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。     

变电站巡检机器人GPS导航研究

针对变电站巡检机器人磁轨迹导航方式的不足,将高精度差分GPS定位应用于巡检机器人导航,对GPS导航系统组成结构和原理进行了论述,并在变电站现场对巡检机器人GPS导航系统进行了测试,探讨了GPS导航在变电站环境中受干扰的特点与原因.     

变电站巡检机器人组合导航实验

巡检机器人应用于变电站的巡检工作,可提高变电站的智能化程度.导航和控制是机器人自主运行的重要组成部分,利用信息融合技术可在一定程度上弥补单个传感器在精确度和稳定性方面的缺陷,提高系统实用性.设计了系统的硬件平台以及相应的Kalman组合导航滤波算法,并进行了测试,结果表明,通过对GPS和INS进行信息融合,可提高导航的稳定性.     

变电站巡检机器人导航控制系统设计与实现

随着信息技术的快速发展,作为电网中的重要节点,变电站的自动化程度不断提高。日常巡检工作对于变电站的正常运行起着至关重要的作用,针对人工巡检出现的一些问题,使用机器人代替人工完成巡检工作是经过验证的较好的解决方案之一。导航和控制模块是完成巡检工作的重要组成部分,在设计的过程中需要充分考虑导航和控制模块的组成结构、传感器种类和信息交互方式等,为软件系统的实现提供保障。     

机器人在变电站智能巡检中的应用

变电站巡视维护的传统方式依靠人工感官及经验,同时辅之以部分检测仪器,由此检查并定性判断变电设备的运行情况.主观因素过多、检测质量分散、劳动强度大等是这种方法的不足之处.本文对传统巡检方式和机器人巡检方式进行了对比,并对机器人在变电站智能巡检应用过程中存在的问题提出了相应的解决措施,希望可以为今后智能变电站巡检提供参考.     

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。     

基于ROS的变电站室内巡检机器人的研究与设计

为了解决变电站室内人工巡检方式效率低、人工成本高、巡检精度低等问题,更好的促进数字化、智能化电网的发展,本文设计了一套适用于变电站室内巡检作业的机器人系统,该机器人系统包含巡检机器人终端、巡检专网、数据库、远程管理终端四部分,同时对机器人室内定位算法进行了研究,设计了机器人硬件结构,开发了机器人的控制系统,并对机器人的定位准确性、可靠性、安全性进行了模拟仿真实验和现场运行实验。实验结果显示：本文设计的巡检机器人可以很好的适应变电站室内环境,并且该机器人可以实现精确的定位与导航,对变电站室内设备运行情况进行精确巡检与故障预警,满足变电站室内巡检作业要求。最后对本次研究工作进行了总结,提出了下一步研究计划。     

基于STM32的变电站巡检机器人设计

智能电网的发展对变电站智能化水平要求越来越高,变电站传统人工巡检方式存在工作量大、缺乏系统分析和实时故障分析等缺点.针对传统巡检方式的不足,本文设计了基于STM32芯片的变电站智能巡检机器人,详细阐述了硬件结构和软件算法设计方案,然后对样机通讯系统、控制系统、智能识别诊断系统进行了测试分析.     

A robot hand-eye calibration method of line laser sensor based on 3D reconstruction

In the robotic eye-in-hand measurement system, a hand-eye calibration method is essential. From the perspective of 3D reconstruction, this paper first analyzes the influence of the line laser sensor hand-eye calibration error on the 3D reconstructed point clouds error. Based on this, considering the influence of line laser sensor measurement errors and the need for high efficiency and convenience in robotic manufacturing systems, this paper proposes a 3D reconstruction-based robot line laser hand-eye calibration method. In this method, combined with the point cloud registration technique, the newly defined error-index more intuitively reflects the calibration result than traditional methods. To raise the performance of the calibration algorithm, a Particle Swarm Optimization - Gaussian Process (PSO-GP) method is adopted to improve the efficiency of the calibration. The experiments show that the Root Mean Square Error (RMSE) of the reconstructed point cloud can reach 0.1256 mm when using the proposed method, and the reprojection error is superior to those using traditional hand-eye calibration methods.     

