巡检机器人的核心在于导航系统,导航系统能否适应变电站的工作环境直接决定了机器人完成巡检任务的能力。因此,设计出能使巡检机器人在变电站中长期运作的导航系统就是这一项目的关键所在。84688

由于移动机器人具备极其广泛的用途,世界各国对于移动机器人的研制从未曾停歇。1984年,美国军方成功研制了第一台可以实现在无人干预的情况下自主行走的地面自主车。1992年美国对于机器人移动速度的研究又得到了突破性的进展,研制出了时速高达75公里的自主车。虽然目前由于技术的限制,巡检机器人仍旧存在很多待解决的问题,但地面自主车的研究进度带动了机器人的发展以及研发人员的热情。各国每年都花费巨额的研究经费,用以研究日益增多的机器人相关课题,日本的研究重点更是转向了移动机器人的应用方面,并希望机器人能替工作人员完成一些具有较大危险性的工作。论文网

相比于西方先进国家,我国在移动机器人上的研究起步时间较晚、功能较少、实用化程度较差、技术水平较低。目前,国内研制的移动机器人有保安机器人、消防机器人等机器人样机,大多为轮式和履带式,能够在小范围内进行一定的避障功动作。除此之外,在人们平常生活所需的娱乐与竞技方面也研制出了拟人化机器人,并取得了很好的效果。

现如今,随着各类机器人基础学科接连不断地取得突破性进展,机器人导航技术也发展的愈加多样化。目前比较普遍的导航方式有:基于磁传感器的磁轨迹导航、基于光电传感器反光带的寻迹类导航、基于全周扫描激光测距仪的导航方式、基于陀螺仪和编码器的惯性导航以及基于全球定位(GPS)的导航方式等。

由于不同导航方式所需的技术限制的因素,移动机器人各种导航方式都有其固有的优、缺点,例如:

基于光电传感器的反光带导航需要依赖于地面铺设的导航专用的反光带,这使得它很容易受到外界因素的影响,比如一旦发生降雪或灰尘覆盖导航反光带时,导航系统便无法运作。但它成本较低廉,导航精度高,设计方法简单。这种性质决定了它只适用于在干净的室内环境中运行。

基于陀螺仪和编码器的惯性导航则对测量数据的加工精度要求较高,计算量较大,因此它需要依附于一个较为强大的CPU,但其受外界电磁干扰较轻。

基于全周扫描激光测距仪的导航方式受浓雾、雾霾天气的影响较大,不太适合工作在室外环境比较恶劣的机器人导航中。

基于全球定位(GPS)的导航方式则需要在室外无遮挡的环境下,否则接收机接受的导航信号容易被遮挡物阻隔。

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