2所示为巡检机器人动作流程图，其下一步动作具体可以是继续前进、转弯、倒退，若该停止点为监测位置，即表示巡检机器人可以开始对待测设备的检测工作；同理，当所述巡检机器人后退时，当第二磁传感器组检测到横磁条，电机驱动器控制巡检机器人做减速运动，直到第一磁传感器组检测到横磁条时，电机驱动器控制巡检机器人停止运动。
[0038]所述步骤S3中，两个相邻停止点作为一条巡检路段，所述电子电子地图对每条巡检路段进行路段编号，并且计算各个巡检路段之间的转弯角度，具体的计算方法为:设置巡检机器人的运行的起点到第一个停止点之间为第一巡检路段，第一个停止点到第二个停止点之间为第二巡检路段；并且设置起点在电子地图上的坐标为(? K)，终点为第一点，其坐标为(Xl，yi)，第二巡检路段的起始点与第一巡检路段的终点重合，起点坐标也为(X1, Y1)，终点为第二点，其坐标为(X2, y2)；
[0039]当起点(Xc^ytl)与第一点(X^y1)的y坐标相同时，判断第二点(x2，y2)与第一点(X1, Y1)的y坐标；1、若y坐标相等时，则第一巡检路段和第二巡检路段同直线，并且如果(X2-X1)* (X1-Xtl) >0，则巡检机器人直行，否则巡检机器人转弯180° ;2、若y坐标不相等时，巡检机器人需要转弯，如果(Y2I1XX1-Xtl)X),则巡检机器人左转90°，否则右转90° ;
[0040]当起点(Xc^ytl)与第一点(X^y1)的X坐标相同时，判断第二点(x2，y2)与第一点(X1, Y1)的X坐标；1、若X坐标相等时，则第一巡检路段和第二巡检路段同直线，并且如果(Y2I1)* (Y11)X),则巡检机器人直行，否则巡检机器人转弯180° ;2、若X坐标不相等时，巡检机器人需要转弯，如果(X2-X1Xy1Itl)M),机器人左转90°，否则右转90°。
[0041]上述计算方法只涉及了三点构成的巡检路段之间的转弯角度的判定，同理，根据上述判定方法也能够判断出后续任意连续三个停止点构成的巡检路段之间的转弯角度，根据当前巡检路段上的两点(XiJi)和(Xi+1，yi+1)以及下一巡检路段上的第三点(Xi+2，yi+2)，根据上述方法，判断转弯角度。为了便于理解，下面以如图3所示建立的电子地图为例来说明，图中图中每一个十字型交叉点都为一个停止点，巡检机器人从充电房出发，即以充电房为原点，开始路径跟踪。
[0042]当巡检机器人巡检到图4所示方向为从A点到B点的第8条巡检路段上，此时A点与B点的X坐标相等，判断由B点到下一巡检路径的转弯角度，下面将对具体情况进行分析，由于在后台界面选择停止点有坐标误差，只要X坐标或者y坐标的值在误差范围内，即可认为X坐标或者y坐标相等。
[0043]1、若下一段路径是BC段时，C点的X坐标与B点的X坐标不相等，并且(xc-xb)*(yb-ya)〈0，满足右转90°判断条件，机器人会在停止位B停止路径跟踪并开始右转90°，转弯完成以后开始第9段(BC段)路径跟踪；
[0044]2、若下一段路径是BD段时，D点的X坐标与B点的X坐标不相等，并且(Xd-Xb)*(yb-ya)>0，满足左转90°判断条件，机器人会在停止位B停止路径跟踪并开始左转90°，转弯完成以后开始第9段(BD段)路径跟踪；
[0045]3、若下一段路径是BE段时，E点的x坐标与B点的x坐标相等，并且(ye-yb) * (yb-ya) >0，满足直行条件，机器人会经过停止点B后，继续前进开始第9段(BE段)路径跟踪。
[0046]4、若下一段路径是BA段时，A点的x坐标与B点的x坐标相等，并且(ya-yb) * (yb-ya)〈0，满足掉头条件，机器人会经过停止点B后开始掉头，掉头完成以后继续第9段(BA段)路径跟踪。
[0047]如图5所不为按照图4的路径跟踪方法制作的AB段一BC段一CB段一BD段一DB段一BE段，即第8条巡检路段到第13条巡检路段的巡检任务单，巡检机器人按照巡检任务单，顺序执行，完成路径跟踪。
[0048]如图6所示为在后台界面实时显示机器人在第9条巡检路段(BC段)按照箭头所指的方向前进，同时显示出判断转弯的三个停止点，并且即将到达的停止点C会闪烁，以便直观显示。
[0049]同时，为解决技术问题本发明还提供了一种变电站巡检路径跟踪系统，如图7所示为该系统的路径磁条敷设示意图，如图8所示为巡检机器人的机构示意图，该系统主要包括:巡检机器人、以及在待测设备的有效检测范围内设置的路径磁条，还包括与路径磁条垂直的横磁条，该垂直点为巡检机器人在路径磁条上的停止点；所述巡检机器人包括:工控机、电机驱动器以及磁传感器，所述工控机分别与电机驱动器和磁传感器连接，用于接收磁传感器发送的传感信号和控制电机驱动器的工作；所述磁传感器用于检测路径磁条获得的传感信号，并将传感信号传输到工控机，所述电机驱动器用于驱动巡检机器人的运动方向和运动速度。
[0050]其中，巡检机器人的巡检路径被认为划分为多条巡检路段，并且每条巡检路段的信息都存储在工控机中，包括巡检路段的编号、相对上一段的转弯角度、路径属性、监测点信息等，当巡检机器人运动到停止点时都会停止运动，然后根据工控机存储的信息开始下一路段的运行。所述电机驱动器可以通过CAN总线与工控机连接，所述磁传感器通过D/I (数字输入)信号与工控机连接。
