變電站智能巡檢機器人的定位和導航.pdf

1、隨著我國智能電網(wǎng)2.0概念的提出，輸電環(huán)境和輸電設備朝著更加安全、高效、無人、信息化等方向發(fā)展。同時伴隨著世界范圍內智能機器人行業(yè)的迅速發(fā)展，能夠代替人工去檢測線路和儀器儀表的變電站智能巡檢機器人的研發(fā)逐漸成為各大研究機構和高校的研究熱點。現(xiàn)有的變電站巡檢設備的導航和定位多采用磁導航、鋪設磁感線或者RFID等設備，建設成本高昂，對基礎設施破壞嚴重，都有其自身所不能克服的缺點。本文綜合以前（相關）設備的設計的經(jīng)驗和原則，在此基礎上設計了一

2、套變電站智能巡檢系統(tǒng),利用其攜帶的高清攝像機和紅外攝像機對輸電線路溫度進行檢測和儀器儀表參數(shù)的讀取。同時結合視覺信息和編碼器的信息，更加精確的實現(xiàn)了機器人的定位和導航。本文的主要內容可以從以下方面進行概括：
　　在硬件方面進行了設計，包括運動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、遠程服務器等。運動系統(tǒng)是指機器人運動平臺，本系統(tǒng)所采用的是雙輪差速機器人，兩個驅動輪和一個從動輪?？刂葡到y(tǒng)包括對機器人運動平臺的控制及對圖像采集設備的控制，

3、其中包括速度控制和角速度控制。在視覺系統(tǒng)的設計中，采用了載有高清相機和紅外相機的云臺系統(tǒng)。在通信系統(tǒng)的設計中，采用了無線通信和有線通信相結合的方式。在機器人平臺及其載有的設備中采用有線通信的方式進行通信，但在機器人與遠端服務器之間采用無線WiFi的方式進行通信。采用mysql數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)，以便在遠端進行檢測和控制。
　　在機器人的路徑規(guī)劃方面，改進了傳統(tǒng)的A*算法求出的最短路徑的方法，通過利用flyod算法將A*算法求出的路線去

4、除多余的拐點和長度，減少機器人需要轉折的次數(shù)，利用圓弧算法將路線進行平滑，最后生成適于雙輪差速機器人運行的光滑最短路線。
　　在機器人運動控制方面，通過利用編碼器反饋的信息，對電機的速度進行實時的控制，根據(jù)陀螺儀反饋的信息，對機器人的角速度進行精確控制。
　　在機器人定位方面，改進了傳統(tǒng)的基于編碼器的航跡推算方法，利用機器人跟蹤張貼在環(huán)境中的二維碼的視覺信息，基于特征點的檢測和匹配讀取二維碼信息，從而得出二維碼在環(huán)境中的位置