一種變電站智能巡檢機器人定位坐標的自動校正裝置及校正方法與流程

2024-03-31 21:14:05 1

本發明涉及一種巡檢機器人定位坐標校準裝置，尤其涉及一種變電站智能巡檢機器人定位坐標的自動校正裝置及校正方法，屬於機器人定位技術領域。

背景技術：

當下變電站智慧機器人巡檢系統已經開始實際應用於中國各省市的電力生產過程中，但在實際應用中機器人因為定位系統的誤差，常常發生偏離既定行進路線，而終止自動作業任務的現象。且該現象一旦發生，必需認為幹預方可重新啟動機器人還原到正常工作狀態。

有鑑於此，有必要提供一種變電站智能巡檢機器人定位坐標的自動校正裝置及校正方法，以解決上述問題。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種基於rfid電子標籤、二維碼識別、雷射測距以及電子羅盤定位的多種技術共同構成的變電站智能巡檢機器人定位坐標的自動校正裝置及校正方法。該裝置及方法可以實現在變電站內針對變電站智能巡檢機器人邏輯定位系統可能出現的定位誤差，進行自動校準的功能。

為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案是：一種變電站智能巡檢機器人定位坐標的自動校正裝置，其特徵在於，包括機器人電子羅盤定位模塊及機器人電子羅盤定位修正模塊，其中：

所述機器人電子羅盤定位模塊首先根據在機器人本體裝設的電子羅盤得到機器人正面所對的方向角度，獲得機器人前進的方向角度信息；再根據裝設在機器人行進輪伺服電機上的電子計數器，獲得器人行進輪向前或向後旋轉的圈數，結合機器人行進輪的周長，計算得到機器人行進的距離信息；最後通過將上述方向角度信息和行進的距離信息的疊加構建二維坐標系中，完成機器人初步定位；

所述機器人電子羅盤定位修正模塊根據在變電站主控室地圖坐標系中關鍵坐標(如地圖物理邊界、道路拐點等)預先裝設基於rfid電子標籤和二維碼標籤，通過機器人自身攜帶的rfid電子標籤讀取器和二維碼讀取器，讀取該關鍵坐標信息，判斷機器人電子羅盤定位模塊計算得到的機器人定位坐標是否與rfid電子標籤所標記的關鍵坐標一致；如果一致不用矯正機器人電子羅盤定位系統參數，如果不一致則根據關鍵坐標位置矯正機器人電子羅盤定位系統參數，並根據電子羅盤定位系統新參數修正機器人姿態。

進一步地，所述關鍵坐標點包括地圖物理邊界、道路拐點。

進一步地，所述自動校正裝置，該裝置由電子羅盤定位系統、rfid電子標籤及讀取系統、二維碼標籤及讀取系統、雷射測距系統共同構成，其功能包括有：

1)電子羅盤定位技術構成的變電站二維定位坐標系統；

2)rfid技術的電子標籤所構成變電站二維定位坐標系統關鍵校正點，並確定其初步校正範圍；

3)基於二維碼的變電站二維定位坐標系統精確關鍵校正點，並確定機器人x軸向的精確校正參數；

4)基於雷射測距的，機器人在變電站二維定位坐標y軸向的精確校正參數。

本發明還提供一種變電站智能巡檢機器人定位坐標的自動校正方法，採用如上所述的自動校正裝置，其特徵在於，所述方法包括如下步驟：

(1)機器人行進至a點，開始降低機器人行進速度，按照保障二維碼讀取器(n)能夠正常讀取的速度勻速行進，同時開啟二維碼讀取器(n)；

(2)當二維碼讀取器(n)讀到二維碼信息(o)，證明機器人已經抵達b點，開啟雷射測距儀(m)，測量出b點到o點的距離bo；

(3)根據機器人行進輪伺服電機上的電子計數器返回發數據結合機器人行進輪的周長計算出a點到b點的實際距離ab；

(4)由於o點為rfid電子標籤和二維碼標籤標註的關鍵坐標點，同時根據a、b、o三點所構成的三角形計算出b點相對o點的具體坐標(x，y)；

(5)比較機器人電子羅盤定位模塊計算的坐標(x』，y』)，是否與坐標(x，y)相同，如果二者不同，則根據二者的實際誤差調整機器人的姿態。

進一步地，所述的關鍵坐標點包括地圖物理邊界、道路拐點。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

1.解決了變電站巡檢機器人實際應用中因為定位系統的誤差，常常發生偏離既定行進路線，導致任務終止的問題。

2.因為該裝置可以自動校正機器人的定位坐標，所以可以實現變電站巡檢機器人高精度定位。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的自動校正裝置的構成示意圖。

