[發明專利]一種磁軌跡線導航智能巡檢機器人及其導航方法

有效

• 申請號: 201811520934.2
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109571403B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 陳如申;黎勇躍
• 申請（專利權）人: 杭州申昊科技股份有限公司
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16;B62D55/065;B62D55/08
• 代理公司: 北京國貝知識產權代理有限公司 11698
• 代理人: 叢芳

1.一種磁跡線導航智能巡檢機器人，包括機器人本體(1)、多根直線磁軌跡線(2)、多根弧形線磁軌跡線(3)、RFID標簽和RFID識別器(4)，所述直線磁軌跡線(2)連接弧形線磁軌跡線(3)，所述直線磁軌跡線(2)和弧形線磁軌跡線(3)之間相互連接形成巡檢機器人的行走線路，所述機器人本體(1)上設有RFID識別器(4)，所述直線磁軌跡線(2)和弧形線磁軌跡線(3)的側面設有RFID標簽，所述RFID標簽和RFID識別器(4)相匹配，所述機器人本體(1)還包括設置在機座上的主控系統(7)、運動控制系統、信息采集系統和電源系統，所述運動控制系統、信息采集系統、電源系統均與所述主控系統(7)相連接；

所述主控系統(7)：用于接收遠程遙控指令，控制所述運動控制系統，使巡檢機器人沿著直線磁軌跡線(2)和弧形線磁軌跡線(3)行走，并實時的將巡檢機器人的位置、位姿、傳感器信息發回到監控后臺終端，以獲取變電站周圍環境信息，保證巡檢機器人完成變電站的巡檢工作；

所述運動控制系統：用于控制驅動設備的正常工作，保證巡檢工作的正常進行；

所述信息采集系統：通過傳感器，采集變電站巡檢點周圍的相關信息，并將其傳輸給主控系統(7)，完成變電站周圍的信息采集工作；

其中，所述信息采集系統包括三目視覺傳感器、雷達避障傳感器、姿態傳感器、紅外測距傳感器、溫濕度傳感器和傳感器采集模塊，所述三目視覺傳感器、雷達避障傳感器、姿態傳感器、紅外測距傳感器、溫濕度傳感器均與所述傳感器采集模塊相連接，所述傳感器采集模塊連接所述主控系統(7)，三目視覺傳感器的下方設有云臺，用于控制三目視覺傳感器的姿態，三目視覺傳感器在原來雙目視覺傳感器的基礎上增加一臺高清攝像機，攝取巡檢機器人前方的圖片，經過圖像處理獲取三維信息，再由曲面擬合構造CAD模型，獲取巡檢機器人前方的信息；

所述電源系統：用于給巡檢機器人的用電設備供電，保證巡檢機器人的可持續續航工作。

2.根據權利要求1所述的一種磁跡線導航智能巡檢機器人，其特征在于：所述機器人本體(1)的下部設有磁傳感設備，所述磁傳感設備包括前磁傳感設備(8)和后磁傳感設備(9)，所述前磁傳感設備(8)用于巡檢機器人的前側導航，所述后磁傳感設備(9)用于巡檢機器人的后側定位。

3.根據權利要求1所述的一種磁跡線導航智能巡檢機器人，其特征在于：所述機器人本體(1)還包括報警系統，所述報警系統包括報警燈和報警喇叭；

所述報警燈：用于巡檢機器人遇到特殊情況時閃爍報警燈，起到警示的作用；

所述報警喇叭：用于巡檢機器人遇到特殊情況時鳴笛，起到警示的作用。

4.根據權利要求1所述的一種磁跡線導航智能巡檢機器人，其特征在于：所述機器人本體(1)的兩側設有履帶機構。

5.根據權利要求1所述的一種磁跡線導航智能巡檢機器人導航方法，其特征在于包括以下步驟：

(a)先通過監控后臺終端的數據庫調取該變電站的地理地圖信息，根據檢測地面檢測區域的地形和地貌，在地面檢測區域上設置多根直線磁軌跡線和弧形線磁軌跡線，并設置的多根直線磁軌跡線標記為A1直線磁軌跡線、A2直線磁軌跡線、A3直線磁軌跡線……，設置的多根弧形線磁軌跡線標記為B1弧形線磁軌跡線、B2弧形線磁軌跡線、B3弧形線磁軌跡線……；在地面檢測區域的交叉路口設置變向RFID標簽，并將變向RFID標簽標記為C1變向RFID標簽、C2變向RFID標簽、C3變向RFID標簽……；

(b)將需要參加巡檢的巡檢機器人進行深度學習，深度學習的內容包括該巡檢機器人需要檢測的區域、行走的直線磁軌跡線和弧形線磁軌跡線的規劃線路和行走長度、需要檢測的變電站設備的檢測內容，待需要參加巡檢的巡檢機器人深度學習完畢后，投入到變電站的日常巡檢中；

(c)在需要巡檢的變電站設備上設置檢測RFID標簽，并將檢測RFID標簽標記為D1檢測RFID標簽、D2檢測RFID標簽、D3檢測RFID標簽……；

(d)巡檢機器人對地面檢測區域進行巡檢工作：工作人員將磁跡線導航智能巡檢機器人到直線磁軌跡線的起點位置開始進行工作；具體過程如下：通過主控系統(7)控制所述運動控制系統，使巡檢機器人沿著直線磁軌跡線和弧形線磁軌跡線行走，根據數字PID位置型控制算法，得知當前巡檢機器人的實時位置和路況，并確認巡檢機器人的在該時刻位置的偏差量，具體表達為公式中c(j)為目標值與當前時刻的巡檢機器人的位置和姿態之差，c(j-1)為上一時刻的值；當遇到交叉路口時，通過三目視覺傳感器采集當前交叉路口的路況信息，將路況信息發送給主控系統(7)，并通過磁軌跡線的定向導航識別，由視覺采集和磁軌跡線相結合后，由主控系統(7)做出相應的判斷，選擇合適的路線，并通過巡檢機器人上的RFID識別器(4)和相應的變向RFID標簽匹配通過后，主控系統(7)控制運動控制系統，使巡檢機器人通過交叉路口，進行接下來的巡檢工作；當三目視覺傳感器采集到前方需要巡檢的變電站設備后，通過巡檢機器人上的RFID識別器(4)識別相應的檢測RFID標簽，由巡檢機器人完成該變電站設備的巡檢工作，判斷該變電站設備是否正常，如果該變電站設備正常，巡檢機器人進行接下來的巡檢工作；如果電站設備異常，巡檢機器人對該變電站設備進行檢修，待檢修完成后進行接下來的巡檢工作。