[发明专利]变压器巡检机器人定位系统及定位方法

权利要求书

1.一种变压器巡检机器人定位系统，包括变压器巡检机器人，其特征在于：该系统还包机器人定位套件；

机器人定位套件包括二维激光雷达、深度计、单轴光纤陀螺、摄像机、机器人端无线通讯模块和机器人控制板，二维激光雷达、深度计和摄像机均安装于变压器巡检机器人的外部，

二维激光雷达和摄像机连接机器人端无线通讯模块，机器人端无线通讯模块连接机器人控制板和摄像机，深度计和单轴光纤陀螺均均连接至机器人控制板。

2.根据权利要求1所述的一种变压器巡检机器人定位系统，其特征在于：该系统还包括机器人远程控制端，机器人远程控制端包括机器人远程控制计算机、控制端无线通讯模块和视频采集卡，控制端无线通讯模块连接机器人远程控制计算机和视频采集卡，视频采集卡连接机器人远程控制计算机；机器人通过无线通讯模块与机器人远程控制端建立通讯连接。

3.根据权利要求1所述的一种变压器巡检机器人定位系统，其特征在于：二维激光雷达安装在能够检测到机器人在变压器内部水平面的位置信息的位置；

深度计安装在能够检测机器人当前位置变压器油压力的位置；

单轴光纤陀螺安装于机器人内部重心位置；

摄像机安装在能够获取到机器人当前位置的变压器内部结构图像的位置。

4.根据权利要求3所述的一种变压器巡检机器人定位系统，其特征在于：机器人控制板安装于变压器巡检机器人内部；

二维激光雷达安装于机器人顶部；

深度计安装于机器人侧壁外面；

摄像机安装于机器人前端或侧壁的中部。

5.一种变压器巡检机器人定位方法，其特征在于：该方法步骤如下：

步骤1：机器人远程控制端的无线通讯模块接收深度计采集的数据、单轴光纤陀螺采集的数据、二维激光雷达采集的数据和摄像机采集的数据；

步骤2：机器人远程控制计算机利用深度计采集的变压器油压力数据，并通过变压器油压力与深度的关系求得机器人在变压器内部的深度信息，再通过解析光纤陀螺数据求得机器人在水平面的运动方向；

步骤3：机器人远程控制计算机解析激光雷达发送的数据，通过数据补偿公式求得机器人在变压器内部的水平面位置信息；

步骤4：机器人远程控制计算机显示机器人摄像机获得图像信息；

步骤5：机器人远程控制计算机利用控制软件融合步骤1中的深度计数据和单轴光纤陀螺数据、步骤2中的激光雷达数据以及步骤3中的图像信息数据，实时显示机器人在变压器内部的运动方向、工作深度、水平位置信息。

6.根据权利要求5所述的一种变压器巡检机器人定位方法，其特征在于：该方法步骤如下：在进行步骤1之前先对机器人远程控制计算机进行如下操作：

调用定位界面初始化函数、串口通讯初始化函数和图像接收初始化函数。

7.根据权利要求5所述的一种变压器巡检机器人定位方法，其特征在于：该方法步骤如下：步骤2：中变压器油压力与深度的关系求公式：h表示机器人工作深度、P表示变压器油压力、ρ表示变压器油密度、g表示重力常数。

8.根据权利要求5所述的一种变压器巡检机器人定位方法，其特征在于：该方法步骤如下：步骤3中，在变压器油中使用需通过数据补偿公式对测距结果进行修正。数据补偿公式如下：L＝-0.0009×Y²+0.8082×Y+2.838，Y表示激光雷达测量距离，L表示校正结果。该公式由大量的实验数据经过最小二乘拟合方法得到。