一种变电站智能巡检机器人定位坐标的自动校正装置及校正方法与流程

本发明涉及一种巡检机器人定位坐标校准装置，尤其涉及一种变电站智能巡检机器人定位坐标的自动校正装置及校正方法，属于机器人定位技术领域。

背景技术：

当下变电站智能机器人巡检系统已经开始实际应用于中国各省市的电力生产过程中，但在实际应用中机器人因为定位系统的误差，常常发生偏离既定行进路线，而终止自动作业任务的现象。且该现象一旦发生，必需认为干预方可重新启动机器人还原到正常工作状态。

有鉴于此，有必要提供一种变电站智能巡检机器人定位坐标的自动校正装置及校正方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于rfid电子标签、二维码识别、激光测距以及电子罗盘定位的多种技术共同构成的变电站智能巡检机器人定位坐标的自动校正装置及校正方法。该装置及方法可以实现在变电站内针对变电站智能巡检机器人逻辑定位系统可能出现的定位误差，进行自动校准的功能。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种变电站智能巡检机器人定位坐标的自动校正装置，其特征在于，包括机器人电子罗盘定位模块及机器人电子罗盘定位修正模块，其中：

所述机器人电子罗盘定位模块首先根据在机器人本体装设的电子罗盘得到机器人正面所对的方向角度，获得机器人前进的方向角度信息；再根据装设在机器人行进轮伺服电机上的电子计数器，获得器人行进轮向前或向后旋转的圈数，结合机器人行进轮的周长，计算得到机器人行进的距离信息；最后通过将上述方向角度信息和行进的距离信息的叠加构建二维坐标系中，完成机器人初步定位；

所述机器人电子罗盘定位修正模块根据在变电站主控室地图坐标系中关键坐标(如地图物理边界、道路拐点等)预先装设基于rfid电子标签和二维码标签，通过机器人自身携带的rfid电子标签读取器和二维码读取器，读取该关键坐标信息，判断机器人电子罗盘定位模块计算得到的机器人定位坐标是否与rfid电子标签所标记的关键坐标一致；如果一致不用矫正机器人电子罗盘定位系统参数，如果不一致则根据关键坐标位置矫正机器人电子罗盘定位系统参数，并根据电子罗盘定位系统新参数修正机器人姿态。

进一步地，所述关键坐标点包括地图物理边界、道路拐点。

进一步地，所述自动校正装置，该装置由电子罗盘定位系统、rfid电子标签及读取系统、二维码标签及读取系统、激光测距系统共同构成，其功能包括有：

1)电子罗盘定位技术构成的变电站二维定位坐标系统；

2)rfid技术的电子标签所构成变电站二维定位坐标系统关键校正点，并确定其初步校正范围；

3)基于二维码的变电站二维定位坐标系统精确关键校正点，并确定机器人x轴向的精确校正参数；

4)基于激光测距的，机器人在变电站二维定位坐标y轴向的精确校正参数。

本发明还提供一种变电站智能巡检机器人定位坐标的自动校正方法，采用如上所述的自动校正装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)机器人行进至a点，开始降低机器人行进速度，按照保障二维码读取器(n)能够正常读取的速度匀速行进，同时开启二维码读取器(n)；

(2)当二维码读取器(n)读到二维码信息(o)，证明机器人已经抵达b点，开启激光测距仪(m)，测量出b点到o点的距离bo；

(3)根据机器人行进轮伺服电机上的电子计数器返回发数据结合机器人行进轮的周长计算出a点到b点的实际距离ab；

(4)由于o点为rfid电子标签和二维码标签标注的关键坐标点，同时根据a、b、o三点所构成的三角形计算出b点相对o点的具体坐标(x，y)；

(5)比较机器人电子罗盘定位模块计算的坐标(x’，y’)，是否与坐标(x，y)相同，如果二者不同，则根据二者的实际误差调整机器人的姿态。

进一步地，所述的关键坐标点包括地图物理边界、道路拐点。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1.解决了变电站巡检机器人实际应用中因为定位系统的误差，常常发生偏离既定行进路线，导致任务终止的问题。

