基于激光定位的变电站智能巡检机器人导航系统设计

导航和定位是变电站智能巡检机器人完全自主运行的关键,针对巡检机器人现有导航定位方式的不足,将激光定位技术应用于巡检机器人导航,设计了巡检机器人激光导航系统,详细介绍了系统的软硬件结构及实现方法,并在室外环境下对导航系统进行了实验测试;实验结果表明,巡检机器人运行平稳,具有较高的导航控制精度;实验中机器人的运行轨迹重合度较好,直线运行时运动轨迹与路径横向垂直偏差在±15mm以内,航向偏差可控制在±1.5°左右。     

变电站智能巡检机器人激光导航系统研究

针对现有变电站智能巡检机器人导航定位方式的不足,将激光定位技术应用于巡检机器人导航,设计了巡检机器人激光导航原型系统,并在室外环境下对其进行了实验测试,实验结果表明,巡检机器人运行平稳,具有较高的导航控制精度.另外,文中详细论述了巡检机器人激光导航系统实现过程中所涉及的激光定位及导航控制原理,并给出了导航系统的硬件组成结构和软件执行流程.     

基于机器视觉技术的变电站巡检机器人自动导航系统

该文设计基于机器视觉技术的变电站巡检机器人自动导航系统,有效规划巡检机器人巡检路径,实现巡检机器人自动导航。该系统利用以PIC16F73为单片机的核心控制器,通过机器视觉采集模块采集变电站巡检设备和路线图像,经过图像处理模块分割、去噪处理后,由无线传输模块传输至巡检导航模块,结合栅格法和蚁群算法得出变电站巡检机器人路线规划最优路线;利用PID控制器控制巡检机器人按照规划路线行驶,实现变电站巡检机器人自动导航。实验结果表明,该系统无线通信性能好、覆盖范围广,可准确采集变电站巡检设备和路线图像并精准实现巡检机器人定位,能够有效规划巡检路线,实现巡检机器人自动导航。     

无人值守变电站巡检机器人导航系统研究

无人值守变电站设备巡检机器人导航定位系统是实现设备巡检工作的关键技术之一,为此设计了一种由光纤陀螺、里程仪、加速度计、差分GPS和导航计算机构成的硬件系统,并基于差分GPS定位、航位推算（DR）导航原理设计了该组合导航系统软件,系统的特点是采用了初始自寻北、切换式组合导航方式,该方法简单易行、实用性较强。实验表明,该系统能为变电站设备巡检机器人提供连续、实时、较高精度的导航定位。     

基于光纤陀螺的DGPS/DR组合导航定位系统的设计与实现

针对导航定位系统是变电站设备巡检机器人的关键技术之一,设计了一种由光纤陀螺仪、里程仪、加速度计、差分GPS和FPGA/DSP构成的导航计算机组成的硬件系统,并基于差分GPS定位、航位推算(DR)导航原理设计了该组合导航系统软件,系统采用了初始自寻北、切换式组合导航定位方式,该方法简单易行、实用性较强,实验表明该系统能为变电站设备巡检机器人提供连续、实时、较高精度的导航定位.     

变电站智能巡检机器人监控系统设计与实现

变电站巡检机器人可以帮助巡检人员完成大量的重复性工作,不仅仅节省人力成本,还可以避免由于人员懈怠所可能导致的安全隐患。而一套完整的巡检机器人监控与操作系统是变电站巡检机器人能否正常工作的关键。正是介绍如何系统地设计与实现变电站巡检机器人操控系统。包括协助巡检工作人员完成巡检任务的人机交互软件,以及为了实现无人巡检所采用的仪表设备图像处理算法。着重介绍了监控软件的设计,通过运用设计模式的方法,模块化、层次化的实现各个控制功能,处理室外无人作业的巡检机器人可能遇到的各种突发异常,让整个巡检系统可以安全平稳的运行。     

基于激光传感器的变电站巡检机器人导航

针对变电站环境复杂,人工巡检强度大,效率低的问题,研究了基于激光雷达的巡检机器人系统。采用激光即时定位与地图构建(SLAM)算法建立环境地图,应用自适应蒙特卡洛定位(AMCL)算法结合激光以及里程计的数据进行实时定位。针对变电站环境,在地图中标定巡检坐标以及路径中的关键点,设计了全局路径规划以及点对点的导航算法。实验结果表明:巡检机器人能在室内外有效工作,室内外测试条件下的x和y方向的平均绝对误差均小于2 cm,角度的平均绝对误差均小于2°。     

