[发明专利]一种采用激光定向和射频定位的变电站巡检机器人导航方法

说明书

本发明公开了一种采用激光定向和射频定位的变电站巡检机器人导航方法，该方法步骤为：a、当到达设定时间或接到信号后，机器人确定第一个位置点并开启对应的激光光源；b、激光方向探测器确定机器人的行进方向；c、当机器人到达出射激光的位置点时，关闭该激光光源并识别当前位置点；d、当步骤（c）识别为监测位置点时，机器人进行检测工作；e、当步骤（c）识别为转弯位置点时，机器人根据该转弯位置点编号和逻辑表开启行进路线上的下一个激光光源；f、重复步骤（b）、步骤（c），并根据步骤（c）的识别结果确定按步骤（d）执行还是按步骤（e）执行；g、检测工作完成后，机器人返回出发位置点。本发明的方法行进方向准、定位精度高。

技术领域

本发明涉及电力系统和机器人领域，具体地说是一种采用激光定向和射频定位的变电站巡检机器人导航方法。

背景技术

电力规程要求，变电站必须进行定期巡检：传统的巡检方式为人工巡检，存在劳动强度大、巡检效率低、评判标准不客观等问题；随着智能化技术发展，现在逐渐采取机器人替代人工巡检，能够实现变电站全天候、全方位、全自动的智能巡检，有效降低运维成本、提高巡检效率和准确性。

电力规程要求，变电站必须进行定期巡检：传统的巡检方式为人工巡检，存在劳动强度大、巡检效率低、评判标准不客观等问题；随着智能化技术发展，现在逐渐采取机器人替代人工巡检，能够实现变电站全天候、全方位、全自动的智能巡检，有效降低运维成本、提高巡检效率和准确性。

变电站巡检机器人的巡检任务一般有三种，一是定期巡检，沿特定路线在特定位置对变电站内的电气设备进行状态图像识别、红外测温、仪表读取、声音监测、传感器通信等工作；二是事故巡检，在站内发生异常事故时，机器人可立即自动前往事故点进行图像录制，记录事故发展历程；三是遥控监测，可通过远程遥控机器人按特定路线前往特定地点进行监测。变电站内的设备、仪表和传感器均为固定位置安装，机器人只有在特定位置获取的图像和测量数据才有意义，因此巡检机器人的关键技术之一就是导航和定位技术。

目前变电站巡检机器人采用的导航技术一般有磁条导航、悬轨导航、激光雷达导航、GPS/无线导航、视觉导航等，分别说明如下：

1.磁条导航：在地面机器人行进轨迹上铺设磁条，机器人沿磁条运动；

2.悬轨导航：机器人沿空中悬挂的导轨或钢索行走；

3.激光雷达导航：机器人依靠激光雷达扫描周围障碍物的距离来进行导航；

4.GPS/无线导航：依靠GPS或无线电信号来进行定位与导航；

5.视觉导航：机器人像人类一样，依靠机器人上的摄像头进行视觉定位与导航。

上述几种导航方式，只有磁条导航和悬轨导航能够精确定位，最适合于变电站巡检机器人使用，但是这两种导航方式需要铺设磁条或悬轨，施工工作量大，且轨道铺设完成之后更改麻烦。另外采用固定轨道的方式导航，机器人只能沿固定路线行进，不利于紧急情况的处理；激光雷达导航能够自动生成电子地图，根据算法来选择机器人行进路线，但成本高昂，且定位精度差；GPS/无线技术导航，分别适用于室外和室内导航，但其定位精度差，一般难以满足巡检机器人定点监测的要求；视觉导航一般需要人工参与，难以满足自动巡检的要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述轨道铺设困难和定位精度差的技术难题，提供一种采用激光定向和射频定位的变电站巡检机器人导航方法，该方法中的变电站巡检机器人通过检测激光信号保证行进方向、通过检测射频卡确认到达地点、通过无线通信控制激光光源更改行进方向，以此实现巡检机器人在变电站内即可按照既定轨迹行进，亦可通过策略配置更换巡检路线。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种采用激光定向和射频定位的变电站巡检机器人导航方法，其特征在于：该方法步骤为：