2.因为该装置可以自动校正机器人的定位坐标，所以可以实现变电站巡检机器人高精度定位。

附图说明

图1是本发明实施例提供的自动校正装置的构成示意图。

图2是本发明实施例提供的自动校正装置的使用布局示意图。

图3是本发明实施例提供的自动校正装置的使用原理示意图。

附图中的符号说明：1-电子罗盘，2-电子计数器，3-rfid电子标签读取器(l)，4-障碍检测模块，5-rfid电子标签读取范围，6-rfid电子标签，7-二维码标签，8-变电站固定环境参照物，9-机器人行进路线，10-变电站二维定位坐标系统，11-机器人行进方向，12-激光测距仪(m)，13-机器人，14-二维码读取器(n)。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

本发明提供的一种基于rfid电子标签、二维码识别、激光测距以及电子罗盘定位等，多种技术共同构成的，变电站智能巡检机器人定位坐标的自动校正装置。该校正装置将用于自动校正机器人定位系统的误差。

如图1及图2所示，本发明实施例提供变电站智能巡检机器人定位坐标的自动校正装置，包括2方面内容和组件：

1.机器人电子罗盘定位模块(如图1)。该模块首先通过在机器人本体装设的电子罗盘1得到机器人正面所对的方向角度，获得机器人前进的方向角度信息。再根据装设在机器人行进轮伺服电机上的电子计数器2，获得器人行进轮向前(正数计数)或向后(负数计数)旋转的圈数，结合机器人行进轮的周长，计算得到机器人行进的距离信息。最后通过将上述方向角度信息和行进的距离信息的叠加构建二维坐标系中，完成机器人初步定位。

2.机器人电子罗盘定位修正模块。根据在变电站主控室地图坐标系中关键坐标预先装设基于rfid电子标签6和二维码标签7(如图2)，通过机器人自身携带的rfid电子标签读取器3和二维码读取器7，读取该关键坐标信息，判断机器人电子罗盘定位模块计算得到的机器人定位坐标是否与电子标签所标记的关键坐标一致。如果一致不用矫正机器人电子罗盘定位系统参数，如果不一致则根据关键坐标位置矫正机器人电子罗盘定位系统参数，并根据电子罗盘定位系统新参数修正机器人姿态。弥补因机器人行进路面不平整等外界影响带来的定位计算误差。

本发明实施例提供变电站智能巡检机器人定位坐标的自动校正装置，该装置由电子罗盘定位系统、rfid技术的电子标签及读取系统、二维码标签及读取系统、激光测距系统共同构成，其功能包括有：

1.电子罗盘定位技术构成的变电站二维定位坐标系统；

2.rfid技术的电子标签所构成变电站二维定位坐标系统关键校正点，并确定其初步校正范围。

3.基于二维码的变电站二维定位坐标系统精确关键校正点，并确定机器人x轴向的精确校正参数。

4.基于激光测距的，机器人在变电站二维定位坐标y轴向的精确校正参数。

其工作原理即校正方法(如图3)如下：

1、机器人行进至a点，开始降低机器人行进速度，按照保障二维码读取器(n)能够正常读取的速度匀速行进。同时开启二维码读取器(n)。

2、当二维码读取器(n)读到二维码信息(o)，证明机器人已经抵达b点。开启激光测距仪(m)，测量出b点到o点的距离bo。

3、根据机器人行进轮伺服电机上的电子计数器返回发数据结合机器人行进轮的周长计算出a点到b点的实际距离ab。

4、由于o点为rfid技术的电子标签和二维码标签标注的关键坐标点，同时根据a、b、o三点所构成的三角形计算出b点相对o点的具体坐标(x，y)。

5、比较机器人电子罗盘定位模块计算的坐标(x’，y’)，是否与坐标(x，y)相同。如果二者不同，系统将根据二者的实际误差调整机器人的姿态。用于弥补因机器人行进路面不平整等外界影响带来的定位计算误差。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。