[发明专利]一种变电站巡检机器人无线充电系统及方法

权利要求书

1.一种无线供电结构，其特征在于，至少包括三层结构，依次为钢化玻璃、磁屏蔽板和发射线圈；

第一层的发射线圈为圆角方形螺旋耦合线圈，第二层的磁屏蔽板包括至少一个磁芯片，第三层为钢化玻璃。

2.如权利要求1所述的无线供电结构，其特征在于，所述磁芯片设置在磁屏蔽板上对应于发射线圈阵列中心点的位置。

3.如权利要求1所述的无线供电结构，其特征在于，所述圆角方形螺旋耦合线圈按双层阵列的矩阵式方式排列，线圈阵列之间的连接导线采用磁环或者磁珠进行磁屏蔽保护。

4.一种变电站巡检机器人无线充电系统，其特征在于，包括机器人本体、无线供电结构和无线受电结构；

所述无线受电结构设置在机器人本体的底部，至少包括铝制外壳、铁氧体磁芯和机载耦合线圈，所述机载耦合线圈设置在铝制外壳的内部，所述机载耦合线圈的中心位置设有铁氧体磁芯；

所述无线供电结构至少包括三层结构，第一层的发射线圈为圆角方形螺旋耦合线圈，第二层的磁屏蔽板包括至少一个磁芯片，第三层为钢化玻璃；

所述无线供电结构设置在路面以下，上侧铺设与路面平齐的电木板作为供电导轨，所述变电站巡检机器人沿供电导轨进行巡检。

5.如权利又要求4所述的变电站巡检机器人无线充电系统，其特征在于，还包括运动控制模块，所述运动控制模块至少包括深度传感单元、环境感知单元、路径规划单元和导航控制单元；

深度传感单元，至少被配置为：对机器人在移动充电时真实环境进行三维重建，识别供电导轨的边界范围并实时发送给路径规划单元，获取位姿追踪信息，并实时反馈给导航控制单元；

环境感知单元，至少被配置为：获取真实环境图像并从中提取特征点，匹配相邻图像的特征点，通过特征点相对位置的变化反向推导机器人转动的角度和产生的位移，并实时发送给导航控制单元；

路径规划单元，至少被配置为：根据获取的充电导轨的边界数据，在三维场景中绘制机器人移动充电时的行驶轨迹，得到路径规划结果；

导航控制单元，至少被配置为：根据获取的路径规划结果驱动机器人的自主行驶，根据实时的位姿追踪信息，调整机器人转动的角度和产生的位移。

6.如权利又要求5所述的变电站巡检机器人无线充电系统，其特征在于，所述深度传感单元至少包括深度摄像头、RGB摄像头和惯性测量单元；

深度摄像头，至少被配置为：采集实际环境中的各类型原始数据，对机器人在移动充电时真实环境进行三维重建；

RGB摄像头，至少被配置为：识别供电导轨的边界范围，与深度摄像头的三维重建结果结合后获得供电导轨的尺寸数据，并上传至路径规划单元；

惯性测量单元，至少被配置为：更新机器人位姿追踪信息，并将位姿信息反馈给导航控制单元。

7.如权利又要求6所述的变电站巡检机器人无线充电系统，其特征在于，所述深度摄像头，还被配置为：进行不同时刻间移动目标相对位置的估算，直接测出图像中各像素离相机的距离。

8.如权利又要求6所述的变电站巡检机器人无线充电系统，其特征在于，所述深度摄像头，还被配置为：对物体、场景和动作进行识别。

9.如权利又要求6所述的变电站巡检机器人无线充电系统，其特征在于，所述惯性测量单元至少包括加速计、陀螺仪和磁力仪，所述加速计被配置为检测机器人不同角度的加速度值，所述陀螺仪被配置为进行机器人的定姿，所述磁力仪被配置为增强位置追踪的准确性。

10.如权利又要求4所述的变电站巡检机器人无线充电系统，其特征在于，还包括异物感知模块，所述异物感知模块，至少包括异物识别单元和处理单元；

异物识别单元，被配置为：检测深度传感单元通过光学组件接收环境反射光后获得的深度映射的模糊部分，同时输出存在异物警报至处理单元；

处理单元，被配置为：根据异物的大小，计算机器人采取的异常保护动作，并将下一步的动作信息反馈至运动控制模块。