[發明專利]一種應用于大面積金屬壁面放射性污染測量的定位方法

在審

• 申請號: 202210961010.6
• 申請日: 2022-08-11
• 公開（公告）號: CN115435789A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 唐雨堯;楊亞鵬;劉一寧;李國強;張建崗;楊偉;劉毅
• 申請（專利權）人: 中國輻射防護研究院
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/00;G01T1/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

本發明涉及一種應用于大面積金屬壁面放射性污染測量的定位方法，首次將采用FastSLAM算法的定位方法集成于大面積金屬壁面表面污染測量裝置中，應用于大面積金屬壁面表面污染測量，通過利用擴展卡爾曼濾波進行路標點狀態估計，利用粒子濾波進行機器人位姿估計，提高了非線性系統模型的定位準確性；減小了外界噪聲對定位產生的誤差影響；解決了傳統全向機器人局部路徑規劃算法無法提前對行走軌跡進行預測的問題。采用本發明公開的一種應用于大面積金屬壁面放射性污染測量的定位方法，定位精度高，為大面積金屬壁面污染物測量精度奠定了基礎，提供了保障。

技術領域

本發明屬于核應急輻射防護領域，具體涉及一種應用于大面積金屬壁面放射性污染測量的定位方法。

背景技術

在核應急狀態下需要對核設施如核電站、核燃料循環設施開展持續監控，以確保放射性核素沒有泄漏以致安全或環境問題。核電站一旦發生事故，需要在大面積區域內開展表面污染測量,然而核燃料循環設施中存在許多人員難以攀爬的金屬壁面。

針對大面積區域金屬壁面表面污染測量，一方面，目前缺少針對人員不易到達金屬壁面的表面污染探測手段，只能開展簡單的選點測量；另一方面，無論是金屬壁面還是大面積平整地面，表面污染測量需要在靠近污染源幾毫米的距離開展，導致測量人員易受輻射污染，給人員手動監測大面積區域帶來困難，且測量效率低，一致性差、耗時久，成本高，無法實現污染分布圖的繪制。這就需要智能測量裝置代替人工完成表面污染測量任務。

由于需要確定污染點位置，不可避免的需要智能測量裝置具備定位能力，傳統的定位技術在定位時存在以下普遍問題：

(1)采用非線性系統模型，定位準確性低。

(2)傳統全向機器人局部路徑規劃算法存在無法提前對行走軌跡進行預測的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種應用于大面積金屬壁面放射性污染測量的定位方法，首次將采用FastSLAM算法的定位方法集成于大面積金屬壁面表面污染測量裝置中，應用于大面積金屬壁面表面污染測量，通過利用擴展卡爾曼濾波進行路標點狀態估計，利用粒子濾波進行機器人位姿估計，提高了非線性系統模型的定位準確性；減小了外界噪聲對定位產生的誤差影響；解決了傳統全向機器人局部路徑規劃算法無法提前對行走軌跡進行預測的問題。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案是：一種應用于大面積金屬壁面放射性污染測量的定位方法，包括步驟：

S1、初始化位姿信息及環境地圖，實時采樣當前時刻機器人位姿信息以及路標點狀態信息；

S2、根據實時采樣的當前時刻位姿信息以及路標點狀態信息，更新被觀測的位姿信息以及路標點狀態信息，并據此對所述環境地圖進行更新。

進一步,步驟S1包括以下子步驟：

S11、利用粒子濾波進行機器人位姿估計；

第i個粒子的機器人位姿狀態通過以下公式進行估計：

S12、利用擴展卡爾曼濾波進行路標點狀態估計；

若檢測到的粒子為則將傳感器采集到的粒子作為路標進行預測。

S13、將傳感器采集的數據進行整合，設實際距離數據為Z_t；根據實際距離數據Z_t對位姿預測數據進行修正，可以表示為式：

S14、采樣當前時刻機器人位姿信息；