一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法及系统，包括：测量得到载体的角速度与比力信息，并将两者输入到捷联惯导系统中；捷联惯导系统解算得到载体的位置信息，同时结合UWB标签发送到捷联惯导系统的基站位置，推导出捷联惯导系统对应的RTT距离信息；根据RTT距离信息与通过UWB定位系统得到的RTT测距值做差得到观测量并结合状态量建立卡尔曼滤波模型；通过卡尔曼滤波模型进行状态估计得到捷联惯导系统中的最优估计值并反馈到捷联惯导系统中，校正得到载体最终的位置、速度和姿态角信息。本发明专利技术可自主智能获取自身位置信息，避免安全隐患，同时实现了不依赖卫星信号、室内外变电站环境下全天候以及全天时定位。位。位。

【技术实现步骤摘要】
一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及带电作业平台定位的
，尤其涉及一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法及系统。

技术介绍

[0002]目前相对成熟的带电作业平台主要针对配电线路、送电线路，以绝缘斗臂车的形式为主，而针对变电站的带电作业平台设计仍处于初步发展的阶段，由于变电站电力设备数量大、种类多、电磁环境复杂、对面向变电站环境的带电作业平台安全作业距离提出了严苛要求。
[0003]目前主流的带电作业平台的定位方法有目视定位、卫星导航定位、视觉定位等，目视定位具体指通过带电作业工作人员目视平台与带电作业区域位置，进行人工遥控，使用场景多，但是存在依赖工作人员经验、增加工作人员工作强度、存在安全隐患等问题，智能化程度不高；卫星导航定位主要用于室外配电线路、送电线路，利用卫星增强技术可以实现厘米级定位精度，但是面向变电站环境，存在变电设备、复杂电磁信号干扰等问题，造成定位精度下降甚至定位功能丢失的情况，对环境依赖程度高，用于变电站环境时同样存在安全隐患；视觉定位时通过摄像头采集图像，利用图像处理算法对带电作业平台进行定位，其不依赖外界条件，但是带电作业平台存在弱刚性、户外变电站光照条件变化大、成像背景复杂、感应电弧放电干扰及识别物轮廓模糊等问题，定位精度不高。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术目的是提供一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法，解决目前带电作业平台存在弱刚性、户外变电站光照条件变化大、成像背景复杂、感应电弧放电干扰及识别物轮廓模糊等原因导致的定位精度不高的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法方法，包括：测量得到载体的角速度与比力信息，并将两者输入到捷联惯导系统中；
[0008]所述捷联惯导系统解算得到载体的位置信息，同时结合UWB标签发送到捷联惯导系统的基站位置，推导出捷联惯导系统对应的RTT距离信息；
[0009]根据所述RTT距离信息与通过UWB定位系统得到的RTT测距值做差得到观测量并结合状态量建立卡尔曼滤波模型；
[0010]通过所述卡尔曼滤波模型进行状态估计得到捷联惯导系统中的最优估计值并反馈到捷联惯导系统中，校正得到载体最终的位置、速度和姿态角信息。
[0011]作为本专利技术所述一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其中：所述捷联惯导系统解算得到载体的位置信息，同时结合UWB标签发送到捷联惯导系统的基站位置，推导出捷联惯导系统对应的RTT距离信息包括将所述捷联惯导系统解算得到的载体位置坐标
转换到地理坐标系中并解算成载体与基站之间的RTT距离信息。
[0012]作为本专利技术所述一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其中：所述观测量包括将所述RTT距离信息与所述RTT测距值做差。
[0013]作为本专利技术所述一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其中：将所述捷联惯导系统解算得到的载体位置坐标转换到地理坐标系中包括，
[0014]捷联惯导系统解算得到的载体位置坐标为经度L、维度λ以及高度h并将其转换到地理坐标系中，分别用表示，可得：
[0015][0016][0017]其中，R为地球椭圆长半轴长度，f为地球椭圆扁率。
[0018]作为本专利技术所述一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其中：所述RTT距离信息包括具体公式如下：
[0019][0020]其中，为SINS推算的载体与第i个基站的RTT测距信息为第i个基站坐标在地理坐标系下的坐标。
[0021]作为本专利技术所述一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其中：所述观测量表示如下：
[0022][0023]其中，δd
i
