[發明專利]變電站室內移動機器人導航定位系統及其導航定位方法

在審

• 申請號: 201810909663.3
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109029423A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 潘麟;賁志棠;張嵩;馮文俊;支玉清;胡水蓮;劉蘇;朱炯;王偉峰;金琪;范進軍;趙茜;施煒軍;張坤;徐旭東;周琪;趙一冰
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;上海服澤能源科技有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 盧艷民

1.變電站室內移動機器人導航定位系統，其特征在于，包括CPU、電源和時鐘模塊、攝像頭以及激光測距儀，所述CPU包括圖像獲取單元、圖像匹配分析單元、距離測量單元、空間位置計算單元以及運動控制單元，所述CPU設置有內部視頻數據緩沖區，其中：

所述電源和時鐘模塊為所述CPU、攝像頭以及激光測距儀供電；

所述攝像頭與所述CPU連接，并與所述圖像獲取單元通信；

所述激光測距儀與所述CPU連接，并與所述距離測量單元通信；

所述圖像獲取單元與所述圖像匹配分析單元相連；

所述圖像匹配分析單元和所述距離測量單元分別與所述空間位置計算單元相連；

所述空間位置計算單元與所述運動控制單元相連。

2.根據權利要求1所述的變電站室內移動機器人導航定位系統，其特征在于，所述CPU采用低功耗的ARM系列芯片STM32F4XX單片機為核心，并擴展RAM作為內部視頻數據緩沖區存儲信號處理過程的中間數據；

所述攝像頭采用數字圖像傳感器，所述攝像頭通過兼容IIC接口與所述CPU連接。

3.變電站室內移動機器人導航定位方法，利用權利要求1或2所述的變電站室內移動機器人導航定位系統進行變電站室內移動機器人的導航定位，其特征在于，包括以下步驟：

S1，所述圖像獲取單元周期性地從所述攝像頭獲取視頻數據流，并將視頻數據流轉換為視頻圖像存儲在所述內部視頻數據緩沖區；

S2，所述圖像匹配分析單元從所述內部視頻數據緩沖區獲取視頻圖像，并對視頻圖像中的圖片數據進行分析和處理，從實時圖片中獲取專用的視覺定位標志，確定一個或多個視覺定位標志在視覺空間中的位置，并提取標志中圖形標識；通過圖形標識的內容和視覺定位標志在視覺空間中的相對位置，初步推算出機器人在變電站室內的位置，并且所述圖像匹配分析單元將機器人在變電站室內的初步推算位置傳輸給所述空間位置計算單元；

S3，所述距離測量單元，通過所述激光傳感器實時測量機器人到其運動方向的正前方物體之間的距離，并且所述距離測量單元將機器人到其運動方向的正前方物體之間的距離傳輸給所述空間位置計算單元；

S4，所述空間位置計算單元，綜合所述圖像匹配分析單元計算得到的機器人在變電站室內的初步推算位置和所述距離測量單元測量得到的機器人到其運動方向的正前方物體之間的距離，精確計算出實際的機器人位置，并將機器人的實際位置發送給所述運動控制單元；

S5，所述運動控制單元根據作業任務所要求的作業位置和當前機器人的實際位置，計算出實際位置與作業任務所要求位置之間的偏差，并根據偏差的大小和方向向機器人運動控制系統發出運動控制指令，逐步縮小誤差并最終達到目標的巡檢作業位置。

4.根據權利要求3所述的變電站室內移動機器人導航定位方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述圖像獲取單元通過DCMI接口周期性地從所述攝像頭獲取視頻數據，并將一幀完整的視頻數據轉換為視頻圖像存儲在所述內部視頻數據緩沖區。

5.根據權利要求3所述的變電站室內移動機器人導航定位方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述圖形標識采用二維碼或帶顏色的九宮格。