一种输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现

介绍了一种超高压输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现方法．根据巡检作业任务的要求，采用遥控与局部自主相结合的控制模式实现巡检机器人沿线行走及跨越障碍．设计了巡检机器人有限状态机模型，实现了机器人遥控与局部自主控制的有机结合．采用基于激光传感器定位的方法实现了巡检机器人的自主越障控制．实验结果表明，该机器人可实现沿线行走及自主跨越障碍，从而验证了控制系统设计的有效性与合理性．     

变电站巡检机器人控制系统设计

本文针对变电站设备巡检工作的实际情况,提出了一种基于嵌入式Linux操作系统的巡检机器人控制系统的软件体系结构;完成了在PC104硬件模块上的机器人控制系统的设计,介绍了本嵌入式系统软件的总体流程;给出了PMAC运动控制卡驱动程序的实现过程.现场运行试验表明,该控制系统可以真正形成全监控方式,可以大大提高变电站设备运行的安全性、可靠性和实时性.     

基于Android的变电站巡检机器人辅助配置系统

变电站巡检机器人在投运前需要进行变电站的巡检模型配置,而现有的配置流程存在不足之处,针对这些不足设计并实现了一种基于Android的变电站巡检机器人辅助配置系统。阐述了该辅助配置系统的总体结构,介绍了Android应用程序的实现,论述了辅助配置流程。测试结果表明,该辅助配置系统提高了工程服务人员在现场的配置效率,降低了配置工作的强度,延长了单次配置的时间。     

Research on Application of Location Technology in 3D Virtual Environment Modeling System for Substation Switch Indicator

Substation inspection work plays a very important role in ensuring the normal production and the safe operation of a transformer substation. Use of a substation inspection robot can effectively solve the omission problems of a manual inspection. It can further improve the unmanned and automation of substation and improve security of station. A substation inspection system requires the establishment of a spatial position relation between the robot and the inspection object in the monitoring station. Key technology is the spatial location of the object being detected in the substation. The position of inspection object is unknown. This paper gives technical route of monocular vision positioning system based on switch indicator sign cooperative target. The knife switch indicator is one of the most important objects in the substation inspection. Usually the switch indicator lies in the middle or top of the substation equipment and conventional method can’t measure. This paper presents a substation label measurement method based on monocular vision. In this method, the label frame of knife switch indicator is as a cooperative target. The 3D coordinates and attitude of the label frame can be calculated in a camera coordinates system. At the same time, this paper introduces an extraction process of knife brake indicator label with multi-features under complex background. At last, we do simulation experiment for positioning technology of 3D virtual environment modeling system for substation switch indicator. Simulation results show that the method introduced in this paper can realize positioning of substation switch indicator label.     

一种基于卡尔曼滤波的DR/LMS组合导航定位算法

本文介绍了一种基于DR航位推算与LMS高精度激光雷达全向测距技术的组合式导航定位系统,旨在应用于强电磁干扰环境下的变电站智能机器人自动巡检环境。DR/LMS组合式导航定位系统原理相对简单、实现方便、实时性强,且与其他组合式导航系统相比,在满足同样定位精度的前提下,成本低廉,现场运行效果良好。特别地,本文提出了一种基于卡尔曼滤波方法的定位精度优化估计方法,对原有定位及导航精度(定位精度可以达到cm级)加以改进与优化,进一步提高了导航系统的稳定性与精确性。整个系统模型及控制策略的实现基于工业用PC控制板的上位机LABVIEW软件控制系统,并结合MATLAB软件进行仿真与数据分析,经现场运行测试,定位及导航精度完全可以满足现场工业环境的应用需求.     