为卡尔曼滤波的观测量，为UWB系统测量得到的基站与标签之间的RTT测距值。
[0024]作为本专利技术所述一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其中：所述状态量包括陀螺仪在三轴方向上的测得高斯噪声、加速度计在三轴方向上的测得高斯噪声、平台在经纬高三方向的位置误差、三轴方向的速度误差以及UWB测距误差。
[0025]第二方面，本专利技术实施例提供了一种面向变电站环境的带电作业平台定位系统，包括，
[0026]采集模块，用于测量得到载体的角速度与比力信息，并将两者输入到捷联惯导系统中；
[0027]模型搭建模块，用于所述捷联惯导系统解算得到载体的位置信息，同时结合UWB标签发送到捷联惯导系统的基站位置，推导出捷联惯导系统对应的RTT距离信息，根据所述RTT距离信息与通过UWB定位系统得到的RTT测距值做差得到观测量并结合状态量建立卡尔曼滤波模型；
[0028]估计模块，用于通过所述卡尔曼滤波模型进行状态估计得到捷联惯导系统中的最优估计值并反馈到捷联惯导系统中，校正得到载体最终的位置、速度和姿态角信息。
[0029]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算设备，包括：
[0030]存储器和处理器；
[0031]所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本专利技术任一实施例所述的面向变电站环境的带电作业平台定位方法。
[0032]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述面向变电站环境的带电作业平台定位方法。
[0033]本专利技术的有益效果：使用本专利技术提出一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法，可以使带电作业平台自主智能获取自身位置信息，避免人员带来的安全隐患，同时实现了不依赖卫星信号，可以实现室内外变电站环境下的定位功能，最后相比于视觉定位，实现了全天候、全天时的定位功能。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0035]图1为本专利技术一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法的整体框架图。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0037]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0038]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其特征在于：包括，测量得到载体的角速度与比力信息，并将两者输入到捷联惯导系统中；所述捷联惯导系统解算得到载体的位置信息，同时结合UWB标签发送到捷联惯导系统的基站位置，推导出捷联惯导系统对应的RTT距离信息；根据所述RTT距离信息与通过UWB定位系统得到的RTT测距值做差得到观测量并结合状态量建立卡尔曼滤波模型；通过所述卡尔曼滤波模型进行状态估计得到捷联惯导系统中的最优估计值并反馈到捷联惯导系统中，校正得到载体最终的位置、速度和姿态角信息。2.如权利要求1所述的面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其特征在于：所述捷联惯导系统解算得到载体的位置信息，同时结合UWB标签发送到捷联惯导系统的基站位置，推导出捷联惯导系统对应的RTT距离信息包括将所述捷联惯导系统解算得到的载体位置坐标转换到地理坐标系中并解算成载体与基站之间的RTT距离信息。3.如权利要求1所述的面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其特征在于：所述观测量包括将所述RTT距离信息与所述RTT测距值做差。4.如权利要求2所述的面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其特征在于：将所述捷联惯导系统解算得到的载体位置坐标转换到地理坐标系中包括，捷联惯导系统解算得到的载体位置坐标为经度L、维度λ以及高度h并将其转换到地理坐标系中，分别用表示，可得：表示，可得：其中，R为地球椭圆长半轴长度，f为地球椭圆扁率。5.如权利要求2或4所述的面向变电站环境的带电作业平台定位方法，其特征在于：所述RTT距离信息包括具体公式如下：其中，为SINS推算的载体与第i个基站的RTT测距信息为第i个基站坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：张富荣，沈忠亮，崔大铭，陈睿，张自勤，陈兴国，曹博文，苟正涛，郑瑞东，杨长旺，李劲松，陈超，陈松，董亮，黄楠，廖龙，杨韩，王腾，番禹，张屹，保飞熊，宁晓楠，丁元元，杨世凯，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司德宏供电局，
类型：发明
国别省市：