CN104713563A - 导航设备及变电站轮式机器人 - Google Patents

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    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions

Abstract

本发明公开了一种导航设备及变电站轮式机器人。该导航设备包括：处理器，设置在车体上；电磁传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测所述车体与引导线的相对位置；视觉传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测到路况情况。通过本发明，解决了相关技术中导航设备难以兼顾稳定性和效率的问题。

Description

导航设备及变电站轮式机器人
技术领域
本发明涉及导航领域，具体而言，涉及一种导航设备及变电站轮式机器人。
背景技术
电磁传感器可以很好的检测出车体与引导线的相对位置，但是它对于前方的道路一无所知，在路况变化的情况下，由于车体本身的惯性，很容易使车体冲出引导线而导航失败，单独的依赖电磁导航，严重制约了车体行走的速度。视觉传感器可以很好的检测到前方的路况情况，这有利于车体高效的行走，但是视觉传感器容易受环境的制约，其稳定性不足。将电磁与视觉融合，可以弥补各自的不足，融合了电磁的稳定性与视觉的超前性，由电磁与视觉融合设计的导航方法具有较高的稳定性以及较高的效率。
电磁导航，视觉导航，PID控制
基于电磁位置传感器设计的导航方法，根据电磁位置传感器判断出车体与引导线的相对位置，依赖该相对位置设计导航方法。
基于视觉传感器设计的导航方法，根据视觉的超前性，可以很好的保证车体行走的效率。
基于单独增量PID实时矫正车体与导航线的相对位置，实现车体自动导航。
单独电磁导航，不能判断前方的路况情况，由于车体惯性，车体不能高速的导航，影响车体的效率。视觉导航，可以保证车体导航的效率，但是视觉传感器易受环境因素的影响，影响车体的导航的稳定性。单独增量PID控制，通过对跟随目标值和PID参数的整定，可以很好的在某种状态下跟随，实际的车体巡检是非线性问题，单独增量PID控制不能很好的满足各种情况，影响车体导航的稳定性与效率。
针对相关技术中导航设备难以兼顾稳定性和效率的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种导航设备及变电站轮式机器人，以解决相关技术中导航设备难以兼顾稳定性和效率的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种导航设备。该导航设备包括：处理器，设置在车体上；电磁传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测所述车体与引导线的相对位置；视觉传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测到路况情况。
进一步地，导航设备还包括：第一导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供道路状态导航。
进一步地，所述第一导航机构还与所述电磁传感器相连接。
进一步地，导航设备还包括：第二导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供速度导航。
进一步地，导航设备还包括：第三导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供舵角角度导航。
进一步地，所述车体为变电站轮式机器人的车体。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种变电站轮式机器人。该变电站轮式机器人包括：车体；处理器，设置在所述车体上；电磁传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测所述车体与引导线的相对位置；视觉传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测到路况情况。
进一步地，变电站轮式机器人还包括：第一导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供道路状态导航。
进一步地，所述第一导航机构还与所述电磁传感器相连接。
进一步地，变电站轮式机器人还包括：第二导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供速度导航。
通过本发明，解决了相关技术中导航设备难以兼顾稳定性和效率的问题，进而达到了使得导航设备在兼顾稳定性的同时能够兼顾效率的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的导航设备的示意图；
图2是根据本发明第二实施例的导航设备的示意图；
图3是根据本发明第三实施例的导航设备的示意图；
图4是根据本发明第四实施例的导航设备的示意图；
图5是根据本发明第五实施例的导航设备的示意图；
图6是根据本发明实施例的导航设备进行导航的示意图；
图7是根据本发明第一优选实施例的导航设备进行导航的示意图；
图8是根据本发明第二优选实施例的导航设备进行导航的示意图；以及
图9是根据本发明实施例的导航设备进行导航的道路情况的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例提供了一种导航设备。
图1是根据本发明第一实施例的导航设备的示意图。如图1所示，该导航设备包括处理器10、电磁传感器20和视觉传感器30。
处理器10设置在车体上，用于对传感器获取的数据进行处理，以及控制传感器的工作。
电磁传感器20设置在所述车体上，并且与所述处理器10相连接，用于检测所述车体与引导线的相对位置。
视觉传感器30设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测到路况情况。
在本发明实施例的导航设备，由于在车体上同时设置了电磁传感器20和视觉传感器30，电磁传感器20用于检测所述车体与引导线的相对位置，视觉传感器30用于检测到路况情况，因而，能够兼顾电磁传感器20和视觉传感器30的优点，进而达到了使得导航设备在兼顾稳定性的同时能够兼顾效率的效果。
图2是根据本发明第二实施例的导航设备的示意图。该实施例可以作为图1所示实施例的优选实施方式。
