[发明专利]一种巡检机器人定位方法

权利要求书

1.一种巡检机器人定位方法，该巡检机器人用于对地下管道或电缆进行巡检，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在已知坐标的若干特征点处投放存储特征点位置信息的RFID标签；

S2：提供一巡检机器人，所述巡检机器人包括惯性导航系统、激光扫描传感器和RFID标签阅读器；

S3：所述激光扫描传感器对周围的环境进行激光扫描，利用激光扫描数据矫正惯性导航系统的航位误差；

S4:当所述激光扫描传感器扫描的数据经过处理后得到的特征无法在已知地图中找到时，所述RFID标签阅读器启动并接收附近多个特征点处的RFID标签反射的电磁波信号，根据反射的电磁波信号强度，确定所述机器人相对于所述多个RFID标签的相对位置信息，最终确定所述巡检机器人位置。

2.根据权利要求1所述的一种巡检机器人定位方法，其特征在于，步骤S4中确定巡检机器人位置的信息的步骤包括：

S41:采用Shadowing模型预测接收到附近任一特征点处的RFID标签反射的电磁波信号；

S42:根据反射的电磁波的信号强度，确定RFID标签阅读器与反射每个电磁波的RFID标签间距离，具体计算方式如下：

其中，P为RFID标签阅读器接收到的电磁波的信号强度信息,d为RFID阅读器与任一电磁波信号对应的目标物上的RFID标签之间的距离即信号传输距离,d0为参考距离,一般取1m,P₀为距离为d0时RFID阅读器接收到电磁波的信号强度信息,ε为遮蔽因子，单位为dBm，是均值为0,方差为σdBm的正态随机变量,n为路径损耗指数,其具体取值依赖于环境中信号传输时的损耗因子。

3.根据权利要求1所述的一种巡检机器人定位方法，其特征在于：若RFID标签阅读器接收附近三个特征点处的RFID标签反射的电磁波信号，则三个电磁波信号所对应特征点的位置信息全部用于确定巡检机器人位置，若超过三个电磁波信号，则选取电磁波信号强度较大的三个电磁波来确定巡检机器人的位置。

4.根据权利要求3所述的一种巡检机器人定位方法，其特征在于：若接收RFID标签阅读器接收附近三个特征点处的RFID标签反射的电磁波信号T1、T2、T3，确定巡检机器人的位置的步骤包括：

1)确定T1、T2、T3的位置坐标T1(x₁,y₁)、T2(x₂,y₂)、T3(x₃,y₃)；

2)根据电磁波信号确定出RFID阅读器与RFID标签间的距离R1、R2、R3；

3)分别以R1、R2、R3为半径作三个圆，根据毕达哥拉斯定理，确定出巡检机器人位置信息(x₀,y₀)，计算公式如下：

(x₁-x₀)²+(y₁-y₀)²＝R1²

(x₂-x₀)²+(y₂-y₀)²＝R2²

(x₃-x₀)²+(y₃-y₀)²＝R3²。

5.根据权利要求1所述的一种巡检机器人定位方法，其特征在于：所述RFID标签阅读器采用超高频RFID标签阅读器，频率860MHZ～960MHZ。

6.根据权利要求1所述的一种地下电缆巡检机器人定位方法，其特征在于：所述RFID标签阅读器与RFID标签之间的耦合方式采用电磁反向散射耦合,通过RFID标签阅读器发出电磁波，由RFID标签接收电磁波并反射电磁波，每个RFID标签反射的电磁波均不相同。