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高精度高鲁棒性的轨道机器人全局定位方法

机器人 2013年第5期35卷 623-629页

作者：唐恒博陈卫东王景川刘帅李国波赵洪丹上海交通大学自动化系系统控制与信息处理教育部重点实验室上海200240 吉林省电力有限公司辽源供电公司吉林辽源136200

轨道机器人系统中,电磁干扰、温度与光照变化等环境因素会严重影响其定位的精确性和可靠性.针对上述问题,设计了一种里程计融合定位针路标的轨道机器人全局定位系统.提出了一种定位针路标的优化布置方法,通过扩大各定位区段的针分布差异... 详细信息

轨道机器人系统中,电磁干扰、温度与光照变化等环境因素会严重影响其定位的精确性和可靠性.针对上述问题,设计了一种里程计融合定位针路标的轨道机器人全局定位系统.提出了一种定位针路标的优化布置方法,通过扩大各定位区段的针分布差异度,来提高定位的鲁棒性.针对轨道打滑、定位针失效等情况进行了仿真,并在变电站巡检机器人上开展了实际应用.结果表明,本方法具有毫米级定位精度及全局定位能力,并且能够有效应对环境干扰.

关键词：多传感器数据融合轨道机器人全局定位路标

基于图像识别技术和轨道机器人的大坝安全智能移动巡检系统研发

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中国农村水利水电 2022年第11期 215-219页

作者：李龙飞李君军赵杰季昀李倩郑晓红国能大渡河流域水电开发有限公司四川成都610000 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310000 国家能源局大坝安全监察中心浙江杭州310000

基于图像识别技术和轨道机器人研发了一套大坝安全智能移动巡检系统。该系统基于轨道机器人及其搭载设备实现巡检现场的信息采集,在此基础上,基于图像识别技术进行图像数据解析和融合分析。该系统已在某工程进行应用,能解决传统人工巡... 详细信息

基于图像识别技术和轨道机器人研发了一套大坝安全智能移动巡检系统。该系统基于轨道机器人及其搭载设备实现巡检现场的信息采集,在此基础上,基于图像识别技术进行图像数据解析和融合分析。该系统已在某工程进行应用,能解决传统人工巡检范围有限、极端自然条件下水工人员难以开展现场巡检等问题,可有效实现大坝运行安全远程控制移动巡检、缺陷特征自动识别、重要监测设施人工读数装置自动测读等功能。

关键词：大坝安全图像识别移动巡检系统轨道机器人

基于图像识别技术和轨道机器人的大坝安全智能移动巡检技术研究

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水电能源科学 2023年第4期41卷 107-109,48页

作者：李倩季昀孙辅庭刘雨佳李君军刘西军国家能源局大坝安全监察中心浙江杭州310000 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310000

为实现大坝远程移动监视、重要缺陷的自动识别和重点监测设备测读,开展了基于图像识别技术和轨道机器人的大坝安全智能移动巡检技术研究。首先基于轨道机器人构建了大坝安全智能移动巡检系统,在此基础上,基于图像识别技术实现了大坝典... 详细信息

为实现大坝远程移动监视、重要缺陷的自动识别和重点监测设备测读,开展了基于图像识别技术和轨道机器人的大坝安全智能移动巡检技术研究。首先基于轨道机器人构建了大坝安全智能移动巡检系统,在此基础上,基于图像识别技术实现了大坝典型缺陷的自动识别和重点监测设备测读。结合某水库大坝进行实际应用,取得良好的应用效果,实现了大坝安全远程、大范围巡检,可显著减少人工巡检工作量,并可在极端自然条件下取代人工巡检及时掌握大坝等水工建筑物运行情况。研究结果可为水库大坝的安全监控提供重要参考和技术支撑。

关键词：智能巡检轨道机器人图像识别大坝安全裂缝析钙渗水表盘读数

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变电站轨道机器人的高鲁棒定位方法

变电站轨道机器人的高鲁棒定位方法

作者：刘帅华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

移动机器人在工业(如自动化物流和巡检)和民用(如智能车和家庭服务机器人)等领域有广泛应用。轨道机器人作为移动机器人的一种能够很好地被应用在变电站巡检中,然而温度与光照变化、电磁干扰等环境因素会严重影响其定位的精确性和可靠... 详细信息

