[發明專利]一種輸電線巡檢機器人自主定位系統及其方法

在審

• 申請號: 201711038522.0
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107966985A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 丁偉
• 申請（專利權）人: 成都意町工業產品設計有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 卿誠

技術領域

本發明涉及，尤其是一種輸電線巡檢機器人自主定位系統及其方法。

背景技術

我們國家地緣遼闊，電氣化現在已經遍布各個角落，高壓的輸電線路也是越來越密集，甚至許多偏遠山區也已經告別了煤油燈時代；但高壓線路都在野外，像大風大雪等一些惡劣天氣，泥石流地震等自然災害包括人為的偷盜破壞設施都會對高壓線路的正常運行造成威脅，其造成的后果是不可估量的；因此必須做好高壓線路的檢測和維護。

為了保障電力線路的正常運行，需要對輸電線路進行定期維護。巡檢不僅了解掌握線路的運行狀況，也能及時發現線路及設備的缺陷和周邊環境情況的變，為線路維修維護提供資料。目前主要是采用人工目測檢查的方式，但我國輸電線路里程長、覆蓋范圍廣，有些線路還跨越山區、大河、草地及原始森林等，這就使巡檢工作勞動強度大且難以保證巡檢到位率并且影響巡檢質量，同時高空帶電作業，巡檢人員的安全存在隱患。

為了解決上述問題，采用機器人對線路進行巡檢，機器人可多任務同時執行，實時反饋線路情況，能將工人徹底從辛苦危險的高壓線巡檢工作中解放出來；但是現有輸電線上設置有間隔棒，用于將多股輸電線分散，而這些間隔棒則成為機器人沿線路運行的障礙，越障能力成為巡檢機器人重要的要求。

現有的輸電線巡檢機器人大多需要輔助人工進行控制，還不能完全的實現自主巡檢，因為現有巡檢機器人不具備自主定位，只能檢測到障礙和輸電線，無法進行精確的定位。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種輸電線巡檢機器人自主定位系統，通過全局定位得到全局路徑，在根據局部定位，得到更精確的定位信息，結合全局定位和局部定位，得到精確的定位信息，從而自主進行定位，不需要地面的控制。

本發明采用的技術方案如下：

本發明一種輸電線巡檢機器人自主定位系統，包括全局定位模塊和局部定位模塊；所述全局定位模塊，用于對巡檢機器人所要巡檢的輸電線進行定位，得到巡檢機器人的初步路線；所述局部定位模塊，用于對巡檢機器人行進中的具體情況進行檢測，更新路線。

進一步，所述全局定位模塊包括設置于鐵塔上的鐵塔定位系統，以及設置在巡檢機器人上的測距裝置和圖像采集裝置；所述鐵塔定位系統，用于采集鐵塔的定位信息；所述測距裝置，用于測量鐵塔之間的距離；所述圖像采集裝置，用于采集鐵塔之間輸電線的圖像。

進一步，所述全局定位模塊還包括傾角傳感器，用于測量輸電線與水平線的夾角。

進一步，所述全局定位模塊還包括巡檢機器人定位系統，所述巡檢機器人定位系統，用于采集巡檢機器人的位置信息。

進一步，所述局部定位模塊包括機器視覺、霍爾接近傳感器和光電傳感器；所述機器視覺，用于采集輸電線和障礙物圖像；所述霍爾接近傳感器，用于檢測巡檢機器人與輸電線或障礙物之間的距離；所述光電傳感器，用于檢測輸電線。

本發明一種輸電線巡檢機器人自主定位方法，包括以下步驟：

A：通過鐵塔上設置的定位系統獲得鐵塔的位置信息，通過測距傳感器檢測鐵塔之間的距離，通過圖像采集裝置采集鐵塔之間的輸電線圖像，通過巡檢機器人自身的定位系統，得到巡檢機器人的位置信息；

B：根據得到的鐵塔的位置信息、鐵塔之間的距離、鐵塔之間的輸電線圖像和巡檢機器人的位置信息，以及輸電線的傾角，規劃出巡檢機器人的全局初始路徑；

C：巡檢機器人根據全局初始路徑開始巡檢；

D：在巡檢中，巡檢機器人上設置的機器視覺、霍爾接近傳感器和光電傳感器同時輸電線和障礙物進行檢測，并根據檢測信息規劃局部行走路徑；

E：巡檢機器人根據局部行走路徑進行巡檢；當檢測到障礙物時，對障礙物進行定位；

F：通過對障礙物的定位，控制巡檢機器人越障。

進一步，所述步驟E中對障礙物進行的定位包括障礙物的位置、障礙物與巡檢機器人之間的距離和障礙物的體積。

進一步，所述步驟F中定位越障的方法包括：通過檢測的障礙物的體積，得到障礙物的高度和長度，將支撐臂A向前或向后擺動，穩定并保持與輸電線之間的距離大于障礙物的高度；驅動行走輪向前移動，檢測障礙物是否在支撐臂A的下端，當支撐臂A越過障礙物后，將支撐臂A復位，支撐臂B向前或向后擺動，重復以上的操作，直到整個巡檢機器人越過障礙物。