變電站巡檢機器人嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)自動化的不斷發(fā)展，作為電網(wǎng)中負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換電壓、匯聚電流和分配電能等功能的重要結(jié)點，變電站不斷向少人化和無人化的方向發(fā)展，使用機器人巡檢替代人工巡檢經(jīng)驗證是較好的解決方案之一，機器人巡檢的好處在于:可以克服人工巡檢因技術(shù)經(jīng)驗和工作態(tài)度等的不同而導(dǎo)致的檢測結(jié)果的差異;并且可以在規(guī)定的時間內(nèi)進行標(biāo)準(zhǔn)化巡檢和記錄。其中，導(dǎo)航和定位系統(tǒng)的實現(xiàn)是后期巡檢工作順利完成的基礎(chǔ)和保障。
　　巡檢機器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)的硬件組成有:工控機、全球定

2、位系統(tǒng)接收機、接收天線、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航器件、超高頻電子標(biāo)簽閱讀器、ARM單片機信息處理模塊、控制電路板及電源供電模塊等。軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)主要在單片機和工控機中完成，包括信息的采集與處理，以及和外部計算機之間的通信，其中工控機上所安裝的系統(tǒng)為Linux操作系統(tǒng)。在使用慣性系統(tǒng)解算姿態(tài)、速度和位置的過程中，選用雙子樣算法，并設(shè)計實驗分析圓錐誤差、旋轉(zhuǎn)誤差和劃槳誤差對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)位置解算結(jié)果的影響，通過對誤差進行補償，可提高導(dǎo)航和定位精度。另外

3、，完成對PCB控制電路板的設(shè)計，實現(xiàn)對多傳感器信息的處理，并設(shè)計實驗進行測試。
　　通過建立姿態(tài)、速度和位置的誤差模型，設(shè)計和使用Kalman濾波算法和擴展Kalman濾波算法對導(dǎo)航數(shù)據(jù)進行融合，并利用電子射頻標(biāo)簽輔助定位，以提高導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和抗干擾能力。另外，在陀螺儀初始化環(huán)節(jié)增加精對準(zhǔn)過程，設(shè)計相應(yīng)的Kalman濾波器對粗對準(zhǔn)過程計算得到的姿態(tài)角進行修正，進一步提高對準(zhǔn)精度。通過設(shè)計相關(guān)的實驗對上述算法的有效性和準(zhǔn)確性進行測