【摘 要】
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随着机器人技术的迅速发展,使用巡检机器人对变电站进行巡检已经成为了保证变电站稳定运行的重要手段。由于在无人值守的地区或危险区域,难以保证全天候的人工巡检,因此通过使用具备自主充电功能的机器人对变电站设备进行持续的巡检,可以保证变电站稳定的运行。机器人的自主充电对接问题在机器人长时自主巡航中具有研究意义,论文针对巡检机器人的自主充电问题进行了研究,设计并实现了一种高效的自主充电对接方案。论文的主要工
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随着机器人技术的迅速发展,使用巡检机器人对变电站进行巡检已经成为了保证变电站稳定运行的重要手段。由于在无人值守的地区或危险区域,难以保证全天候的人工巡检,因此通过使用具备自主充电功能的机器人对变电站设备进行持续的巡检,可以保证变电站稳定的运行。机器人的自主充电对接问题在机器人长时自主巡航中具有研究意义,论文针对巡检机器人的自主充电问题进行了研究,设计并实现了一种高效的自主充电对接方案。论文的主要工作如下:首先,论文搭建了巡检机器人底盘控制系统并进行运动学分析。为了对巡检机器人的自充充电对接过程进行研究,设计了巡检机器人的底盘控制系统,采用全向移动机器人作为底盘控制系统,其动作灵活,适用于各种伺服任务。其次,针对变电站巡检机器人现有自主充电对接方案和其存在的不足,将机器人的自主充电对接过程分解为远程返航和近程对接进行研究。在远程返航阶段,针对传统的路径规划算法D*Lite在动态规划中存在的局部最优问题,提出地图转角处预瞄算法,可以通过预判障碍物,提前进行路径规划,提高机器人返航的效率。在近程对接阶段,针对现有的对接方案受环境影响大,成功率低的问题,提出基于April Tag标签的位姿测量方案,通过对相机采集到目标图像的预处理,提高目标的识别精度,并对辅助标签进行识别,获取到检机器人和充电装置的相对位姿。再次,在对基于April Tag标签的位姿识别进行深入研究的基础上,针对巡检机器人和充电装置的对接问题,设计了基于位置的视觉伺服控制器,对机器人进行运动控制以完成对接任务。最后,利用巡检机器人实验平台,设计并完成了自主充电的实验。对路径规划阶段进行仿真实验,对视觉测量阶段、充电对接阶段进行物理实验,实验结果验证了提出的自主充电对接技术具有明显的优越性和实用性。
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