[發明專利]變電站激光導航巡檢機器人智能云臺自動跟蹤定位方法

有效

• 申請號: 201610107530.5
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105652872B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 張晨民;趙慧琴;彭天強
• 申請（專利權）人: 鄭州金惠計算機系統工程有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳大通

本發明屬于變電站巡視監測設備領域，具體涉及一種變電站激光導航巡檢機器人智能云臺自動跟蹤定位方法，包括觀測站，巡檢機器人，巡檢機器人上安裝有智能云臺，智能云臺能夠監拍，所述該方法的具體步驟為：1、設定坐標原點和各個被觀測儀表的坐標；2、巡檢機器人計算自身實時坐標，并推算出智能云臺的坐標；3、智能云臺根據被測目標的坐標自動導航到目標位置(U,V,W)；4、利用公式分別計算云臺水平轉動角度P、垂直轉動角度T、鏡頭放大倍率Z；5、抓取儀表圖像并把圖像實時傳回觀測站。本發明提出的巡檢機器人自動巡檢儀表的方法，摒棄了傳統的示教方法，增強了巡檢機器人巡檢過程中更加智能和自主的能力，大大提高了機器人的工作效率和準確性，對后期儀表識別環節有很大的幫助。

技術領域

本發明屬于變電站巡視監測設備領域，具體涉及一種變電站激光導航巡檢機器人智能云臺自動跟蹤定位方法。

背景技術

隨著科技進步和電力體制改革的不斷深入和發展,電力系統自動化程度已有了很大提高,許多變電站實現了遙測、遙信、遙控、遙調功能,為少人或無人值班變電站,但一定程度上都還存在因無人在現場及時監視、巡視而帶來的一系列問題甚至留下隱患。為此,中國專利號zL200420040968.9,名稱為“變配電設備巡檢機器人”的專利中提出了一種采用機器人自動巡檢變電站中變配電設備運行狀況的技術方案。該方案采用GPS全球定位系統和激光測距傳感器組成導航信息傳遞單元,但在變電站強電磁環境中,該導航信息傳遞單元中的GPS設備易受變電站內強電磁場干擾,導致其導航定位精度降低甚至失效,影響機器人完成巡檢工作質量。

目前,巡檢機器人在變電站等惡劣環境下發揮了巨大的作用，為保證巡檢機器人順利完成日常儀表巡檢任務，需在巡檢機器人巡檢過程中，設置若干測站，并在測站位置對周圍儀表進行檢測，準確抓取儀表圖像，再實時監測儀表表值是否正常。

基于激光導航的巡檢機器人依托激光作為感知外部環境的傳感器，在ROS操作系統下對機器人進行實時監控，機器人實時運行過程中，可進行實時自定位，實時反饋位置坐標(X,Y,Z)和方向Yaw(Yaw為機器人與y軸的夾角，順時針方向，范圍為(-π，π))信息。

云臺控制參數：P,水平轉動角(順時針旋轉，范圍[0,2π))；

T,垂直轉動角(俯為正仰為負，范圍

Z,放大倍率(范圍[0,160])。

坐標系：機器人坐標系，ROS中主要有兩種坐標系：

(1)固定坐標系：用于表示世界的參考坐標系；

(2)目標坐標系：相對于攝像機視角的參考坐標系。

但是，需要手工示教，所謂手工示教即在每個巡檢機器人?？奎c，手動旋轉云臺，使儀表位于圖像中心，當儀表在視野中大小合適并清晰成像時，將此時云臺參數作為預置位存儲其P，T，Z值。示教過程步驟繁瑣，工作量大，人為影響因子較大，需在每個巡檢點對所有儀表進行觀測，記錄每個儀表此時云臺的P、T、Z參數，也就是一個儀表在多個巡檢點上時需要重復示教多次。

發明內容

本發明針對現有技術存在示教過程步驟繁瑣，工作量大，人為影響因子較大，需在每個巡檢點對所有儀表進行觀測，記錄每個儀表此時云臺的P、T、Z參數，也就是一個儀表在多個巡檢點上時需要重復示教多次等問題，提出一種電站激光導航巡檢機器人智能云臺自動跟蹤定位方法。

本發明的技術方案是：變電站激光導航巡檢機器人智能云臺自動跟蹤定位方法，包括觀測站，巡檢機器人，巡檢機器人上安裝有智能云臺，智能云臺能夠監拍，所述該方法的具體步驟為：

步驟一：建立坐標系，設定坐標原點和測量出被觀測儀表的三維坐標；

步驟二：巡檢機器人計算自身實時坐標(X,Y,Z)，并推算出智能云臺的坐標；