[发明专利]一种轨道式巡检机器人的多传感器辅助定位模块及方法

说明书

本发明公开了一种轨道式巡检机器人的多传感器辅助定位模块及方法，包括设于机器人本体中的传感器模块、定位解算模块和电源模块，还包括设于管廊中的定位标识模块，通过控制中心控制机器人本体在管廊轨道中行进，多个传感器识别管廊轨道中的字符铭牌、轨道贴片，将获取的信息传递至定位解算模块；定位解算模块将传感器模块获取的信息进行解算，并传递至控制中心，控制中心确定机器人本体在管廊中的位置。本发明能够实现轨道式巡检机器人的复合定位，提高了系统的容错能力和可靠性。

技术领域

本发明属于导航定位技术领域，涉及一种使用磁传感器模块、视觉扫码传感器模块、视觉字符定位进行融合定位导航的方法。

背景技术

在我国管廊巡检机器人运行过程中，机器人的精确定位始终是核心内容之一，优秀的定位方案可以有效提高巡检效率和精度。

常规的轨道机器人巡检，主要靠里程计进行相对位置定位，由于里程计会产生累计误差，还需靠外部辅助无线标签进行绝对位置校准。常见的校准方式有UWB无线定位方式和RFID标签定位方式，其中UWB定位精度0.1m左右，需要管廊内的无线基站具备UWB定位功能，RFID无源标签定位精度较高，可达0.02m，但需要每隔一段轨道布置一个RFID标签，还需要专门的读卡设备。

单一的定位方式所存在的问题是，当该定位传感器模块(如读卡设备)失效时，整个定位系统便不能正常工作，缺乏系统冗余的措施。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于管廊内轨道式巡检机器人的融合定位导航方法。采用磁传感器模块、视觉扫码传感器模块、视觉字符定位中的一种或几种组合来实现复合定位，定位系统具有一定的容错导航能力。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种轨道式巡检机器人的多传感器辅助定位模块，包括：定位标识模块，包括字符铭牌和轨道贴片，字符铭牌垂直安装在管廊顶部，用于传感器模块识别定位；轨道贴片，包括定位码和磁片，用于传感器模块识别定位码和磁片；传感器模块，通过多个传感器识别管廊轨道中的字符铭牌和轨道贴片，将获取的信息传递至定位解算模块；

定位解算模块，用于将传感器模块获取的信息进行解算，并传递至控制中心，控制中心确定机器人本体在管廊中的位置；

传感器模块、定位解算模块设于机器人本体中，通过控制中心控制机器人本体在管廊轨道中行进，通过传感器模块获取定位标识模块信息，通过定位解算模块解算，控制中心确定机器人本体在管廊中的位置。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

优选的，所述机器人本体上设有行走轮、传感器模块、电源模块、定位解算模块、二维转台和光电载荷；传感器模块包括里程计、视觉扫码传感器、磁传感器和光电载荷内设的视觉字符定位传感器；里程计设在行走轮上，行走轮挂在管廊轨道上；视觉扫码传感器和磁传感器设在两个行走轮之间的检测板上；光电载荷安装在二维转台上。

优选的，所述磁传感器包括一个霍尔传感器，磁片安装在管廊轨道上，并提前在管廊轨道上进行位置标定；霍尔传感器感应管廊轨道上的磁片。

优选的，所述视觉扫码传感器为安装在机器人本体上的扫码相机，扫码相机扫描安装在轨道上的定位码，定位码为一位码或者二维码。

优选的，所述字符铭牌包括粗定位字符和精定位标识；所述视觉字符定位传感器为安装在二维转台上的可见光相机，对出现在视场中的字符铭牌上的粗定位字符进行粗定位，或者对字符铭牌上的粗定位字符和精定位标识进行粗精复合定位。

优选的，所述定位解算模块包括DSP核心电路、存储器和RS232串口，磁传感器通过DSP核心电路的GPIO口与DSP核心电路连接；视觉扫码传感器通过RS232串口与DSP核心电路连接，视觉字符定位传感器通过扩展串口连接DSP核心电路，DSP核心电路通过串口连接外电路。