圖2是本發明實施例提供的自動校正裝置的使用布局示意圖。

圖3是本發明實施例提供的自動校正裝置的使用原理示意圖。

附圖中的符號說明：1-電子羅盤，2-電子計數器，3-rfid電子標籤讀取器(l)，4-障礙檢測模塊，5-rfid電子標籤讀取範圍，6-rfid電子標籤，7-二維碼標籤，8-變電站固定環境參照物，9-機器人行進路線，10-變電站二維定位坐標系統，11-機器人行進方向，12-雷射測距儀(m)，13-機器人，14-二維碼讀取器(n)。

具體實施方式

為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣在本申請所列權利要求書限定範圍之內。

本發明提供的一種基於rfid電子標籤、二維碼識別、雷射測距以及電子羅盤定位等，多種技術共同構成的，變電站智能巡檢機器人定位坐標的自動校正裝置。該校正裝置將用於自動校正機器人定位系統的誤差。

如圖1及圖2所示，本發明實施例提供變電站智能巡檢機器人定位坐標的自動校正裝置，包括2方面內容和組件：

1.機器人電子羅盤定位模塊(如圖1)。該模塊首先通過在機器人本體裝設的電子羅盤1得到機器人正面所對的方向角度，獲得機器人前進的方向角度信息。再根據裝設在機器人行進輪伺服電機上的電子計數器2，獲得器人行進輪向前(正數計數)或向後(負數計數)旋轉的圈數，結合機器人行進輪的周長，計算得到機器人行進的距離信息。最後通過將上述方向角度信息和行進的距離信息的疊加構建二維坐標系中，完成機器人初步定位。

2.機器人電子羅盤定位修正模塊。根據在變電站主控室地圖坐標系中關鍵坐標預先裝設基於rfid電子標籤6和二維碼標籤7(如圖2)，通過機器人自身攜帶的rfid電子標籤讀取器3和二維碼讀取器7，讀取該關鍵坐標信息，判斷機器人電子羅盤定位模塊計算得到的機器人定位坐標是否與電子標籤所標記的關鍵坐標一致。如果一致不用矯正機器人電子羅盤定位系統參數，如果不一致則根據關鍵坐標位置矯正機器人電子羅盤定位系統參數，並根據電子羅盤定位系統新參數修正機器人姿態。彌補因機器人行進路面不平整等外界影響帶來的定位計算誤差。

本發明實施例提供變電站智能巡檢機器人定位坐標的自動校正裝置，該裝置由電子羅盤定位系統、rfid技術的電子標籤及讀取系統、二維碼標籤及讀取系統、雷射測距系統共同構成，其功能包括有：

1.電子羅盤定位技術構成的變電站二維定位坐標系統；

2.rfid技術的電子標籤所構成變電站二維定位坐標系統關鍵校正點，並確定其初步校正範圍。

3.基於二維碼的變電站二維定位坐標系統精確關鍵校正點，並確定機器人x軸向的精確校正參數。

4.基於雷射測距的，機器人在變電站二維定位坐標y軸向的精確校正參數。

其工作原理即校正方法(如圖3)如下：

1、機器人行進至a點，開始降低機器人行進速度，按照保障二維碼讀取器(n)能夠正常讀取的速度勻速行進。同時開啟二維碼讀取器(n)。

2、當二維碼讀取器(n)讀到二維碼信息(o)，證明機器人已經抵達b點。開啟雷射測距儀(m)，測量出b點到o點的距離bo。

3、根據機器人行進輪伺服電機上的電子計數器返回發數據結合機器人行進輪的周長計算出a點到b點的實際距離ab。

4、由於o點為rfid技術的電子標籤和二維碼標籤標註的關鍵坐標點，同時根據a、b、o三點所構成的三角形計算出b點相對o點的具體坐標(x，y)。

5、比較機器人電子羅盤定位模塊計算的坐標(x』，y』)，是否與坐標(x，y)相同。如果二者不同，系統將根據二者的實際誤差調整機器人的姿態。用於彌補因機器人行進路面不平整等外界影響帶來的定位計算誤差。

本說明書未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。