基于不确定网格地图的移动机器人导航

研究了在未知环境下的移动机器人导航问题．在分析超声传感器不确定性模型的基础上,根据模糊集理论创建网格地图来描述机器人工作环境,使用模糊隶属度表示网格占用状态．通过网格信息融合来减弱传感器测量误差,提高网格地图的精度．提出基于模糊网格地图的路径规划算法,利用重复局部优化路径搜索来实现全局路径规划．机器人通过交替进行创建地图和路径规划两个基本过程来完成导航任务．仿真结果表明创建的地图能较精确地表示环境信息。规划的路径可以使机器人安全地到达目的地．     

高压巡线机器人电磁传感器导航方法

提出了一种采用电磁传感器为高压巡线机器人沿输电线路相线进行导航的方法。该方法根据相对值检测原理,通过合理布局的传感器测头阵列,将空间划分为不同的区域,根据传感器的输出,经过特定的算法,即可判断高压导线相对于机器人的空间位姿。实验室及实际线路带电运行实验表明:电磁传感器工作可靠,导航方法切实可行,稳定识别精度为10 mm,满足实际线路带电运行要求。     

工业机器人视觉检测系统的现场标定技术

介绍了基于通用工业机器人柔性在线视觉检测系统的坐标测量原理。为了获得封闭和准确的系统坐标变换链,以MD—H模型为基础建立了机器人的距离精度校准模型,同时,对多个校准点运用奇异值分解的形式分步求解旋转矩阵和平移矩阵,实现机器人基础坐标系与激光跟踪仪坐标系之间的配准,进而完成多台机器人基础坐标系与车身坐标系的统一。实验表明:该方法操作简单,能够获得±0.30 mm的标定精度。     

基于触须传感器的移动机器人纹理识别

啮齿类动物能够通过触须获得外部信息以适应环境.利用自行设计的基于位置敏感探测器(PSD)的触须传感器,移动机器人的触须扫描不同的纹理表面获得纹理信息,并利用Matlab对获得的实验数据进行时频域的分析,实现对象纹理特征的识别,表明触须传感器能够有效识别不同的纹理表面,为移动机器人的智能化应用提供了新的途径.     

基于超声波传感器的机器人环境探测系统

介绍了基于超声波传感器阵列的环境探测原理和方法,阐述了探测系统的软件和硬件设计,提出了环境模型的建立步骤。实验证明:该探测系统性能较好,能基本满足移动机器人的需要。     

基于视觉传感器的移动机器人定位算法

针对移动机器人准确实时定位问题,采用视觉传感器Kinect作为信息采集源,提出将光流直接法和特征点匹配进行卡尔曼融合的视觉里程计方法。利用光流直接法快速进行帧间小规模运动估计,同时利用特征点匹配法对关键帧之间进行运动估计,纠正光流法带来的定位误差。结果表明:融合算法能够克服光流法精度差、误差累积等因素和特征点法实时处理速度慢等缺点,突出了特征点匹配精度高和局部地图消除误差累积等优点。提出的方法能提供较准确的实时定位信息,具有一定的鲁棒性。     

Graphical simulation for sensor based robot programming

The programming of robots is slowly evolving from traditional teach pendant methods to graphical Off-Line Programming (OLP) methods. Graphical simulation tools, such as OLP, are very useful for developing and testing robot programs before they are run on real industrial equipment. OLP systems are also used to develop task level programs. Traditional OLP systems, however, suffer from the limitations of using only position control which does not account for inherent robot inaccuracies and dynamic environments. This paper describes our work on improving and supplementing traditional position control programming methods. A baseline OLP system was implemented at NIST's Automated Manufacturing Research Facility (AMRF). Experience gained in implementing this system showed that an effective OLP system must accurately simulate the real world and must support sensor programming to compensate for real-world changes that cannot be simulated. The developed OLP geometric world model is calibrated using robot mounted ultrasound ranging sensors. This measurement capability produces a baseline geometric model of relatively good static accuracy for off-line programming. The graphical environment must also provide representations of sensor features. For this specific application, force is simulated in order to include force based commands in our robot programs. These sensor based programs are able to run reliably and safely in an unpredictable industrial environment. The last portion of this paper extends OLP and describes the functionality of a complete system for programming complex robot tasks.     

基于声纳环传感器的机器人避障研究

任何一种移动机器人要实现未知环境自主导航都必须有效而可靠地感知环境信息,而超声波传感器在检测障碍物距离信息方面应用十分广泛。介绍了旅行家II号声纳环传感系统的设计与实现原理,并对声纳的精度进行了测试。在此基础上,提出了移动机器人一种简单避障策略,并运用2种基本避障实验:静态避障和动态避障,验证了该避障策略的正确性和有效性。