變電站室內(nèi)巡檢機(jī)器人導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近些年隨著電能的大量消耗，電力系統(tǒng)得到快速發(fā)展，伴隨著輸送和分配電能任務(wù)的繁重。變電站作為遠(yuǎn)距離輸送和分配電能的樞紐，起到至關(guān)重要的作用，對(duì)變電站定期巡檢是維持變電站正常運(yùn)行的關(guān)鍵步驟。由于電力系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)變電站巡檢的要求更加嚴(yán)格，巡檢的次數(shù)增加、測量準(zhǔn)確度要求更高和隨著電壓升高對(duì)工作人員安全威脅增大等，這些都對(duì)傳統(tǒng)的人工巡檢方式提出了巨大挑戰(zhàn)。伴隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，把機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到變電站巡檢中代替人工巡檢，不僅會(huì)產(chǎn)生非常大的經(jīng)濟(jì)效

2、益，解放勞動(dòng)力，降低變電站巡檢任務(wù)的出錯(cuò)的概率，提升電力工作人員的安全等級(jí)，還能將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐，加快機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。
　　本文從提升巡檢機(jī)器人運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和智能性方面出發(fā)，自主研發(fā)適合變電室內(nèi)狹小空間的巡檢機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)。選用激光掃描儀作為室內(nèi)導(dǎo)航的工具用以進(jìn)行環(huán)境信息的掃描，通過陀螺加速度計(jì)測量機(jī)器人自身的位姿信息，并根據(jù)所應(yīng)用的設(shè)備類型選用滿足功能需求的飛思卡爾芯片，設(shè)計(jì)并制作了移動(dòng)平臺(tái)控制系統(tǒng)板。通過接口連接傳感器以

3、獲取環(huán)境信息，監(jiān)測并精確控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，達(dá)到精確控制移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的目的。在此基礎(chǔ)上，把機(jī)器人的室內(nèi)導(dǎo)航方式作為研究的重點(diǎn)，對(duì)導(dǎo)航方式中比較關(guān)鍵的環(huán)境地圖創(chuàng)建和路徑規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行著重的研究。選用了基于幾何特征匹配的地圖創(chuàng)建方法，減少了地圖創(chuàng)建的誤差，提出了改進(jìn)的A*算法用以進(jìn)行全局靜態(tài)環(huán)境的路徑規(guī)劃，并針對(duì)變電站環(huán)境的動(dòng)態(tài)性問題，選用用人工勢場法躲避環(huán)境中未知障礙物，應(yīng)用改進(jìn)斥力函數(shù)的方法，解決了目標(biāo)不可達(dá)的問題。
　　之后，在ROS仿