移动机器人在工业(如自动化物流和巡检)和民用(如智能车和家庭服务机器人)等领域有广泛应用。轨道机器人作为移动机器人的一种能够很好地被应用在变电站巡检中,然而温度与光照变化、电磁干扰等环境因素会严重影响其定位的精确性和可靠性。自定位技术是移动机器人领域的一项关键技术,其鲁棒性和精确性很大程度上决定了移动机器人系统的工作效率和可靠性。人工路标辅助定位技术,是机器人自定位技术的一大类别。机器人通过传感设备对布置在环境中的路标进行检测识别,并根据路标检测结果计算机器人当前位姿。该类方法具有路标特征稳定、系统构成简单、鲁棒性较强的优势,因而被广泛应用。本研究针对现有人工路标辅助定位技术中,人工路标识别方法抗干扰能力弱问题,提出了基于离散式路标组的机器人定位方法,并深入研究了不同路标布置对该定位方法的鲁棒性影响,进而提出了路标布置的优化指标。之后分别提出了两种路标布置方法:基于启发式算法的路标布置方法和基于多元M序列的路标布置方法。并通过仿真及分析,对比了这两种路标布置和随机生成的路标布置下,机器人定位的鲁棒性。然后介绍了上述算法的实验与应用平台——变电站轨道式巡检机器人系统。着重介绍了该机器人系统中,机器人本体的软硬件设计,包括:轨道系统、驱动系统、电气系统和控制系统。最后,在实际应用环境下,利用轨道式机器人系统进行了多组实验,包括机器人基本性能实验和机器人定位能力实验以及定位鲁棒性实验。实验结果表明,轨道式巡检机器人系统的各项基本性能指标满足运行要求,并且其定位方法能够应对由于轨道打滑、人工路标漏检检测等异常干扰,具有较高的鲁棒性。

关键词：人工路标轨道机器人定位路标布置方法

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面向隧道救援的悬挂式轨道机器人系统研究

面向隧道救援的悬挂式轨道机器人系统研究

作者：何运来长安大学

学位级别：硕士

随着公路隧道、铁路隧道基础设施建设里程增加,对于隧道轨道机器人有了重大需求。国内对于悬挂式轨道机器人研究主要集中在巡检、火灾探测方面,但并没有深入研究轨道机器人多数据融合定位问题。在隧道环境复杂及光线不足条件下,实现轨... 详细信息

随着公路隧道、铁路隧道基础设施建设里程增加,对于隧道轨道机器人有了重大需求。国内对于悬挂式轨道机器人研究主要集中在巡检、火灾探测方面,但并没有深入研究轨道机器人多数据融合定位问题。在隧道环境复杂及光线不足条件下,实现轨道机器人的控制及全局定位成为亟待解决的问题。本文对该问题展开了相关研究,主要研究内容如下:首先分析了系统设计需求,使用Solidworks设计轨道机器人机械结构及3D模型,分别设计车体、驱动轮、轮轴、轨道、路标的机械结构,加工轨道机器人的各个零件,设计并搭建轨道机器人行驶轨道。设计了轨道机器人的数据采集、电气、通信系统,数据采集系统包括速度检测电路、惯导传感器电路、路标检测模块等;电气系统包括电机驱动电路、电源管理电路、电压电流检测电路。通信系统包括CAN总线电路以及无线模块。在此基础上,整合以上各个模块,完成了主控制器电路板的设计。然后研究基于卡尔曼滤波的多传感数据融合轨道机器人全局定位算法,包括区间定位和区间内定位。设定轨道定位坐标系及轨道机器人自身坐标系。研究光电传感器提取的路标特征值,建立路标子区间及区间编码,并根据匹配算法进行区间定位。根据测量编码器和惯导传感器的数据,建立轨道机器人区间内定位数学模型,实现其在区间内定位。结合区间定位和区间内定位数据,实现轨道机器人全局定位。最后搭建实验测试平台,分析系统的软件结构框图,编写主控制器的程序,并对路标、编码器、惯导传感器的定位数据进行处理融合。完成了基本性能实验、惯导传感器全局定位实验、多数据融合全局定位实验。通过实验数据分析了轨道机器人的性能,实验结果表明:轨道机器人多传感器融合定位精度高于单一传感器定位精度,为研究成果的产品化提供了重要依据。

关键词：隧道轨道机器人多传感器机器人定位卡尔曼滤波