[实用新型]一种轨道式巡检机器人导航定位模块

说明书

本实用新型公开了一种轨道式巡检机器人导航定位模块，包括传感器模块、组合导航解算模块和电源模块；包括光电/里程计/MEMS惯导组合的传感器模块、组合导航解算模块设于机器人本体中，机器人本体挂在管廊轨道上，机器人本体连接控制中心；通过传感器模块识别管廊轨道中定位孔，通过组合导航解算模块解算，控制中心确定机器人本体在管廊轨道中的位置。采用光电/里程计/MEMS惯导组合进行粗精复合定位，可以获得巡检机器人的准确运动位置和姿态信息，将改进的传感器结合起来进行光电/里程计/MEMS组合导航。

技术领域

本实用新型属于导航定位技术领域，涉及一种使用光电标签、MEMS惯性传感器进行组合定位模块。

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。

传统管廊巡检机器人在行走时需要依靠上述基站或大量RFID标签来进行辅助定位，增加了使用和维护成本，另一方面，传统的管廊巡检机器人也缺乏自身机械运动状态和轨道倾斜沉降的观测数据，因此智能的故障诊断技术也是管廊巡检机器人未来的发展方向。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种轨道式巡检机器人导航定位模块，采用光电/里程计/MEMS惯导组合进行粗精复合定位，可以获得巡检机器人的准确运动位置和姿态信息，将改进的传感器结合起来进行光电/里程计/MEMS组合导航。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的。

一种轨道式巡检机器人导航定位模块，一种轨道式巡检机器人导航定位模块，包括传感器模块、组合导航解算模块和电源模块；

所述传感器模块包括MEMS惯性传感器、里程计和光电传感器；所述MEMS惯性传感器包括3轴MEMS陀螺仪、3轴MEMS加速度计和3轴MEMS磁强计；

所述组合导航解算模块包括DSP核心电路、存储器和串口通信模块；

传感器模块、组合导航解算模块设于机器人本体中，机器人本体挂在管廊轨道上，机器人本体连接控制中心；通过传感器模块识别管廊轨道中定位孔，通过组合导航解算模块解算，控制中心确定机器人本体在管廊轨道中的位置。

对于上述技术方案，本实用新型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、电源模块和组合导航解算模块，里程计设在行走轮上，行走轮挂在管廊轨道上；MEMS惯性传感器、组合导航解算模块和电源模块设在机器人本体中。

优选的，所述光电传感器包括光电探测器和发光二极管，光电探测器和发光二极管分别设于机器人本体底座上，位于管廊轨道两侧行走轮之间。

优选的，所述光电探测器和发光二极管在管廊轨道两侧的垂直相对同一轴线上。

优选的，所述管廊轨道定位孔等间隔布置。

优选的，所述光电传感器和里程计分别通过cap1口和cap2口与DSP核心电路连接；MEMS惯性传感器通过扩展串口与DSP核心电路连接；DSP核心电路通过串口连接外电路。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：