CN112285571A - 一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法，以巡检机器人历史功耗数据为依据，动态评估巡检机器人巡检任务所需电量，其中，历史功耗数据按照轨道类型、运动方向和运动速度分别记录，且定期更新；本发明可以使电量计算更准确。

Description

一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法
技术领域
本发明涉及巡检机器人电量评估方法领域，尤其是用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法。
背景技术
轨道式巡检机器人被广泛应用于隧道、管廊、变电站等工业现场，用来采集现场环境数据，其一般使用蓄电池作为能量来源；巡检机器人在执行巡检任务之前，要保证有充足的剩余电量完成巡检任务，否则，巡检机器人有可能在执行任务的过程中耗光电量且无法返回充电桩充电；另一方面，当有巡检任务需要执行时，机器人在电量充足的情况下，需要尽快执行巡检任务，这就要求巡检机器人对巡检任务的电量需求有一个相对准确的评估。
巡检机器人在不同的运动速度下有不同的运动功耗，在不同的轨道类型上运动也有不同的运动功耗，在同一段轨道上运动方向不同运动功耗也可能不同；在对巡检任务进行电量评估时，要同时结合巡检机器人的运动速度、运动方向以及轨道类型来计算，而不同轨道、不同速度及运动方向的巡检机器人功耗数据往往很难在有限的测量次数下测量准确。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法，可根据不同轨道、不同速度及运动方向的历史功耗，计算当前所需电量，且能定期更新历史功耗数据。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法，以巡检机器人历史功耗数据为依据，动态评估巡检机器人巡检任务所需电量，其中，历史功耗数据按照轨道类型、运动方向和运动速度分别记录，且定期更新，其步骤如下：
（一）标定轨道数据：根据轨道类型的不同，将巡检机器人的巡检轨道划分为N段轨道tr1,tr2,tr3…trN，；
（二）设定巡检机器人行驶速度V：行驶速度为巡检机器人的日常行驶速度；
（三）计算实时功耗Pi：巡检机器人在轨道上以速度v分别向两个方向运动，巡检机器人配置有处理器和蓄电池，处理器与蓄电池的通讯接口连接，实时读取蓄电池的电压和电流，计算实时功耗；
（四）反馈实时位置：巡检机器人还配置有脉冲编码装置，脉冲编码装置将巡检机器人的实时位置反馈至处理器；
（五）计算轨道：巡检机器人的所述处理器通过步骤（四）中的实时位置和步骤（一）中的标定轨道数据计算巡检机器人当前所在轨道；
（六）保存数据：巡检机器人在计算出步骤（一）至（五）中的数据后，保存数据：
（七）正常运行：巡检机器人按照正反两个方向行驶，得到其初始功耗数据后，巡检机器人可正常在轨运行；
（八）计算目标位置：通过脉冲编码装置反馈的数据，处理器计算当前巡检机器人所在位置，通过轨道描述文件计算巡检任务的目标位置；
（九）计算轨道长度Li：巡检机器人上的处理器通过当前位置、目标位置和轨道描述文件计算巡检任务需要经过的轨道长度，首尾两段轨道上运行的长度可通过机器人当前位置或目标位置计算得到，其余轨道长度均可通过轨道描述文件得到；
（十）计算运行时间Ti：计算在每段轨道上运行的时间Ti=Li/V；
（十一）计算消耗电量：计算在每段轨道上消耗的电量Pi*Ti；
（十二）计算消耗总电量：计算所有轨道消耗的电量之和作为预计消耗的总电量；
（十三）读取剩余电量：巡检机器人的处理器通过连接的蓄电池的通讯接口实时读取电池剩余电量；
（十四）评估电量：比较剩余电量与步骤（十二）中的计算消耗总电量，如果剩余电量大于计算消耗总电量，则执行巡检任务，否则执行充电任务。
优选地，步骤（一）中相邻的N段轨道类型不同。
优选地，采集功耗数据时，设定一个周期，巡检机器人的处理器定期采集巡检机器人的功耗数据，并更新步骤（六）中的功耗数据。
优选地，步骤（二）中的行驶速度为非巡检速度时，定期采集巡检机器人的功耗数据并按照步骤（六）保存功耗数据。
优选地，巡检机器人以非巡检速度运行时，可从步骤（六）中保存的数据中找到与目标速度最接近的数据计算功耗。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
1、本发明中，根据轨道类型不同，将巡检机器人轨道分段，并根据运动方向、运动速度不同记录每段轨道的平均运动功耗，记录更详细，计算更准确；
2、本发明中，机器人正常运行时，可对历史功耗数据定期更新，使得巡检所需电量计算根据实际情况不断调整，更有实时性。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本发明提供一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法，以巡检机器人历史功耗数据为依据，动态评估巡检机器人巡检任务所需电量，其中，历史功耗数据按照轨道类型、运动方向和运动速度分别记录，且定期更新，其步骤如下：
（一）标定轨道数据：根据轨道类型的不同，将巡检机器人的巡检轨道划分为N段轨道tr1,tr2,tr3…trN，；
（二）设定巡检机器人行驶速度V：行驶速度为巡检机器人的日常行驶速度；
（三）计算实时功耗Pi：巡检机器人在轨道上以速度v分别向两个方向运动，巡检机器人配置有处理器和蓄电池，处理器与蓄电池的通讯接口（如RS485）连接，实时读取蓄电池的电压和电流，计算实时功耗；
