[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

说明书

本发明公开了一种变电站室内移动机器人导航定位系统，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。本发明还公开了一种变电站室内移动机器人导航定位方法，利用上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,可以用于在机器人自动巡检作业中快速、准确地获取当前位置、行走路径，辅助机器人及时到达预定的作业位置，具有实施简便、定位精度高、稳定可靠的特点，适应环境的能力强。

技术领域

本发明涉及一种变电站室内移动机器人导航定位系统及其导航定位方法。

背景技术

在室内环境无法使用卫星定位时，使用室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题，最终定位物体当前所处的位置，在变电站自动巡检作业过程中是一个非常重要的问题。

室内定位方案除了以移动通信网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波。常见的室内无线定位技术通常都只能覆盖半径90米左右的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。

蓝牙通信是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微网络的主设备。这样通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息，定位精度不高，对于复杂的变电站空间环境，蓝牙定位系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。

红外线室内定位技术是通过安装在室内的光学传感器，接收各移动设备发射调制的红外射线进行定位，具有相对较高的室内定位精度。但是，由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播，容易受其他灯光干扰。

此外，超宽带定位技术、RFID定位技术、ZigBee技术、超声波技术等也有各自非常显著的缺点，不适合应用于变电站复杂的结构和电磁环境。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种变电站室内移动机器人导航定位系统，在常规机器人配置的摄像机基础上增加一个低成本的激光测距仪即可实现变电站室内定位，相比现有的各种定位系统具有实施简便、定位精度高、稳定可靠的特点。

本发明的另外一个目的是提供一种变电站室内移动机器人导航定位方法，利用上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，具有实施简便、定位精度高、稳定可靠的特点。

实现上述目的技术方案是：一种变电站室内移动机器人导航定位系统，包括CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、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。

上述的变电站室内移动机器人导航定位系统，其中，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(random access memory，随机存储器)作为内部视频数据缓冲区存储信号处理过程的中间数据；