[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

本發明公開了一種變電站室內移動機器人導航定位系統，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。本發明還公開了一種變電站室內移動機器人導航定位方法，利用上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,可以用于在機器人自動巡檢作業中快速、準確地獲取當前位置、行走路徑，輔助機器人及時到達預定的作業位置，具有實施簡便、定位精度高、穩定可靠的特點，適應環境的能力強。

技術領域

本發明涉及一種變電站室內移動機器人導航定位系統及其導航定位方法。

背景技術

在室內環境無法使用衛星定位時，使用室內定位技術作為衛星定位的輔助定位，解決衛星信號到達地面時較弱、不能穿透建筑物的問題，最終定位物體當前所處的位置，在變電站自動巡檢作業過程中是一個非常重要的問題。

室內定位方案除了以移動通信網絡的蜂窩定位技術外，常見的室內無線定位技術還有Wi-Fi、藍牙、紅外線、超寬帶、RFID、ZigBee和超聲波。常見的室內無線定位技術通常都只能覆蓋半徑90米左右的區域，而且很容易受到其他信號的干擾，從而影響其精度，定位器的能耗也較高。

藍牙通信是一種短距離低功耗的無線傳輸技術，在室內安裝適當的藍牙局域網接入點后，將網絡配置成基于多用戶的基礎網絡連接模式，并保證藍牙局域網接入點始終是這個微網絡的主設備。這樣通過檢測信號強度就可以獲得用戶的位置信息，定位精度不高，對于復雜的變電站空間環境，藍牙定位系統的穩定性稍差，受噪聲信號干擾大。

紅外線室內定位技術是通過安裝在室內的光學傳感器，接收各移動設備發射調制的紅外射線進行定位，具有相對較高的室內定位精度。但是，由于光線不能穿過障礙物，使得紅外射線僅能視距傳播，容易受其他燈光干擾。

此外，超寬帶定位技術、RFID定位技術、ZigBee技術、超聲波技術等也有各自非常顯著的缺點，不適合應用于變電站復雜的結構和電磁環境。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種變電站室內移動機器人導航定位系統，在常規機器人配置的攝像機基礎上增加一個低成本的激光測距儀即可實現變電站室內定位，相比現有的各種定位系統具有實施簡便、定位精度高、穩定可靠的特點。

本發明的另外一個目的是提供一種變電站室內移動機器人導航定位方法，利用上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，具有實施簡便、定位精度高、穩定可靠的特點。

實現上述目的技術方案是：一種變電站室內移動機器人導航定位系統，包括CPU(Central Processing Unit,中央處理器)、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。

上述的變電站室內移動機器人導航定位系統，其中，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(random access memory，隨機存儲器)作為內部視頻數據緩沖區存儲信號處理過程的中間數據；