小区域；S2、初始化机器人位置信息，获得机器人的当前位置，若机器人的当前位置位于激光可正常定位区域，则执行步骤S3，若机器人的当前位置位于厂站定位渐变区域，则执行步骤S4，若机器人的当前位置位于厂站GPS可正常定位区域，则执行步骤S5，若机器人的当前位置位于厂站狭小区域，则执行步骤S6；S3、若机器人的当前位置位于激光可正常定位区域，则在机器人移动的过程中，获取激光雷达定位的可信度，利用IMU和里程计的定位结果对激光雷达的定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果；S4、若机器人的当前位置位于厂站定位渐变区域，则在机器人移动的过程中，同时获取激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度，若激光雷达定位的可信度和/或GPS定位的可信度大于阈值，则判断激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度的大小，若激光雷达定位的可信度大于GPS定位的可信度，则利用IMU和里程计的定位结果对激光雷达的定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果，若激光雷达定位的可信度不大于GPS定位的可信度，则利用IMU和里程计的定位结果对GPS定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果，若激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度不大于阈值，则以IMU和里程计的定位结果作为机器人的定位结果，直至激光雷达定位的可信度或GPS定位的可信度大于阈值；S5、若机器人的当前位置位于厂站GPS可正常定位区域，则在机器人移动的过程中，获取GPS定位的可信度，利用IMU和里程计的定位结果对GPS的定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果；S6、若机器人的当前位置位于厂站狭小区域，则在机器人移动的过程中，获取IMU和里程计定位的可信度，利用激光雷达的定位结果对IMU和里程计的定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果。2.根据权利要求1所述的巡检机器人定位方法，其特征在于，步骤与S2之后还包括：S7、机器人移动的过程中，判断机器人是否位于区域边界，若是，则获取IMU和里程计定位的可信度，在机器人进入目标区域之前，采用源区域的定位可信度对IMU和里程计定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果，在机器人进入目标区域时，采用目标区域的定位可信度对IMU和里程计定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果，直至机器人完全进入目标区域。3.根据权利要求1所述的巡检机器人定位方法，其特征在于，步骤S1具体包括：在机器人开机后，获取机器人的GPS定位结果，若GPS定位结果可信度满足要求，则将GPS定位结果作为机器人的当前位置，若GPS定位结果可信度不满足要求，则获取机器人关机前的位置坐标，利用激光雷达定位结果对机器人关机前的位置坐标进行校验，若校验通过，则以激光雷达定位结果作为机器人的当前位置，若校验不通过，则人工获取机器人的当前位置。4.根据权利要求1所述的巡检机器人定位方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
S31、若机器人的当前位置位于激光可正常定位区域，则在机器人移动的过程中，获取激光雷达定位的可信度，利用IMU和里程计的定位结果对激光雷达的定位结果进行插值验证；S32、若激光雷达定位的可信度大于IMU和里程计定位的可信度，则将激光雷达定位结果作为机器人的定位结果；S33、若激光雷达定位的可信度不大于IMU和里程计定位的可信度，则将IMU和里程计定位结果作为机器人的定位结果，并将机器人的移动速度降为最小行进速度，控制机器人行进预置距离范围，若在机器人行进预置距离范围内，激光雷达定位的可信度大于IMU和里程计定位的可信度，则恢复机器人的移动速度并返回步骤S32，若在机器人行进预置距离范围内，激光雷达定位的可信度不大于IMU和里程计定位的可信度，则控制机器人停止移动，进入定位报警状态。5.根据权利要求1所述的巡检机器人定位方法，其特征在于，步骤S4具体包括：S41、若机器人的当前位置位于厂站定位渐变区域，则在机器人移动的过程中，同时获取激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度；S42、若激光雷达定位的可信度和/或GPS定位的可信度大于阈值，则判断激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度的大小，若激光雷达定位的可信度大于GPS定位的可信度，则利用IMU和里程计的定位结果对激光雷达的定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果，若激光雷达定位的可信度不大于GPS定位的可信度，则利用IMU和里程计的定位结果对GPS定位结果进行插值验证，将插值验证结果作为机器人的定位结果；S43、若激光雷达定位的可信度和GPS定位的可信度不大于阈值，则以IMU和里程计的定位结果作为机...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏启奖，杨英仪，王柯，吴昊，麦晓明，朱曦萌，
申请(专利权)人：南方电网电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：