（四）反馈实时位置：巡检机器人还配置有脉冲编码装置，脉冲编码装置将巡检机器人的实时位置反馈至处理器；
（五）计算轨道：巡检机器人的所述处理器通过步骤（四）中的实时位置和步骤（一）中的标定轨道数据计算巡检机器人当前所在轨道；
（六）保存数据：巡检机器人在计算出步骤（一）至（五）中的数据后，以下列格式保存数据：
轨道id 行驶方向 行驶速度 平均功耗 更新时间
（七）正常运行：巡检机器人按照正反两个方向行驶，得到其初始功耗数据后，巡检机器人可正常在轨运行；
（八）计算目标位置：通过脉冲编码装置反馈的数据，处理器计算当前巡检机器人所在位置，通过轨道描述文件计算巡检任务的目标位置；
（九）计算轨道长度Li：巡检机器人上的处理器通过当前位置、目标位置和轨道描述文件计算巡检任务需要经过的轨道长度，首尾两段轨道上运行的长度可通过机器人当前位置或目标位置计算得到，其余轨道长度均可通过轨道描述文件得到；
（十）计算运行时间Ti：计算在每段轨道上运行的时间Ti=Li/V；
（十一）计算消耗电量：计算在每段轨道上消耗的电量Pi*Ti；
（十二）计算消耗总电量：计算所有轨道消耗的电量之和作为预计消耗的总电量；
（十三）读取剩余电量：巡检机器人的处理器通过连接的蓄电池的通讯接口实时读取电池剩余电量；
（十四）评估电量：比较剩余电量与步骤（十二）中的计算消耗总电量，如果剩余电量大于计算消耗总电量，则执行巡检任务，否则执行充电任务。
优选地，步骤（一）中相邻的N段轨道类型不同。
优选地，采集功耗数据时，设定一个周期，巡检机器人的处理器定期采集巡检机器人的功耗数据，并更新步骤（六）中的功耗数据。
优选地，步骤（二）中的行驶速度为非巡检速度时，定期采集巡检机器人的功耗数据并按照步骤（六）保存功耗数据。
优选地，巡检机器人以所述非巡检速度运行时，可从步骤（六）中保存的数据中找到与目标速度最接近的数据计算功耗。
本发明的工作原理如下：
1、本发明中，根据轨道类型不同，将巡检机器人轨道分段，并根据运动方向、运动速度不同记录每段轨道的平均运动功耗，记录更详细，计算更准确；
2、本发明中，机器人正常运行时，可对历史功耗数据定期更新，使得巡检所需电量计算根据实际情况不断调整，更有实时性。
以上所述是本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法，其特征在于，以巡检机器人历史功耗数据为依据，动态评估巡检机器人巡检任务所需电量，其中，所述历史功耗数据按照轨道类型、运动方向和运动速度分别记录，且定期更新，其步骤如下：
（一）标定轨道数据：根据轨道类型的不同，将巡检机器人的巡检轨道划分为N段轨道tr1,tr2,tr3…trN；
（二）设定巡检机器人行驶速度V：所述行驶速度为巡检机器人的日常行驶速度；
（三）计算实时功耗Pi：巡检机器人在所述轨道上以速度V分别向两个方向运动，巡检机器人配置有处理器和蓄电池，所述处理器与蓄电池的通讯接口连接，实时读取所述蓄电池的电压和电流，计算实时功耗；
（四）反馈实时位置：巡检机器人还配置有脉冲编码装置，所述脉冲编码装置将巡检机器人的实时位置反馈至处理器；
（五）计算轨道：巡检机器人的所述处理器通过步骤（四）中的实时位置和步骤（一）中的标定轨道数据计算巡检机器人当前所在轨道；
（六）保存数据：巡检机器人在计算出步骤（一）至（五）中的数据后，保存数据：
（七）正常运行：巡检机器人按照正反两个方向行驶，得到其初始功耗数据后，巡检机器人可正常在轨运行；
（八）计算目标位置：通过所述脉冲编码装置反馈的数据，所述处理器计算当前巡检机器人所在位置，通过轨道描述文件计算巡检任务的目标位置；
（九）计算轨道长度Li：巡检机器人上的处理器通过当前位置、目标位置和轨道描述文件计算巡检任务需要经过的轨道长度；
（十）计算运行时间Ti：计算在每段轨道上运行的时间Ti=Li/V；
（十一）计算消耗电量：计算在每段轨道上消耗的电量Pi*Ti；
（十二）计算消耗总电量：计算所有轨道消耗的电量之和作为预计消耗的总电量；
（十三）读取剩余电量：巡检机器人的处理器通过连接的所述蓄电池的通讯接口实时读取电池剩余电量；
（十四）评估电量：比较剩余电量与步骤（十二）中的计算消耗总电量，如果剩余电量大于计算消耗总电量，则执行巡检任务，否则执行充电任务。
2.根据权利要求1所述的一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法，其特征在于，步骤（一）中相邻的N段轨道类型不同。
3.根据权利要求1所述的一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法，其特征在于，采集所述功耗数据时，设定一个周期，巡检机器人的处理器定期采集巡检机器人的功耗数据，并更新步骤（六）中的功耗数据。
4.根据权利要求1所述的一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法，其特征在于，步骤（二）中的所述行驶速度为非巡检速度时，定期采集巡检机器人的功耗数据并按照步骤（六）保存功耗数据。
5.根据权利要求4所述的一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法，其特征在于，巡检机器人以所述非巡检速度运行时，可从步骤（六）中保存的数据中找到与目标速度最接近的数据计算功耗。
6.根据权利要求1所述的一种用于巡检机器人的基于历史功耗数据的电量评估方法，其特征在于，步骤（九）中的所述轨道长度中，首尾两段轨道上运行的长度可通过机器人当前位置或目标位置计算得到，其余轨道长度均可通过轨道描述文件得到。
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