[發(fā)明專利]一種軌道式巡檢機器人的多傳感器輔助定位模塊及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011587791.4
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112631307A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡鵬博;程力;曹慶鵬;林俤;雷磊;劉晴;黃哲;陳浩;何卿;于琪
• 申請（專利權(quán)）人: 西咸新區(qū)鴻通管廊投資有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發(fā)明公開了一種軌道式巡檢機器人的多傳感器輔助定位模塊及方法，包括設(shè)于機器人本體中的傳感器模塊、定位解算模塊和電源模塊，還包括設(shè)于管廊中的定位標(biāo)識模塊，通過控制中心控制機器人本體在管廊軌道中行進，多個傳感器識別管廊軌道中的字符銘牌、軌道貼片，將獲取的信息傳遞至定位解算模塊；定位解算模塊將傳感器模塊獲取的信息進行解算，并傳遞至控制中心，控制中心確定機器人本體在管廊中的位置。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)軌道式巡檢機器人的復(fù)合定位，提高了系統(tǒng)的容錯能力和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種使用磁傳感器模塊、視覺掃碼傳感器模塊、視覺字符定位進行融合定位導(dǎo)航的方法。

背景技術(shù)

在我國管廊巡檢機器人運行過程中，機器人的精確定位始終是核心內(nèi)容之一，優(yōu)秀的定位方案可以有效提高巡檢效率和精度。

常規(guī)的軌道機器人巡檢，主要靠里程計進行相對位置定位，由于里程計會產(chǎn)生累計誤差，還需靠外部輔助無線標(biāo)簽進行絕對位置校準(zhǔn)。常見的校準(zhǔn)方式有UWB無線定位方式和RFID標(biāo)簽定位方式，其中UWB定位精度0.1m左右，需要管廊內(nèi)的無線基站具備UWB定位功能，RFID無源標(biāo)簽定位精度較高，可達0.02m，但需要每隔一段軌道布置一個RFID標(biāo)簽，還需要專門的讀卡設(shè)備。

單一的定位方式所存在的問題是，當(dāng)該定位傳感器模塊(如讀卡設(shè)備)失效時，整個定位系統(tǒng)便不能正常工作，缺乏系統(tǒng)冗余的措施。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于管廊內(nèi)軌道式巡檢機器人的融合定位導(dǎo)航方法。采用磁傳感器模塊、視覺掃碼傳感器模塊、視覺字符定位中的一種或幾種組合來實現(xiàn)復(fù)合定位，定位系統(tǒng)具有一定的容錯導(dǎo)航能力。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種軌道式巡檢機器人的多傳感器輔助定位模塊，包括：定位標(biāo)識模塊，包括字符銘牌和軌道貼片，字符銘牌垂直安裝在管廊頂部，用于傳感器模塊識別定位；軌道貼片，包括定位碼和磁片，用于傳感器模塊識別定位碼和磁片；傳感器模塊，通過多個傳感器識別管廊軌道中的字符銘牌和軌道貼片，將獲取的信息傳遞至定位解算模塊；

定位解算模塊，用于將傳感器模塊獲取的信息進行解算，并傳遞至控制中心，控制中心確定機器人本體在管廊中的位置；

傳感器模塊、定位解算模塊設(shè)于機器人本體中，通過控制中心控制機器人本體在管廊軌道中行進，通過傳感器模塊獲取定位標(biāo)識模塊信息，通過定位解算模塊解算，控制中心確定機器人本體在管廊中的位置。

對于上述技術(shù)方案，本發(fā)明還有進一步優(yōu)選的方案：

優(yōu)選的，所述機器人本體上設(shè)有行走輪、傳感器模塊、電源模塊、定位解算模塊、二維轉(zhuǎn)臺和光電載荷；傳感器模塊包括里程計、視覺掃碼傳感器、磁傳感器和光電載荷內(nèi)設(shè)的視覺字符定位傳感器；里程計設(shè)在行走輪上，行走輪掛在管廊軌道上；視覺掃碼傳感器和磁傳感器設(shè)在兩個行走輪之間的檢測板上；光電載荷安裝在二維轉(zhuǎn)臺上。

優(yōu)選的，所述磁傳感器包括一個霍爾傳感器，磁片安裝在管廊軌道上，并提前在管廊軌道上進行位置標(biāo)定；霍爾傳感器感應(yīng)管廊軌道上的磁片。

優(yōu)選的，所述視覺掃碼傳感器為安裝在機器人本體上的掃碼相機，掃碼相機掃描安裝在軌道上的定位碼，定位碼為一位碼或者二維碼。

優(yōu)選的，所述字符銘牌包括粗定位字符和精定位標(biāo)識；所述視覺字符定位傳感器為安裝在二維轉(zhuǎn)臺上的可見光相機，對出現(xiàn)在視場中的字符銘牌上的粗定位字符進行粗定位，或者對字符銘牌上的粗定位字符和精定位標(biāo)識進行粗精復(fù)合定位。

優(yōu)選的，所述定位解算模塊包括DSP核心電路、存儲器和RS232串口，磁傳感器通過DSP核心電路的GPIO口與DSP核心電路連接；視覺掃碼傳感器通過RS232串口與DSP核心電路連接，視覺字符定位傳感器通過擴展串口連接DSP核心電路，DSP核心電路通過串口連接外電路。