一种变电站巡检车自主导航方法与流程

本发明属于信号控制处理技术，具体为一种变电站巡检车自主导航方法。

背景技术：

变电站安全稳定运行直接关系到国计民生，为保障变电站的安全正常运行需要进行日常巡检，排查变电站电力设备存在的故障并及时解决。为提高变电站电力巡检智能化水平，保障变电站安全运行，采用智能巡检车代替人工进行变电站巡检成为发展趋势。电力巡检车智能巡检具有灵活、高效等优势，更适应无人值守变电站发展的实际需求。

导航是巡检工作的重要基础，智能自主导航技术是智能巡检车的核心关键技术。目前，部分变电站己有少量运行的巡检车，这些巡检车主要是采用磁轨迹规划巡检路线以及无线射频识别等技术实现导航，这种方法是预先设定巡检车的巡检路线，然后在运行路线上铺设磁轨道，并且需要在巡检车暂停的位置预先设置无线射频识别标识，在巡检车的移动过程中，巡检车通过配置的磁传感器阵列测量相对于磁轨道位置的偏移距离，从而控制巡检车沿着预先设定的磁轨道移动运行，无线射频读卡器则在检测到埋设在路径上的无线射频识别标签后通知巡检车到达设定位置。此时巡检车可在车载计算机控制下完成停靠、转向、加减速、设备检测等动作。这种方式虽然抗电磁干扰能力强、导航定位精度高，但在实际使用中也面临一些问题，比如磁轨迹铺设时地面施工复杂工作量大、巡检车运行路线不灵活、巡检车越障高度受限于磁传感器检测距离等。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种利用激光雷达、卫星导航设备(gps)对变电站巡检车自主导航方法，采用基于激光雷达+gps设备和激光雷达图像匹配技术的定位方法实现对变电站电力巡检车的巡检自主导航。在列状电力设备群以外的区域(包括变电站大门入口到列状设备群第一列列首位置以及最后一列设备列尾位置到大门出口位置)采用gps定位技术定位巡检车的位置，为其提供导航。但是进入列状设备群后，gps易受干扰，巡检车的定位和导航由激光雷达来完成。

本发明的技术方案为：

所述一种变电站巡检车自主导航方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：根据已有的变电站基建图和变电站设备台帐信息，建立巡检地图，并在巡检地图中标注巡检路线和每列电力设备群的巡检初始位置；巡检地图包含每个设备的位置信息；

步骤2：根据卫星导航信息引导巡检车到达每列设备的巡检初始位置；到达巡检初始位置的判断标准为巡检车进入以预先标定初始位置为圆心的半径0.5m的圆形区域内；

步骤3：到达巡检初始位置后巡检车的定位导航切换到激光雷达模式；

步骤4：利用激光雷达实时进行场景匹配，计算车的坐标：

激光雷达扫描探测周围环境形成二维场景图，将二维场景图与步骤1生成的巡检地图进行匹配解算，并对电力设备进行识别；依据巡检地图信息得到电力设备位置信息，根据电力设备的坐标位置以及安装在巡检车上的激光雷达探测到的目标角度、距离信息解算巡检车自身位置信息；

步骤5：根据巡检车自身位置信息，依据规划的巡检线路对巡检车进行导航。

有益效果

相对于传统在变电站道路上铺设磁条辅助巡检车导航的方法，本发明采用gps定位技术可以实现在变电站电力设备群以外的其他道路区域内对巡检车进行定位、导航，进入列状设备群之后巡检车的定位、导航由二维激光雷达来完成。解决了以往电力巡检车需要在变电站铺设磁条辅助导航的问题，提高了变电站电力巡检效率，降低了巡检运行成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的激光雷达装置图；

图2是本发明的激光雷达定位原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本实施例采用如下流程实现巡检车定位导航：

步骤1：根据已有的变电站基建图和变电站设备台帐信息，建立巡检地图，并在巡检地图中标注巡检路线和每列电力设备群的巡检初始位置；巡检地图包含每个设备的位置信息；

步骤2：根据卫星导航信息引导巡检车到达每列设备的巡检初始位置；到达巡检初始位置的判断标准为巡检车进入以预先标定初始位置为圆心的半径0.5m的圆形区域内；

步骤3：到达巡检初始位置后巡检车的定位导航切换到激光雷达模式；

步骤4：利用激光雷达实时进行场景匹配，计算车的坐标：

激光雷达扫描探测周围环境形成二维场景图，将二维场景图与步骤1生成的巡检地图进行匹配解算，并对电力设备进行识别；依据巡检地图信息得到电力设备位置信息，根据电力设备的坐标位置以及安装在巡检车上的激光雷达探测到的目标角度、距离信息解算巡检车自身位置信息；

步骤5：根据巡检车自身位置信息，依据规划的巡检线路对巡检车进行导航。

相比传统在变电站道路中间铺设磁条为电力巡检车导航的方法，本方法完全依靠巡检车自身进行巡检导航，省去了在变电站铺设磁条施工的繁琐工序，提高了电力巡检车变电站巡检的灵活性，可实现在任意变电站巡检。

本发明适应于变电站电力巡检应用领域。本方法提高了变电站电力巡检智能化程度以及巡检车在变电站巡检领域的适用性，可大幅提升电力巡检车的使用频率，进而提升电力巡检效率，更好地保障电力设备稳定安全运行。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

技术总结
本发明提出一种变电站巡检车自主导航方法，相对于传统在变电站道路上铺设磁条辅助巡检车导航的方法，本发明采用GPS定位技术可以实现在变电站电力设备群以外的其他道路区域内对巡检车进行定位、导航，进入列状设备群之后巡检车的定位、导航由二维激光雷达来完成。解决了以往电力巡检车需要在变电站铺设磁条辅助导航的问题，提高了变电站电力巡检效率，降低了巡检运行成本。

技术研发人员：彭涛;杨中州;徐文菁;陈国强;梁璐
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
技术研发日：2018.12.20
技术公布日：2019.05.17