[发明专利]一种用于窄小管腔微型巡检机器人的温度异常点定位系统

权利要求书

1.一种用于窄小管腔微型巡检机器人的温度异常点定位系统，其特征在于，所述定位系统包括：巡检机器人、控制终端、拖拽测量装置、编码测量装置和惯性导航系统；

所述巡检机器人上包括红外测温探头和定位系统，所述红外测温探头设置于巡检机器人的机身的前方，所述红外测温探头用于测量所述巡检机器人前方区域内线缆的测量温度，所述定位系统设置于所述巡检机器人的机身上，所述定位系统用于对所述巡检机器人进行定位，生成位置信息，所述巡检机器人将所述测量温度和所述位置信息发送至所述控制终端；

所述控制终端用于当判定接收到的所述测量温度大于或等于预设温度阈值时，根据接收到的所述位置信息，对所述巡检机器人在线缆排管中的位置进行定位，并将所述测量温度标记于所述位置，生成报警信息；

所述拖拽测量装置的测量绳固定连接于所述巡检机器人的机身的后方，所述测量绳上设置有标度，所述拖拽测量装置用于根据所述标度和所述巡检机器人的机身长度，对所述巡检机器人进行第一定位，确定第一位置信息；

所述编码测量装置包括计数单元和运算单元，所述编码测量装置设置于所述巡检机器人的机身的下方、位于所述巡检机器人的轮胎的内侧，所述计数单元与所述轮胎经齿轮传动连接，所述计数单元用于随着所述轮胎的转动生成计数脉冲，所述运算单元用于根据所述计数脉冲和所述轮胎的周长，确定所述巡检机器人的第二位置信息；

所述惯性导航系统用于采用粒子滤波算法，对计算出的所述巡检机器人的位移测量值进行滤波，将滤波后的所述位移测量值，记作第三位置信息；

所述控制终端还用于采用加权算法，根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述第三位置信息，对所述巡检机器人在线缆排管中的位置进行定位。

2.如权利要求1所述的用于窄小管腔微型巡检机器人的温度异常点定位系统，所述惯性导航系统包括陀螺仪和加速度计，其特征在于，所述粒子滤波算法具体包括：

根据所述陀螺仪确定的所述巡检机器人的姿态和航向，构建导航坐标系，并根据所述加速度计测得的所述巡检机器人在所述导航坐标系下的加速度，对时间进行积分，计算所述巡检机器人的所述位移测量值X_i，其中，i＝1，2，…，k，k为当前时刻；

构建所述巡检机器人行进过程中的状态方程和观测方程，并在当前时刻k已有的k个所述位移测量值中，按照重要性分布，抽取N个所述位移测量值，生成初始粒子集合{X_i}_{i＝1,2,…,N}，其中，被抽取的每一个位移测量值X_i记作初始粒子集合{X_i}_{i＝1,2,…,N}中的一个粒子；

计算所述初始粒子集合{X_i}_{i＝1,2,…,N}中每一个粒子的权值，当判定计算出的所述权值小于预设阈值时，将对应的所述粒子剔除，在剩余的k-N个位移测量值中重新抽取与剔除粒子数量相同的位移测量值，与保留的位移测量值，组成次级粒子集合{X′_i}_{i＝1,2,…,N}，重新计算每一个粒子的权值并进行剔除，直到次级粒子集合{X′_i}_{i＝1,2,…,N}中每一个粒子的权值均小于所述预设阈值，将所述次级粒子集合{X′_i}_{i＝1,2,…,N}记作位移粒子集合；

根据所述位移粒子集合，进行均值计算，将均值计算结果记作所述第三位置信息。

3.如权利要求1所述的用于窄小管腔微型巡检机器人的温度异常点定位系统，其特征在于，采用加权算法，根据所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述第三位置信息，对所述巡检机器人在线缆排管中的位置进行定位，具体包括：

计算当前时刻所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述第三位置信息三种位置信息中两种的位置信息之间的差值，并计算任一种位置信息差值的和值，其中，所述和值包括第一和值、第二和值以及第三和值；

选取所述和值中最大值对应的位置权值，根据第一修订公式和初始权值，对选取出的位置权值进行修订，根据第二修订公式和所述初始权值，对其余位置权值进行修订；

根据修订后的位置权值、所述第一位置信息、所述第二位置信息和所述第三位置信息，采用加权算法，对所述巡检机器人在线缆排管中的位置进行定位。