[发明专利]一种巡检机器人定位方法

说明书

本发明公开了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，包括以下步骤：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；提供一巡检机器人，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；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；当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，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，确定机器人相对于多个RFID标签的相对位置信息，最终确定所述巡检机器人位置。

技术领域

本发明涉及地下电缆或地下管道检测领域，特别涉及一种巡检机器人定位方法。

背景技术

我国城市现代化的发展助推了地下电缆隧道的建设步伐，在北京、上海、广州等特大型城市，地下配电网络已经趋于完善。随着城市地下电网的逐渐普及，电缆故障检测必将进入高发期，所以需要定期的对地下电缆或地下管道进行巡检，以及时发现地下电缆或地下管道是否存在安全隐患。

目前对地下电缆或地下管道的巡检工作常由人工来完成，但电缆隧道或地下管道的特点主要是距离长、地形复杂、温度高、潮湿。单单只通过人工巡检一浪费时间，二容易造成工人身体影响，所以有时会使用巡检机器人来检测地下情况并报告故障点。中国发明专利公开号CN109571405A，公开日2019年04月05日，专利名称《一种地下线缆网管智能巡检机器人》，该发明介绍了一种地下线缆网管智能巡检机器人，主要包括图像采集组件、前后俯仰、左右俯仰机构，行走结构等，可以实现地下线缆网管的巡检。由于电缆隧道或地下管道中环境复杂通信不便，很难做到巡检机器人对故障点定位。

中国发明专利公开号CN104503449A，公开日2015年04月08日，专利名称《一种基于环境直线特征的定位方法》，该发明介绍了一种基于环境直线特征的定位方法，提出了一种无需改变环境，通过激光扫描校正惯性导航坐标，即可完成机器人自主创建地图和定位，但是有时在地下线缆隧道或地下管道中存在地势高低不平或有遮挡物等情况，这时无法通过激光来校正惯性导航坐标，无法得到巡检机器人准确的坐标位置。

针对上述问题，有必要提出一种新的技术方案，在激光扫描不到地方，如地势高低不平或有遮挡物的地方，也能得到完整的全局地图从而得到巡检机器人准确的位置。

发明内容

针对上述在地下电缆隧道或地下管道中存在地势高低不平或有遮挡物等情况，无法通过激光来校正惯性导航坐标，无法得到巡检机器人准确位置的问题，本发明通过巡检机器人安装的RFID标签阅读器接收周边多个RFID标签的电磁波信号来确定自己位置信息。

根据发明的目的提出了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，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。

优选的，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：