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文檔簡介
1、本文研究了基于差分GPS的變電站巡檢機器人的定位與導航技術,目的在于為國家電網公司設計一款可以自主定位與導航的巡檢機器人系統(tǒng),降低工作人員的檢測危險,并提高巡檢質量。
在研究的過程中,本文研究重點主要有巡檢機器人的自定位、全局電子地圖的構建、路徑規(guī)劃方法的選定與導航控制算法的設計。
首先確定了適合變電站實際環(huán)境的巡檢機器人運動平臺,針對巡檢機器人自定位問題,采用差分GPS與里程計的組合定位方式,解決了差分GPS在電站
2、內間歇性的無差分信號問題;并構建了基于卡爾曼增量模型的數據融合方法,提高了巡檢機器人實時定位信息的穩(wěn)定可靠性。
研究了變電站全局電子地圖的構建問題?;诂F有的GPS和全站儀設備提出三種子地圖融合方法,通過測試對比實驗,確定最優(yōu)融合方法為基于差分GPS與全站儀之間坐標轉換法。使用全站儀建立變電站各區(qū)域子地圖,應用最優(yōu)融合方法完成變電站2.5維全局電子地圖的構建。
針對于導航問題進行了全局路徑規(guī)劃算法的研究。對建立的2.
3、5維電子地圖進行柵格抽象化,分別對A*算法中不同估計函數的選取方式做了研究分析?;诤喕膭恿W模型,根據巡檢機器人實際工作情況建立能量耗費最優(yōu)模型,通過不同環(huán)境模型中的仿真實驗,選定了基于能量耗費最優(yōu)模型的A*算法。
設計了導航控制算法?;谘矙z機器人當前位置相對于運行路徑的位置偏差和航向偏差,建立二者與左右輪速度增量之間關系。通過仿真實驗與實際測試實驗確定了最優(yōu)控制量參數,可以使巡檢機器人沿著預定路線無偏行駛。
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