CN212513052U - 一种不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统，包括：粗定位系统和精确定位系统；粗定位系统用于确定管廊机器人在管廊中的米级精度信息，精确定位系统用于确定管廊机器人在管廊中的毫米级精度信息，根据获取的米级精度信息和毫米级精度信息得到管廊机器人精确位置信息。本实用新型不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统技术方案相对于现有技术而言，不仅可以获取管廊机器人米级精度的位置，还能获取毫米级精度的位置、精度高、误差小。

Description

一种不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统

技术领域

本实用新型涉及地下管廊巡检领域，具体涉及一种不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统。

背景技术

管廊建于地下，环境复杂，照明条件十分不足，因此需要采取一定的方式来实时确定管廊机器人当前所处的位置。传统的定位技术包括红外线定位技术、GPS定位技术和Wi-Fi定位技术。

红外线定位技术只能用于短距离的传播，同时很容易被其他光线干扰，因此在定位精度上具备一定的局限性。GPS定位技术虽然目前已经被广泛应用，覆盖范围较广，但是GPS到达地面信号很弱，无法很好穿透地面建筑物，所以多数情况下都只局限于室外定位。Wi-Fi定位技术成本相对低廉，但是不管是在室外或是室内，信号覆盖半径都很有限，定位精度差。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型的主要目的是提供一种不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统，所述精确定位系统可以获取光廊内管廊机器人精确到毫米的位置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以解决。

一种不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统，包括：粗定位系统和精确定位系统；粗定位系统用于确定管廊机器人在管廊中的米级精度信息，精确定位系统用于确定管廊机器人在管廊中的毫米级精度信息，根据获取的米级精度信息和毫米级精度信息得到管廊机器人精确位置信息。

进一步地，粗定位系统包含摄像头、处理器和多个可视化标签；摄像头和处理器设置于所述管廊机器人上，处理器内安装有图片识别软件；多个所述可视化标签沿管廊顺序设置，每个可视化标签上记载有当前可视化标签相对于管廊起点的绝对距离信息，绝对距离信息即为管廊机器人的米级精度信息；所述摄像头用于对可视化标签拍照，处理器用于对可视化标签的图像识别并获取管廊机器人的米级精度信息。

进一步地，精确定位系统包含测距传感器和多个信号反射板，测距传感器设置于管廊机器人上，信号反射板设置于管廊内壁上与可视化标签相对应的位置；测距传感器用于获取管廊机器人与其后退方向距离最近的信号反射板的相对距离信息，相对距离信息即为管廊机器人的毫米级精度信息。

进一步地，管廊机器人精确位置信息即为绝对距离信息与相对距离信息之和。

进一步地，测距传感器为超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或惯性测量单元。

进一步地，管廊内顺序设置有多个管廊信号收发器，多个管廊信号收发器与控制中心连接；管廊机器人包含机器人信息收发器，机器人信息收发器用于发送管廊机器人获取的信息给管廊信息收发器，机器人信息收发器还用于接收管廊信息收发器发送的指令。

本实用新型不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统技术方案相对于现有技术而言，不仅可以获取管廊机器人米级精度的位置，还能获取毫米级精度的位置，并且定位精确、误差小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统的示意图；

图2为管廊机器人与吊轨的示意图；

在以上图中：1可视化标签；2摄像头；3测距传感器；4信号反射板；5管廊机器人；6吊轨。

具体实施方式

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参考图1和图2，一种不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统，包括：粗定位系统和精确定位系统；所述粗定位系统用于确定管廊机器人5在管廊中的米级精度信息，所述精确定位系统用于确定管廊机器人5在管廊中的毫米级精度信息，根据获取的米级精度信息和毫米级精度信息得到管廊机器人5精确位置信息。

