變電站巡檢機(jī)器人嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，作為電網(wǎng)中負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換電壓、匯聚電流和分配電能等功能的重要結(jié)點(diǎn)，變電站不斷向少人化和無(wú)人化的方向發(fā)展，使用機(jī)器人巡檢替代人工巡檢經(jīng)驗(yàn)證是較好的解決方案之一，機(jī)器人巡檢的好處在于:可以克服人工巡檢因技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和工作態(tài)度等的不同而導(dǎo)致的檢測(cè)結(jié)果的差異;并且可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化巡檢和記錄。其中，導(dǎo)航和定位系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是后期巡檢工作順利完成的基礎(chǔ)和保障。
　　巡檢機(jī)器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)的硬件組成有:工控機(jī)、全球定

2、位系統(tǒng)接收機(jī)、接收天線、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航器件、超高頻電子標(biāo)簽閱讀器、ARM單片機(jī)信息處理模塊、控制電路板及電源供電模塊等。軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要在單片機(jī)和工控機(jī)中完成，包括信息的采集與處理，以及和外部計(jì)算機(jī)之間的通信，其中工控機(jī)上所安裝的系統(tǒng)為L(zhǎng)inux操作系統(tǒng)。在使用慣性系統(tǒng)解算姿態(tài)、速度和位置的過(guò)程中，選用雙子樣算法，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析圓錐誤差、旋轉(zhuǎn)誤差和劃槳誤差對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)位置解算結(jié)果的影響，通過(guò)對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償，可提高導(dǎo)航和定位精度。另外

3、，完成對(duì)PCB控制電路板的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多傳感器信息的處理，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。
　　通過(guò)建立姿態(tài)、速度和位置的誤差模型，設(shè)計(jì)和使用Kalman濾波算法和擴(kuò)展Kalman濾波算法對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并利用電子射頻標(biāo)簽輔助定位，以提高導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和抗干擾能力。另外，在陀螺儀初始化環(huán)節(jié)增加精對(duì)準(zhǔn)過(guò)程，設(shè)計(jì)相應(yīng)的Kalman濾波器對(duì)粗對(duì)準(zhǔn)過(guò)程計(jì)算得到的姿態(tài)角進(jìn)行修正，進(jìn)一步提高對(duì)準(zhǔn)精度。通過(guò)設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)對(duì)上述算法的有效性和準(zhǔn)確性進(jìn)行測(cè)