[0051]为了本领域技术人员能够理解并且实施本发明技术方案，下面将结合具体的实施方式对本发明一种变电站巡检机器人路径跟踪方法及系统进行详细阐述:
[0052]1、在变电站预埋5cm宽、Imm厚的磁条，预埋路径覆盖变电站需要检测的所有设备，并在监测位置和转弯位置铺设横磁条，所述横磁条和路径磁条呈十字型，统称停止点，当磁传感器检测到磁场时，每一个采样点都会有一路信号输出，检测到横磁条时，采样点个数大于预设值，则巡检机器人所在的位置为停止点。
[0053]2、根据预埋路径建立变电站路径追踪的电子地图，每相邻两个停止点可以作为一条巡检路段，所述电子地图在实际的操作应用中可以没有绘制精度要求，只需要绘制相对方位的巡检路径和相同数量的停止点即可，具体可利用绘图软件绘制640*480像素的24位位图，然后利用VC++6.0对电子地图进行编辑，确定界面内X轴正方向为水平向右，y轴正方向为垂直向下。
[0054]3、根据电子地图，设置机器人出发的原点与停靠点，然后计算当前巡检路段到下一条巡检路段的转弯角度。
[0055]4、利用电子地图，制作巡检任务清单，确定行驶路径。
【主权项】
1.一种变电站巡检路径跟踪方法，其特征在于，具体包括: 51、在待测设备的有效检测范围内设置巡检机器人的巡检路径，所述巡检路径采用磁条实现，并对巡检路径中的停止点采用铺设与路径磁条垂直的横磁条进行标记，垂直点即为停止点； 52、将所述步骤SI设置的巡检路径生成电子地图，并存储于巡检机器人上的工控机中； 53、根据所述步骤2生成的电子地图，设置巡检机器人的所有巡检路段，以及计算各个巡检路段之间的转弯角度； 所述步骤S3中，两个相邻停止点作为一条巡检路段，所述电子地图对每条巡检路段进行路段编号，并且计算各个巡检路段之间的转弯角度，所述计算各个巡检路段之间的转弯角度的具体方法为:设置巡检机器人的运行的起点到第一个停止点之间为第一巡检路段，第一个停止点到第二个停止点之间为第二巡检路段；并且设置起点在电子地图上的坐标为(X。，％)，终点为第一点，其坐标为(X1, Y1)，第二巡检路段的起始点与第一巡检路段的终点重合，起点坐标也为(X1, Y1)，终点为第二点，其坐标为(X2，y2)； 当起点(Xt), y0)与第一点(X1, Yi)的y坐标相同时，判断第二点(x2，y2)与第一点(X1, Y1)的y坐标；1、若y坐标相等时，则第一巡检路段和第二巡检路段同直线，并且如果(X2-X1)* (X1-Xtl) >0，则巡检机器人直行，否则巡检机器人转弯180° ;2、若y坐标不相等时，巡检机器人需要转弯，如果(Y2I1XX1-Xtl)X),则巡检机器人左转90°，否则右转90° ; 当起点(Xt), y0)与第一点(X1, Yi)的X坐标相同时，判断第二点(x2，Y2)与第一点(X1, Y1)的X坐标；1、若X坐标相等时，则第一巡检路段和第二巡检路段同直线，并且如果(Y2I1)* (Y11)X),则巡检机器人直行，否则巡检机器人转弯180° ;2、若X坐标不相等时，巡检机器人需要转弯，如果(X2-X1Xy1Itl)M),机器人左转90°，否则右转90° ; 54、根据对待测设备的检测需求，生成巡检任务单，将巡检机器人置于巡检路径上，巡检机器人根据巡检任务单完成巡检任务。2.如权利要求1所述的一种变电站巡检路径跟踪方法，其特征在于，所述步骤SI中的停止点包括:监测点和转弯位置；所述巡检机器人上的磁传感器检测路径磁条，在路径磁条的方向上运行，当磁传感器检测到横磁条时，其采样点输出的传感信号增大到预设值，则巡检机器人所处的位置即为停止点。3.如权利要求2所述的一种变电站巡检路径跟踪方法，其特征在于，所述巡检机器人的磁传感器包括第一磁传感器组和第二磁传感器组，所述第一磁传感器组和第二磁传感器组分别位于巡检机器人的前后两端；所述巡检机器人前进时，当第一磁传感器组检测到横磁条，巡检机器人上的电机驱动器控制巡检机器人做减速运动，直到第二磁传感器组检测到横磁条时，电机驱动器控制巡检机器人停止运动； 所述巡检机器人后退时，当第二磁传感器组检测到横磁条，电机驱动器控制巡检机器人做减速运动，直到第一磁传感器组检测到横磁条时，电机驱动器控制巡检机器人停止运动。
【专利摘要】本发明公开了一种变电站巡检路径跟踪方法，该方法通过在待测设备的有效检测范围内设置磁条，由巡检机器人上的磁传感器对机器人的运动方向进行导航，并且采用设置与路径磁条垂直的横磁条对监测点和转弯位置进行标记，为变电站巡检机器人提供了高可靠性的路径跟踪方法，并且定位精度高，抗电磁干扰能力强；在机器人每一次进行巡检任务前，可设置最优的巡检路径，使监测效率高，巡检方式灵活；追踪路径采用电子地图显示，在后台界面能直观的显示机器人当前跟踪路段以及工作状态，且电子地图绘制方便，推广性强，适用于不同的变电站。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN104977931
【申请号】CN201510345018
【发明人】冯扬
【申请人】成都虹跃科技有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月19日