可选的，所述粗定位系统包含摄像头2、处理器和多个可视化标签1；所述摄像头2和处理器设置于所述管廊机器人5上，处理器内安装有图片识别软件；多个所述可视化标签1沿管廊顺序设置，每个可视化标签1上记载有当前可视化标签1相对于管廊起点的绝对距离信息，绝对距离信息即为管廊机器人5的米级精度信息；所述摄像头2用于对可视化标签1拍照，处理器用于对可视化标签1的图像识别并获取管廊机器人的米级精度信息。所述精确定位系统包含测距传感器3和多个信号反射板4，所述测距传感器3设置于所述管廊机器人5上，所述信号反射板4设置于所述管廊内壁上与可视化标签相对应的位置；所述测距传感器3用于获取管廊机器人5与其后退方向距离最近的信号反射板4的相对距离信息，所述相对距离信息即为管廊机器人5的毫米级精度信息。管廊机器人5精确位置信息即为所述绝对距离信息与相对距离信息之和。

以上实施例中，具体以吊轨式管廊机器人5为例，管廊机器人5悬挂在吊轨6上。

具体的，管廊内壁上顺序设置多个可视化标签1，每个可视化标签1都记载了可视化标签1距离管廊起点的距离信息，相邻可视化标签1的间距为10米至20米，因此，精度为米级，装在管廊机器人5上的摄像头拍摄可视化标签1图像，可以获取到管廊机器人5的绝对距离信息。

在管廊机器人5上还设置有测距传感器3，在安装可视化标签1的位置设置信号反射板4。测距传感器3可获取管廊机器人5至管廊后退方向距离最近的信号反射板4的距离，即相对距离信息。将绝对距离信息和相对距离信息求和即可得到管廊机器人5的精确位置信息。

进一步的，所述测距传感器3为超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或惯性测量单元。

惯性测量单元是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的，一个惯性测量单元包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态

进一步的，所述管廊内顺序设置有多个管廊信号收发器，多个所述管廊信号收发器与控制中心连接；管廊信号收发器与控制中心之间可通过光纤或有线连接。所述管廊机器人5包含机器人信息收发器，所述机器人信息收发器用于发送管廊机器人5获取的信息给管廊信息收发器，所述机器人信息收发器还用于接收管廊信息收发器发送的指令。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统，其特征在于，包括：粗定位系统和精确定位系统；所述粗定位系统用于确定管廊机器人(5)在管廊中的米级精度信息，所述精确定位系统用于确定管廊机器人(5)在管廊中的毫米级精度信息，根据获取的米级精度信息和毫米级精度信息得到管廊机器人(5)精确位置信息；

所述粗定位系统包含摄像头(2)、处理器和多个可视化标签(1)；所述摄像头(2)和处理器设置于所述管廊机器人(5)上，处理器内安装有图片识别软件；多个所述可视化标签(1)沿管廊顺序设置，每个可视化标签(1)上记载有当前可视化标签(1)相对于管廊起点的绝对距离信息，绝对距离信息即为管廊机器人(5)的米级精度信息；所述摄像头(2)用于对可视化标签(1)拍照，处理器用于对可视化标签(1)的图像识别并获取管廊机器人(5)的米级精度信息；

所述精确定位系统包含测距传感器(3)和多个信号反射板(4)，所述测距传感器(3)设置于所述管廊机器人(5)上，所述信号反射板(4)设置于所述管廊内壁上与可视化标签相对应的位置；所述测距传感器(3)用于获取管廊机器人(5)与其后退方向距离最近的信号反射板(4)的相对距离信息，所述相对距离信息即为管廊机器人(5)的毫米级精度信息；

管廊机器人(5)精确位置信息即为所述绝对距离信息与相对距离信息之和。

2.根据权利要求1所述的不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统，其特征在于，所述测距传感器(3)为超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或惯性测量单元。

3.根据权利要求1所述的不依赖无线电信号的地下管廊机器人精确定位系统，其特征在于，所述管廊内顺序设置有多个管廊信号收发器，多个所述管廊信号收发器与控制中心连接；所述管廊机器人(5)包含机器人信息收发器，所述机器人信息收发器用于发送管廊机器人(5)获取的信息给管廊信息收发器，所述机器人信息收发器还用于接收管廊信息收发器发送的指令。

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