在该实施例中，导航设备除了包括处理器10、电磁传感器20和视觉传感器30之外，还包括第一导航机构40，第一导航机构40设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供道路状态导航。
处理器10、电磁传感器20和视觉传感器30的作用与图1所示实施例中相同，在此不再赘述。
图3是根据本发明第三实施例的导航设备的示意图。该实施例可以作为图2所示实施例的优选实施方式。
在该实施例中，所述第一导航机构还与所述电磁传感器相连接。用于接收来自电磁传感器采集到的信息。
处理器10、电磁传感器20和视觉传感器30的作用与图1所示实施例中相同，在此不再赘述。
图4是根据本发明第四实施例的导航设备的示意图。该实施例可以作为图1所示实施例的优选实施方式。
在该实施例中，导航设备除了包括处理器10、电磁传感器20和视觉传感器30之外，还包括第二导航机构50，该第二导航机构50设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供速度导航。
处理器10、电磁传感器20和视觉传感器30的作用与图1所示实施例中相同，在此不再赘述。
图5是根据本发明第五实施例的导航设备的示意图。该实施例可以作为图1所示实施例的优选实施方式。
在该实施例中，导航设备除了包括处理器10、电磁传感器20和视觉传感器30之外，还包括第三导航机构60，该第三导航机构60设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供舵角角度导航。
处理器10、电磁传感器20和视觉传感器30的作用与图1所示实施例中相同，在此不再赘述。
图6是根据本发明实施例的导航设备进行导航的示意图。图7是根据本发明第一优选实施例的导航设备进行导航的示意图。8是根据本发明第二优选实施例的导航设备进行导航的示意图。图9是根据本发明实施例的导航设备进行导航的道路情况的示意图。
以下结合图6至图9本发明实施例的导航方法进行描述。
导航设备可以设置在变电站轮式机器人上，相应地，本发明实施例提供了一种变电站轮式机器人电磁与视觉融合的导航方法，该导航方法包括：
步骤1，道路状态智能判断；
步骤2速度智能给予；
步骤3舵机角度计算。
首先将道路分为两个大类，直道与弯道。直道下再将道路细分，分为直道左缓冲，直道右缓冲。其中直道左缓冲又分为车体靠近引导线，车体远离引导线。直道右缓冲也分为车体靠近引导线以及车体远离引导线。最后还有个直道状态下的弯道。该路况智能判断从实际出发，实际的巡检路径只有直道与弯道，其中基本以直道为主，将路况分为直道状态与弯道状态两大类，并通过简单的延迟处理，可以让车体基本维持在一种状态下，这样可以减少因状态之间频繁的切换带来车体效率的损失。如图7所示。
速度智能给予模块，首先将道路情况抽象成很直、较直和不直三种情况，然后分别根据电磁传感器和视觉传感器判断出道路情况，将它们组合的9种情况分别给限个速度等级。若当前速度小于当前状态下的速度限值时，车体平滑加速；若当前速度大于当前状态下的速度限值时，直接将当前速度降到当前状态下的速度限值。
舵机角度计算模块，根据道路状态智能判断模块给出的道路状态信息，依据现场调试给出的当前道路状态下导航跟随点以及PID参数，根据增量PID算法计算出当前的舵机角度。
减少鸟类在绝缘子上方活动的几率，减少因鸟类活动造成的跳闸事故，提高线路安全可靠性，减少设备风险，保证电网运行的安全。
本发明实施例还提供了一种变电站轮式机器人。该变电站轮式机器人包括：车体；处理器，设置在所述车体上；电磁传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测所述车体与引导线的相对位置；视觉传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测到路况情况。
进一步地，变电站轮式机器人还包括：第一导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供道路状态导航。
进一步地，所述第一导航机构还与所述电磁传感器相连接。
进一步地，变电站轮式机器人还包括：第二导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供速度导航。
本发明实施例提供的变电站轮式机器人可以本发明实施例提供的任意一种导肮设备。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导航设备，其特征在于，包括：
处理器，设置在车体上；
电磁传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测所述车体与引导线的相对位置；以及
视觉传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测到路况情况。
2.根据权利要求1所述的导航设备，其特征在于，还包括：
第一导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供道路状态导航。
3.根据权利要求2所述的导航设备，其特征在于，所述第一导航机构还与所述电磁传感器相连接。
4.根据权利要求1所述的导航设备，其特征在于，还包括：
第二导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供速度导航。
5.根据权利要求1所述的导航设备，其特征在于，还包括：
第三导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供舵角角度导航。
6.根据权利要求1所述的导航设备，其特征在于，所述车体为变电站轮式机器人的车体。
7.一种变电站轮式机器人，其特征在于，包括：
车体；
处理器，设置在所述车体上；
电磁传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测所述车体与引导线的相对位置；以及
视觉传感器，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于检测到路况情况。
8.根据权利要求7所述的变电站轮式机器人，其特征在于，还包括：
第一导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供道路状态导航。
9.根据权利要求8所述的变电站轮式机器人，其特征在于，所述第一导航机构还与所述电磁传感器相连接。
10.根据权利要求7所述的变电站轮式机器人，其特征在于，还包括：
第二导航机构，设置在所述车体上，并且与所述处理器相连接，用于提供速度导航。
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