[发明专利]一种轨道式巡检机器人定位装置及编码定位方法

说明书

本发明公开了一种轨道式巡检机器人定位装置及编码定位方法，包括传感器模块、组合导航解算模块和电源模块，通过控制中心控制机器人本体在管廊轨道中行进，通过光电传感器的激光发射器发射光束穿过管廊轨道中定位孔，光电传感器的光电探测器识别发射光束，采用脉宽比值编码确定轨道式巡检机器人本体在轨道上的相对位置信息，将获取的信息传递至组合导航解算模块对传感器的数据进行解算，控制中心确定机器人本体在管廊中的位置。该方法能够降低轨道定位系统布设的复杂度，同时保证一定的定位精度。

技术领域

本发明属于导航定位技术领域，涉及一种使用脉宽比值编码或固定编码方式进行定位导航的方法。

背景技术

在我国管廊巡检机器人运行过程中，机器人的精确定位始终是核心内容之一，优秀的定位方案可以有效提高巡检效率和精度。

常规的轨道机器人巡检，主要靠里程计进行相对位置定位，由于里程计会产生累计误差，还需靠外部辅助无线标签进行绝对位置校准。常见的校准方式有UWB无线定位方式和RFID标签定位方式，其中UWB定位精度0.1m左右，需要管廊内的无线基站具备UWB定位功能，RFID无源标签定位精度较高，可达0.02m，但需要每隔一段轨道布置一个RFID标签，还需要专门的读卡设备。

因此，如何降低轨道定位系统布设的复杂度和成本，同时保证一定的定位精度，是未来管廊巡检机器人定位需要考虑的方向。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于管廊内轨道式巡检机器人的定位导航方法，该方法能够降低轨道定位系统布设的复杂度，同时保证一定的定位精度。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明提供了一种轨道式巡检机器人定位装置，包括：

传感器模块，包括双光电传感器和里程计，通过光电传感器的激光发射器发射光束穿过管廊轨道中定位孔，光电传感器的光电探测器识别发射光束，采用脉宽比值编码确定轨道式巡检机器人本体在轨道上的相对位置信息，将获取的信息传递至组合导航解算模块；

组合导航解算模块，用于对传感器的数据进行解算，数据融合，解算后的导航数据传输至外部控制中心；

电源模块，为机器人本体提供电源供电；

传感器模块、组合导航解算模块设于机器人本体中，通过控制中心控制机器人本体在管廊轨道中行进，通过传感器模块获取管廊轨道中定位孔信息，通过组合导航解算模块解算，控制中心确定机器人本体在管廊中的位置。

优选的，所述机器人本体上设有行走轮、传感器模块、电源模块和组合导航解算模块，传感器模块包括双光电传感器和里程计，里程计设在行走轮上，行走轮挂在管廊轨道上；管廊轨道上设有定位孔，双光电传感器中双激光发射器和双光电探测器分别设于机器人本体底座上，并位于管廊轨道两侧行走轮之间；组合导航解算模块设于机器人本体中。

优选的，所述双光电传感器包括双激光发射器和双光电探测器，双激光发射器在轨道一侧，双光电探测器在轨道另一侧，用于识别轨道上的定位孔。

优选的，所述组合导航解算模块，包括DSP核心电路、存储器和串口通信模块，双光电传感器分别通过cap1口和cap2口与DSP核心电路连接；里程计通过CAP与DSP核心电路连接；DSP核心电路通过串口连接外电路。

本发明进而提供了一种的轨道式巡检机器人定位导航方法，包括：采用脉宽比值编码方式：

通过双激光发射器和双光电探测器与轨道上的两个半径不同的定位孔，机器人本体行走过程中，双激光发射器发出的光线穿过对应的定位孔，双光电探测器接收光线并形成脉冲信号，根据定位孔半径不同，形成的脉冲宽度不同，两个脉冲宽度比值和预先标定好的位置对应，以确定对应的绝对位置。