變電站巡檢機器人磁導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、本課題來源于成都慧拓自動技術(shù)有限公司的變電站巡檢機器人項目，該項目完成要投入錳都變電站實際運行，為了保證巡檢機器人能夠在變電站內(nèi)長期自主地進(jìn)行巡檢，本文設(shè)計一種適用于變電站環(huán)境的定位精度高、抗干擾能力強、運行安全可靠的機器人磁導(dǎo)航系統(tǒng)。
　　磁導(dǎo)航系統(tǒng)是變電站巡檢機器人中實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能的重要模塊，本系統(tǒng)采用三軸磁傳感器檢測磁條進(jìn)行導(dǎo)航，并使用里程碼盤和RFID技術(shù)實現(xiàn)機器人縱向定位。在導(dǎo)航過程中，為了節(jié)約機器人電量，提高機器人巡

2、檢效率，要求磁導(dǎo)航系統(tǒng)具有最短路徑選擇功能，導(dǎo)航地圖為變電站內(nèi)鋪設(shè)的磁條路徑。本文采用STM32作為硬件開發(fā)平臺，基于FreeRTOS操作系統(tǒng)進(jìn)行磁導(dǎo)航系統(tǒng)的軟件開發(fā)，并采用模塊化設(shè)計，使該系統(tǒng)各個子模塊功能相對獨立。
　　論文主要工作及研究成果如下:
　　1.建立電子地圖。建立變電站電子地圖，為機器人路徑規(guī)劃提供地圖數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫MySQL Workbench上建立電子地圖。根據(jù)給定的變電站地圖圖紙，選取地圖中的關(guān)鍵

3、節(jié)點，并給出地圖中每一條路段的定義，以路段為單位，將地圖數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫并下發(fā)到機器人。
　　2.最短路徑規(guī)劃。本系統(tǒng)采用Dijkstra算法實現(xiàn)機器人最短路徑規(guī)劃。以機器人當(dāng)前所在位置為開始節(jié)點，以目的位置為結(jié)束節(jié)點，基于建立的變電站地圖數(shù)據(jù)，搜索出兩個節(jié)點間的最短路徑，生成導(dǎo)航路徑。
　　3.磁導(dǎo)航模塊設(shè)計。選用PIN的三軸地磁傳感器檢測磁條信息，采用STM32為數(shù)據(jù)處理器計算車體橫向偏移量。磁導(dǎo)航與機器人主控制器之間通過