基于差分GPS的變電站巡檢機器人定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文研究了基于差分GPS的變電站巡檢機器人的定位與導(dǎo)航技術(shù)，目的在于為國家電網(wǎng)公司設(shè)計一款可以自主定位與導(dǎo)航的巡檢機器人系統(tǒng)，降低工作人員的檢測危險，并提高巡檢質(zhì)量。
　　在研究的過程中，本文研究重點主要有巡檢機器人的自定位、全局電子地圖的構(gòu)建、路徑規(guī)劃方法的選定與導(dǎo)航控制算法的設(shè)計。
　　首先確定了適合變電站實際環(huán)境的巡檢機器人運動平臺，針對巡檢機器人自定位問題，采用差分GPS與里程計的組合定位方式，解決了差分GPS在電站

2、內(nèi)間歇性的無差分信號問題；并構(gòu)建了基于卡爾曼增量模型的數(shù)據(jù)融合方法，提高了巡檢機器人實時定位信息的穩(wěn)定可靠性。
　　研究了變電站全局電子地圖的構(gòu)建問題。基于現(xiàn)有的GPS和全站儀設(shè)備提出三種子地圖融合方法，通過測試對比實驗，確定最優(yōu)融合方法為基于差分GPS與全站儀之間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法。使用全站儀建立變電站各區(qū)域子地圖，應(yīng)用最優(yōu)融合方法完成變電站2.5維全局電子地圖的構(gòu)建。
　　針對于導(dǎo)航問題進行了全局路徑規(guī)劃算法的研究。對建立的2.

3、5維電子地圖進行柵格抽象化，分別對A*算法中不同估計函數(shù)的選取方式做了研究分析?；诤喕膭恿W(xué)模型，根據(jù)巡檢機器人實際工作情況建立能量耗費最優(yōu)模型，通過不同環(huán)境模型中的仿真實驗，選定了基于能量耗費最優(yōu)模型的A*算法。
　　設(shè)計了導(dǎo)航控制算法?；谘矙z機器人當(dāng)前位置相對于運行路徑的位置偏差和航向偏差，建立二者與左右輪速度增量之間關(guān)系。通過仿真實驗與實際測試實驗確定了最優(yōu)控制量參數(shù)，可以使巡檢機器人沿著預(yù)定路線無偏行駛。