基于MDH模型的导盲机器人定位精度检测系统设计

传统导盲机器人定位精度检测系统检测精准度和定位精准度较低。为了解决上述问题,基于MDH模型设计了一种新的导盲机器人定位精度检测系统,系统硬件进行处理,将其分为定位信号采集模块、传感模块及精度检测模块进行系统设计操作,选用KX-8295W智能化数据采集器实现数据定位,选用S18-2VNDL-2M传感器进行数据传感操作,利用T1500X22110-P1500450GD激光发射器,将可见光打出,并根据光折射的角度进行精度数据位置分析,查找理论型数据位置为定位数据。分别设计了数据通信应用程序、滤波处理应用程序和数据传输与检测应用程序。为验证系统的效果,设定对比实验,结果表明,相比较于传统系统,基于MDH模型的导盲机器人定位精度检测系统检测精准度提高了15.21%,定位精准度提高了22.34%。     

基于人工路标的室内机器人导航方法

在室内环境下,以往的人工路标设计方案,其识别算法复杂,准确率较低,而且难以满足实时性的要求.针对这样的问题,本文设计了两种新的人工路标:定位人工路标和纠偏人工路标,不仅可以有效地帮助室内移动机器人导航定位和纠偏,而且具有识别简单快速的优点.机器人实时识别定位人工路标,并根据识别的纠偏人工路标来调整自身的位置和运动方向,使得机器人可以沿着事先规划好的路径顺利前行.通过实验表明,在室内光线较暗、适中、强光三种光线条件下,两种人工路标识别准确率高,且识别速度快,能够满足导航实时性的要求.     

Study on Visual Positioning Based on Homography for Indoor Mobile Robot

Monocular visual positioning for indoor mobile robot is concerned in this paper.A new visual positioning method based on homography matrix in Euclidean space is proposed.It can calculate the position and pose of the mobile robot according to the intrinsic parameters of camera and two position-known points in a plane.It is very simple and low cost in computation.The experimental results show its effectiveness.     

基于单应性矩阵的室内移动机器人视觉定位研究

Monocular visual positioning for indoor mobile robot is concerned in this paper. A new visual positioning method based on homography matrix in Euclidean space is proposed. It can calculate the position and pose of the mobile robot according to the intrinsic parameters of camera and two position-known points in a plane. It is very simple and low cost in computation. The experimental results show its effectiveness.     

基于RSSI的机器人室内卡尔曼滤波定位算法研究

针对移动机器人在室内环境中定位难的问题,提出了一种基于RSSI（Receive Signal Strength Indicator）的卡尔曼滤波定位算法。利用基于RSSI的定位方法估算用户的位置坐标,利用卡尔曼滤波算法对用户的估算位置坐标进行优化处理,以提高室内定位系统的性能和稳定性。实验结果表明,卡尔曼滤波算法是鲁棒的,可以有效改善系统的定位精度,达到了预期的目的。     

基于ARM的六足仿生机器人野外定位系统

为了更好地控制六足仿生机器人适应野外作业环境,针对机器人野外定位问题,提出了一种六足仿生减灾救援机器人无线野外定位系统解决方案,方案以三星S3C2440为硬件平台,以嵌入式linux系统为软件平台,设计了六足仿生机器人野外定位系统。通过GPS全球定位系统进行六足仿生机器人的定位,利用GPRS实现网络通信,并将定位信息传输到终端设备,终端设备通过发送命令的方式控制六足仿生机器人实现相应的动作。实验证明：该系统的稳定性好,可靠性较高,能较好的满足六足仿生减灾救援机器人野外定位的需求。     

单目视觉人工路标辅助的移动机器人导航方法

室内机器人在采用里程计法长距离导航时,定位精度下降很快,以及以往人工路标定位方案的识别准确率低,又难以满足导航实时性的要求. 针对这些问题,本文设计了能快速准确识别的人工路标,从而来修正机器人里程计法导航的累计误差,并通过卡尔曼滤波将人工路标和里程计法的定位信息有效地融合起来. 实验结果表明,数字人工路标的识别准确率高,且识别速度满足导航实时性的要求,该方法有效地提高了移动机器人里程计法导航时的精度和鲁棒性.     

神经外科机器人定位精度研究

针对机器人辅助神经外科手术对高精度的要求，对“黎元”神经外科机器人的定位精度进行了研究．考虑到关节轴的微小偏差，基于修正的DH运动学模型对机器人的实际几何参数进行了辨识．采用基于误差反传（BP）算法的多层前馈神经网络对各关节的传动误差进行了补偿．利用高精度的三坐标测量臂对“黎元”神经外科机器人的定位精度进行了测量．结果表明，该机器人绝对定位精度最大值为1.63 mm，平均值为1.04 mm，较以前有了很大提高，能够满足多数神经外科手术的需要．