變電站智能巡檢機(jī)器人的定位和導(dǎo)航.pdf

1、隨著我國(guó)智能電網(wǎng)2.0概念的提出，輸電環(huán)境和輸電設(shè)備朝著更加安全、高效、無(wú)人、信息化等方向發(fā)展。同時(shí)伴隨著世界范圍內(nèi)智能機(jī)器人行業(yè)的迅速發(fā)展，能夠代替人工去檢測(cè)線路和儀器儀表的變電站智能巡檢機(jī)器人的研發(fā)逐漸成為各大研究機(jī)構(gòu)和高校的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有的變電站巡檢設(shè)備的導(dǎo)航和定位多采用磁導(dǎo)航、鋪設(shè)磁感線或者RFID等設(shè)備，建設(shè)成本高昂，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施破壞嚴(yán)重，都有其自身所不能克服的缺點(diǎn)。本文綜合以前（相關(guān)）設(shè)備的設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和原則，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(jī)和紅外攝像機(jī)對(duì)輸電線路溫度進(jìn)行檢測(cè)和儀器儀表參數(shù)的讀取。同時(shí)結(jié)合視覺信息和編碼器的信息，更加精確的實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的定位和導(dǎo)航。本文的主要內(nèi)容可以從以下方面進(jìn)行概括：
　　在硬件方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、遠(yuǎn)程服務(wù)器等。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是指機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，本系統(tǒng)所采用的是雙輪差速機(jī)器人，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和一個(gè)從動(dòng)輪?？刂葡到y(tǒng)包括對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制及對(duì)圖像采集設(shè)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(shè)計(jì)中，采用了載有高清相機(jī)和紅外相機(jī)的云臺(tái)系統(tǒng)。在通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了無(wú)線通信和有線通信相結(jié)合的方式。在機(jī)器人平臺(tái)及其載有的設(shè)備中采用有線通信的方式進(jìn)行通信，但在機(jī)器人與遠(yuǎn)端服務(wù)器之間采用無(wú)線WiFi的方式進(jìn)行通信。采用mysql數(shù)據(jù)庫(kù)保存數(shù)據(jù)，以便在遠(yuǎn)端進(jìn)行檢測(cè)和控制。
　　在機(jī)器人的路徑規(guī)劃方面，改進(jìn)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(diǎn)和長(zhǎng)度，減少機(jī)器人需要轉(zhuǎn)折的次數(shù)，利用圓弧算法將路線進(jìn)行平滑，最后生成適于雙輪差速機(jī)器人運(yùn)行的光滑最短路線。
　　在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方面，通過利用編碼器反饋的信息，對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，根據(jù)陀螺儀反饋的信息，對(duì)機(jī)器人的角速度進(jìn)行精確控制。
　　在機(jī)器人定位方面，改進(jìn)了傳統(tǒng)的基于編碼器的航跡推算方法，利用機(jī)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(diǎn)的檢測(cè)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