输电线除冰机器人多传感器信息融合障碍物信息检测方法
2.2除冰机器人多传感器检测系统构建
2.2.1传感器选择
随着传感器技术的不断发展和进步,传感器产品也不断更新,已经成为各种
科研领域的重要测量器件,应用十分广泛。机器人的发展方兴末艾,应用范围目
益扩大,要求它能从事越来越复杂的工作,对变化的环境能有更强的适应能力,
要求能进行更精确地定位和控制,智能移动机器人需要有更多的高性能、高集成度的先进传感器来获取各种感知信息。
选择先进的传感器是实现除冰机器人障碍物信息采集和处理的重要部件,是
检测系统和控制系统的首要环节,高精度的传感器通过数据处理功能可以获得数字化、线性化的信号,减少噪声和其他干扰,提高输出数据的质量。构建出多传感器系统是实现障碍物数据融合的硬件基础,获得优良的检测数据可以有效地协助信息融合的特征提取和数据关联预处理,提高多传感器信息融合的质量。
现代很多传感器在原理、结构和性能上都各有不同,如何根据除冰机器人对
于输电线路上的防震锤、绝缘子、悬垂线夹、耐张线夹等主要障碍物对象和实际工作环境选择合适的传感器,是本课题构建除冰机器人多传感器障碍物检测系统首先需要解决的问题。本文主要从机器人传感器的需要、检测对象、环境条件和性能技术指标等方面【24l来选用适合于除冰机器人的传感器:
(1)从机器人对传感器的需要来选择:智能移动机器人需要传感器具有精度
高、重复性好、稳定性和可靠性高、抗干扰能力强的优点。机器人传感器的精度直接影响机器人的感知周围环境信息和目标定位的质量。高稳定性和可靠性是保证机器人能够长期稳定可靠工作的必要条件,如果智能机器人在独立自主的工作冰机器人传感器所处的工作环境是高压输电线路,需要自身的传感器能够在高电压、强电磁干扰和低温恶劣天气环境中正常工作,所以对传感器的环境适应能力和抗干扰能力强要求比较高。
(2)从除冰机器人的检测对象和工作环境条件来选择:输电线路的耐张力限
制了除冰机器人的重量,悬挂在输电线路上的除冰机器人本体自身全部重量限制在100千克以下,所以对于安装在机器人本体舱的检测传感器要求重量轻,安装便捷可靠。输电线路上的防震锤、绝缘子、悬垂线夹、耐张线夹等主要障碍物分布不规则,防震锤直接安装在输电线路上,距离很小,因此需要体积小的传感器。重量过大会增加除冰机器人的重量,体积过大会影响除冰机器人的运动空间,重量和体积小的传感器有利于机器人的除冰前进、爬坡和越障,降低除冰机器人的能源消耗,提高工作效率。本课题选用的传感器还要经济适用,性价比高,太昂贵的传感器不符合经济利益的需要,更不利于维护。情况下出现故障,将造成难以预料的结果。机器人的工作环境往往比较恶劣,除