[发明专利]一种基于激光导航的变电站巡检机器人自主充电方法

摘要

本发明公开了一种基于激光导航的变电站巡检机器人自主充电方法，包括以下步骤：1）修建巡检机器人充电房；2）充电时，巡检机器人倒退进入充电房，扫描机器人正前方和两侧的墙壁信息；3）利用机器人的定位来发布运动控制信息；4）拟合直线；5）选取符合要求的四条直线；6）计算角点A、B的坐标，得到机器人的位姿信息；7）根据位姿信息，调整机器人的角度；8）判断机器人与充电桩的距离；9）达到预定距离后，机器人直接向后倒退进入充电桩，机器人开始充电；10）充电完成后，机器人向前移动退出充电桩，结束充电。本发明可以实现无轨的自主充电，不需要铺设轨道，既能够节省施工成本与时间，充电房的位置设计又十分灵活。

主权项

1.一种基于激光导航的变电站巡检机器人自主充电方法，在至少具有运动控制系统、惯性导航系统、激光扫描传感器的变电站巡检机器人上使用；其特征在于：包括以下步骤：1）在变电站内修建巡检机器人充电房，并将充电房的尺寸数据、充电桩在充电房中的位置录入变电站巡检机器人的工控机中；2）充电时，变电站巡检机器人从室外倒退进入充电房，并利用激光扫描传感器扫描变电站巡检机器人正前方和两侧的墙壁信息；3）变电站巡检机器人搭载的工控机利用变电站巡检机器人的定位来发布运动控制信息；所述变电站巡检机器人的定位是计算变电站巡检机器人与前方两个墙角——角点A和角点B的相对位置，来确定自身的位置；步骤2）中激光扫描传感器扫描后得到一组含有深度信息的点集，对点集进行拟合，拟合四条直线L1、L2、L3和L4；4）所述直线的拟合采用最小二乘法，输入一组数据点，得到一个拟合的直线方程；将每次扫描到的数据点分割成若干组，每一组拟合出一条直线，再从拟合出的所有直线中，选取符合要求的四条直线L1、L2、L3和L4；5）若直线L1和L2、L3和L4分别存在交点a、b，且其夹角的锐角大于90‑E1，同时a、b的距离在区间[W‑E2,W+E2]内，则交点a、b即为角点A、B；其中E1是设置的夹角误差阈值，W是充电房的宽度，E2是设置的距离误差阈值；6）计算角点A、B的坐标，得到两个坐标后，根据变电站巡检机器人与它们的相对距离与方向信息，得到变电站巡检机器人自身的位姿信息；7）根据变电站巡检机器人的位姿信息，调整变电站巡检机器人的角度，使变电站巡检机器人两侧与墙壁保持平行；8）判断变电站巡检机器人与充电桩的距离，如果没有达到预定距离，变电站巡检机器人缓慢向后移动；并在移动过程中，不断调整变电站巡检机器人的位姿，保证变电站巡检机器人两侧与墙壁保持平行；9）达到预定距离后，变电站巡检机器人将停止位姿调整，直接向后倒退进入充电桩，变电站巡检机器人开始充电；10）充电完成后，变电站巡检机器人向前移动到预定距离，自动退出充电桩，结束充电。