[发明专利]变电站室内移动机器人导航定位系统及其导航定位方法

权利要求书

1.变电站室内移动机器人导航定位系统，其特征在于，包括CPU、电源和时钟模块、摄像头以及激光测距仪，所述CPU包括图像获取单元、图像匹配分析单元、距离测量单元、空间位置计算单元以及运动控制单元，所述CPU设置有内部视频数据缓冲区，其中：

所述电源和时钟模块为所述CPU、摄像头以及激光测距仪供电；

所述摄像头与所述CPU连接，并与所述图像获取单元通信；

所述激光测距仪与所述CPU连接，并与所述距离测量单元通信；

所述图像获取单元与所述图像匹配分析单元相连；

所述图像匹配分析单元和所述距离测量单元分别与所述空间位置计算单元相连；

所述空间位置计算单元与所述运动控制单元相连。

2.根据权利要求1所述的变电站室内移动机器人导航定位系统，其特征在于，所述CPU采用低功耗的ARM系列芯片STM32F4XX单片机为核心，并扩展RAM作为内部视频数据缓冲区存储信号处理过程的中间数据；

所述摄像头采用数字图像传感器，所述摄像头通过兼容IIC接口与所述CPU连接。

3.变电站室内移动机器人导航定位方法，利用权利要求1或2所述的变电站室内移动机器人导航定位系统进行变电站室内移动机器人的导航定位，其特征在于，包括以下步骤：

S1，所述图像获取单元周期性地从所述摄像头获取视频数据流，并将视频数据流转换为视频图像存储在所述内部视频数据缓冲区；

S2，所述图像匹配分析单元从所述内部视频数据缓冲区获取视频图像，并对视频图像中的图片数据进行分析和处理，从实时图片中获取专用的视觉定位标志，确定一个或多个视觉定位标志在视觉空间中的位置，并提取标志中图形标识；通过图形标识的内容和视觉定位标志在视觉空间中的相对位置，初步推算出机器人在变电站室内的位置，并且所述图像匹配分析单元将机器人在变电站室内的初步推算位置传输给所述空间位置计算单元；

S3，所述距离测量单元，通过所述激光传感器实时测量机器人到其运动方向的正前方物体之间的距离，并且所述距离测量单元将机器人到其运动方向的正前方物体之间的距离传输给所述空间位置计算单元；

S4，所述空间位置计算单元，综合所述图像匹配分析单元计算得到的机器人在变电站室内的初步推算位置和所述距离测量单元测量得到的机器人到其运动方向的正前方物体之间的距离，精确计算出实际的机器人位置，并将机器人的实际位置发送给所述运动控制单元；

S5，所述运动控制单元根据作业任务所要求的作业位置和当前机器人的实际位置，计算出实际位置与作业任务所要求位置之间的偏差，并根据偏差的大小和方向向机器人运动控制系统发出运动控制指令，逐步缩小误差并最终达到目标的巡检作业位置。

4.根据权利要求3所述的变电站室内移动机器人导航定位方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述图像获取单元通过DCMI接口周期性地从所述摄像头获取视频数据，并将一帧完整的视频数据转换为视频图像存储在所述内部视频数据缓冲区。

5.根据权利要求3所述的变电站室内移动机器人导航定位方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述图形标识采用二维码或带颜色的九宫格。