[发明专利]一种输电线巡检机器人自主定位系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及，尤其是一种输电线巡检机器人自主定位系统及其方法。

背景技术

我们国家地缘辽阔，电气化现在已经遍布各个角落，高压的输电线路也是越来越密集，甚至许多偏远山区也已经告别了煤油灯时代；但高压线路都在野外，像大风大雪等一些恶劣天气，泥石流地震等自然灾害包括人为的偷盗破坏设施都会对高压线路的正常运行造成威胁，其造成的后果是不可估量的；因此必须做好高压线路的检测和维护。

为了保障电力线路的正常运行，需要对输电线路进行定期维护。巡检不仅了解掌握线路的运行状况，也能及时发现线路及设备的缺陷和周边环境情况的变，为线路维修维护提供资料。目前主要是采用人工目测检查的方式，但我国输电线路里程长、覆盖范围广，有些线路还跨越山区、大河、草地及原始森林等，这就使巡检工作劳动强度大且难以保证巡检到位率并且影响巡检质量，同时高空带电作业，巡检人员的安全存在隐患。

为了解决上述问题，采用机器人对线路进行巡检，机器人可多任务同时执行，实时反馈线路情况，能将工人彻底从辛苦危险的高压线巡检工作中解放出来；但是现有输电线上设置有间隔棒，用于将多股输电线分散，而这些间隔棒则成为机器人沿线路运行的障碍，越障能力成为巡检机器人重要的要求。

现有的输电线巡检机器人大多需要辅助人工进行控制，还不能完全的实现自主巡检，因为现有巡检机器人不具备自主定位，只能检测到障碍和输电线，无法进行精确的定位。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种输电线巡检机器人自主定位系统，通过全局定位得到全局路径，在根据局部定位，得到更精确的定位信息，结合全局定位和局部定位，得到精确的定位信息，从而自主进行定位，不需要地面的控制。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种输电线巡检机器人自主定位系统，包括全局定位模块和局部定位模块；所述全局定位模块，用于对巡检机器人所要巡检的输电线进行定位，得到巡检机器人的初步路线；所述局部定位模块，用于对巡检机器人行进中的具体情况进行检测，更新路线。

进一步，所述全局定位模块包括设置于铁塔上的铁塔定位系统，以及设置在巡检机器人上的测距装置和图像采集装置；所述铁塔定位系统，用于采集铁塔的定位信息；所述测距装置，用于测量铁塔之间的距离；所述图像采集装置，用于采集铁塔之间输电线的图像。

进一步，所述全局定位模块还包括倾角传感器，用于测量输电线与水平线的夹角。

进一步，所述全局定位模块还包括巡检机器人定位系统，所述巡检机器人定位系统，用于采集巡检机器人的位置信息。

进一步，所述局部定位模块包括机器视觉、霍尔接近传感器和光电传感器；所述机器视觉，用于采集输电线和障碍物图像；所述霍尔接近传感器，用于检测巡检机器人与输电线或障碍物之间的距离；所述光电传感器，用于检测输电线。

本发明一种输电线巡检机器人自主定位方法，包括以下步骤：

A：通过铁塔上设置的定位系统获得铁塔的位置信息，通过测距传感器检测铁塔之间的距离，通过图像采集装置采集铁塔之间的输电线图像，通过巡检机器人自身的定位系统，得到巡检机器人的位置信息；

B：根据得到的铁塔的位置信息、铁塔之间的距离、铁塔之间的输电线图像和巡检机器人的位置信息，以及输电线的倾角，规划出巡检机器人的全局初始路径；

C：巡检机器人根据全局初始路径开始巡检；

D：在巡检中，巡检机器人上设置的机器视觉、霍尔接近传感器和光电传感器同时输电线和障碍物进行检测，并根据检测信息规划局部行走路径；

E：巡检机器人根据局部行走路径进行巡检；当检测到障碍物时，对障碍物进行定位；

F：通过对障碍物的定位，控制巡检机器人越障。

进一步，所述步骤E中对障碍物进行的定位包括障碍物的位置、障碍物与巡检机器人之间的距离和障碍物的体积。

进一步，所述步骤F中定位越障的方法包括：通过检测的障碍物的体积，得到障碍物的高度和长度，将支撑臂A向前或向后摆动，稳定并保持与输电线之间的距离大于障碍物的高度；驱动行走轮向前移动，检测障碍物是否在支撑臂A的下端，当支撑臂A越过障碍物后，将支撑臂A复位，支撑臂B向前或向后摆动，重复以上的操作，直到整个巡检机器人越过障碍物。