[發明專利]一種基于衛星組合導航信息的斗臂車調斗作業引導方法

有效

• 申請號: 202011042320.5
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112379666B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 程敏;王松;李栗;何靜
• 申請（專利權）人: 億嘉和科技股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01S19/48;G01C21/20
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 梁天彥

本發明公開了一種基于衛星組合導航信息的斗臂車調斗作業引導方法，包括步驟：(1)在機器人上安裝組合導航設備，分別記錄下在初始位置和目標作業位置的的經緯度坐標信息；(2)轉換到斗臂車坐標系下得到初始位置和目標作業位置機器人在斗臂車坐標系下的坐標；(3)機器人建模并計算得到各目標電纜的最佳作業位置在斗臂車坐標系下的坐標；(4)建立以斗臂車大臂旋轉中心為原點的球坐標系，分別得到初始位置和各目標電纜的最佳作業位置在球坐標系中的半徑、仰角、方位角和切向角；(5)將二者的半徑、仰角、方位角和切向角進行對比，指導斗臂車的移斗操作。本發明能夠有效指導移斗操作，將平均移斗時間縮短到1分鐘，精度達到6～8cm。

技術領域

本發明涉及絕緣斗臂車領域，尤其涉及一種基于衛星組合導航信息的引導斗臂車車斗到達最佳作業位置的方法。

背景技術

隨著經濟的發展，社會對供電持續可靠性要求不斷提高，要求電網實現不間斷輸電。供電設備及線路在運行中需經常進行檢修和維修，帶電作業是避免檢修停電，保證正常供電的有效措施。現有帶電檢修方式為：以絕緣斗臂車作為載體，在絕緣斗臂車的作業臂上安裝工作斗，將帶電作業機器人設置在工作斗內進行帶電作業。

但是目前市面上的斗臂車無法返回車斗在空間中的三維坐標位置，無法指導車斗到達作業位置。組合導航設備可以安裝在斗臂車上用于返回車斗在空間中的經緯度和高度，以獲得最佳作業位置，但是經緯度和高度是一類直角坐標系，而斗臂的移動是一個近似球體運動軌跡的球坐標，純粹依靠組合導航數據無法指導操作人員將車斗調至最佳作業位置。

發明內容

發明目的：本發明針對上述不足，提出了一種基于衛星組合導航信息的引導斗臂車車斗到達最佳作業位置的方法。

技術方案：

一種基于衛星組合導航信息的斗臂車調斗作業引導方法，包括步驟：

(1)在機器人上安裝組合導航設備，在開始作業之前，將車斗放置在斗臂車的初始位置，通過組合導航設備記錄下在該初始位置的組合導航設備的經緯度坐標信息；其中，經緯度坐標信息包括該初始位置的經緯度、高度和航向角信息，航向角信息指的是主天線指向從天線的方向；

(2)以斗臂車大臂旋轉中心為原點，以大臂旋轉中心指向車尾方向為x軸建立斗臂車坐標系，將初始位置的組合導航設備的經緯度坐標信息轉換到斗臂車坐標系下，得到初始位置機器人在斗臂車坐標系下的坐標；

(3)將斗臂車的車斗升起到目標作業位置，通過組合導航設備獲取在目標作業位置其經緯度坐標和高度并轉換到斗臂車坐標系下得到目標作業位置機器人在斗臂車坐標系下的坐標；

(4)機器人對目標電纜進行建模，并計算并轉換至斗臂車坐標系下得到各目標電纜的最佳作業位置在斗臂車坐標系下的坐標；

(5)建立以斗臂車大臂旋轉中心為原點的球坐標系，根據步驟(2)和步驟(4)得到初始位置和各目標電纜的最佳作業位置在球坐標系中的坐標，并分別得到初始位置和各目標電纜的最佳作業位置在球坐標系中的半徑、仰角、方位角和切向角；其中切向角即為機器人正面在球坐標系中與球面的切角；

(6)通過步驟(5)得到的球坐標參數，將初始位置和各目標電纜的最佳作業位置在球坐標系中的半徑、仰角、方位角和切向角進行對比，指導斗臂車的移斗操作。

所述步驟(2)具體如下：

(21)測量在斗臂車坐標系下斗臂車大臂旋轉中心到組合導航設備的主天線中心在X、Y、Z方向上的偏移量；

(22)將初始位置的組合導航設備的經緯度坐標信息轉換到utm坐標系下；

(23)將utm坐標系下的初始位置的組合導航設備的坐標變換到以標定時刻的主天線為中心、主天線指向從天線方向為y軸的直角坐標系下，變換公式如下：