[发明专利]一种磁轨迹线导航智能巡检机器人及其导航方法

权利要求书

1.一种磁迹线导航智能巡检机器人，包括机器人本体(1)、多根直线磁轨迹线(2)、多根弧形线磁轨迹线(3)、RFID标签和RFID识别器(4)，所述直线磁轨迹线(2)连接弧形线磁轨迹线(3)，所述直线磁轨迹线(2)和弧形线磁轨迹线(3)之间相互连接形成巡检机器人的行走线路，所述机器人本体(1)上设有RFID识别器(4)，所述直线磁轨迹线(2)和弧形线磁轨迹线(3)的侧面设有RFID标签，所述RFID标签和RFID识别器(4)相匹配，所述机器人本体(1)还包括设置在机座上的主控系统(7)、运动控制系统、信息采集系统和电源系统，所述运动控制系统、信息采集系统、电源系统均与所述主控系统(7)相连接；

所述主控系统(7)：用于接收远程遥控指令，控制所述运动控制系统，使巡检机器人沿着直线磁轨迹线(2)和弧形线磁轨迹线(3)行走，并实时的将巡检机器人的位置、位姿、传感器信息发回到监控后台终端，以获取变电站周围环境信息，保证巡检机器人完成变电站的巡检工作；

所述运动控制系统：用于控制驱动设备的正常工作，保证巡检工作的正常进行；

所述信息采集系统：通过传感器，采集变电站巡检点周围的相关信息，并将其传输给主控系统(7)，完成变电站周围的信息采集工作；

其中，所述信息采集系统包括三目视觉传感器、雷达避障传感器、姿态传感器、红外测距传感器、温湿度传感器和传感器采集模块，所述三目视觉传感器、雷达避障传感器、姿态传感器、红外测距传感器、温湿度传感器均与所述传感器采集模块相连接，所述传感器采集模块连接所述主控系统(7)，三目视觉传感器的下方设有云台，用于控制三目视觉传感器的姿态，三目视觉传感器在原来双目视觉传感器的基础上增加一台高清摄像机，摄取巡检机器人前方的图片，经过图像处理获取三维信息，再由曲面拟合构造CAD模型，获取巡检机器人前方的信息；

所述电源系统：用于给巡检机器人的用电设备供电，保证巡检机器人的可持续续航工作。

2.根据权利要求1所述的一种磁迹线导航智能巡检机器人，其特征在于：所述机器人本体(1)的下部设有磁传感设备，所述磁传感设备包括前磁传感设备(8)和后磁传感设备(9)，所述前磁传感设备(8)用于巡检机器人的前侧导航，所述后磁传感设备(9)用于巡检机器人的后侧定位。

3.根据权利要求1所述的一种磁迹线导航智能巡检机器人，其特征在于：所述机器人本体(1)还包括报警系统，所述报警系统包括报警灯和报警喇叭；

所述报警灯：用于巡检机器人遇到特殊情况时闪烁报警灯，起到警示的作用；

所述报警喇叭：用于巡检机器人遇到特殊情况时鸣笛，起到警示的作用。

4.根据权利要求1所述的一种磁迹线导航智能巡检机器人，其特征在于：所述机器人本体(1)的两侧设有履带机构。

5.根据权利要求1所述的一种磁迹线导航智能巡检机器人导航方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)先通过监控后台终端的数据库调取该变电站的地理地图信息，根据检测地面检测区域的地形和地貌，在地面检测区域上设置多根直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线，并设置的多根直线磁轨迹线标记为A1直线磁轨迹线、A2直线磁轨迹线、A3直线磁轨迹线……，设置的多根弧形线磁轨迹线标记为B1弧形线磁轨迹线、B2弧形线磁轨迹线、B3弧形线磁轨迹线……；在地面检测区域的交叉路口设置变向RFID标签，并将变向RFID标签标记为C1变向RFID标签、C2变向RFID标签、C3变向RFID标签……；

(b)将需要参加巡检的巡检机器人进行深度学习，深度学习的内容包括该巡检机器人需要检测的区域、行走的直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线的规划线路和行走长度、需要检测的变电站设备的检测内容，待需要参加巡检的巡检机器人深度学习完毕后，投入到变电站的日常巡检中；

(c)在需要巡检的变电站设备上设置检测RFID标签，并将检测RFID标签标记为D1检测RFID标签、D2检测RFID标签、D3检测RFID标签……；

(d)巡检机器人对地面检测区域进行巡检工作：工作人员将磁迹线导航智能巡检机器人到直线磁轨迹线的起点位置开始进行工作；具体过程如下：通过主控系统(7)控制所述运动控制系统，使巡检机器人沿着直线磁轨迹线和弧形线磁轨迹线行走，根据数字PID位置型控制算法，得知当前巡检机器人的实时位置和路况，并确认巡检机器人的在该时刻位置的偏差量，具体表达为公式中c(j)为目标值与当前时刻的巡检机器人的位置和姿态之差，c(j-1)为上一时刻的值；当遇到交叉路口时，通过三目视觉传感器采集当前交叉路口的路况信息，将路况信息发送给主控系统(7)，并通过磁轨迹线的定向导航识别，由视觉采集和磁轨迹线相结合后，由主控系统(7)做出相应的判断，选择合适的路线，并通过巡检机器人上的RFID识别器(4)和相应的变向RFID标签匹配通过后，主控系统(7)控制运动控制系统，使巡检机器人通过交叉路口，进行接下来的巡检工作；当三目视觉传感器采集到前方需要巡检的变电站设备后，通过巡检机器人上的RFID识别器(4)识别相应的检测RFID标签，由巡检机器人完成该变电站设备的巡检工作，判断该变电站设备是否正常，如果该变电站设备正常，巡检机器人进行接下来的巡检工作；如果电站设备异常，巡检机器人对该变电站设备进行检修，待检修完成后进行接下来的巡检工作。