巡检机器人导航技术浅析

巡检机器人导航技术浅析
在巡检机器人涉及的所有技术类别中，导航技术是所有技术的基础。

最好的巡检能力，离开准确的导航，就不再有丝毫意义。

目前，巡检机器人适合商用的导航技术主要有以下三种：
1、磁导航
在地面上铺设磁条（金属线），并在金属线上加载导引频率，通过对导引频率的识别来实现导航。

2、激光雷达导航
向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位。

3、视觉导航
通过摄像，将地形、标志等外貌特征作为导航数据，与当前地形、标志与导航数据进行比较，从而确定当前位置的导航方式。

除此之外，我们也能查到INS（惯性导航）、GPS、AGPS（基站辅助定位）、UWB（超宽带）导航技术：
l INS
据说可以做到1%的精度，不过不论是否可以做到更高，由于这个误差会不断累积，而且无法自我修正，所以，使用INS，机器人失控是早晚的事情。

l GPS
民用GPS最高精度可以做到10米，这是结合其他地理信息修正后的结果。

我们使用地图时，经常会出现位置飘到几十米之外，那是大概率的事件。

而10米的精度，变电站的路一般也不会有10米宽……
l AGPS
误差在GPS的几倍，其他就没有什么特别优点了，在地下室的场合，或许能够挖掘出一点作用。

l UWB
精度所说可以做到10cm，不过即使精度属实，由于UWB也是一个专业系统，类似机器人系统一样，20万以上的起步造价，估计没有机器人制造商可以承受。

基于以上原因，上述四种导航技术实际上很少用于巡检机器人导航。

目前，国内巡检机器人制造商主要采用激光雷达导航，少量采用磁导航，而且室内应用的比例要远大于室外，这是因为磁条容易损坏、维护工作量大，特别是室外更易损坏。

激光雷达主要存在的问题容易迷航。

这是由于激光雷达采用地形轮廓来作为导航参照物，类似拿着一块拼图要找出在整个拼图图案中的位置，如果地形轮廓相似，甚至差异点小于噪声，那即使后期算法如何改进，要准确拼图也是几乎不可能。

视觉导航是所有导航中公认的终极解决方案
变电站户内巡检、户外巡检，由于面向巡检对象不同，选用的机器人也有差异。

变电站户内巡检一般是针对开关室，巡检内容一般包括三类：
1、状态巡检：表计、指示灯、标示牌
2、设备巡检：局放、测温、声音
3、环境巡检：SF6气体监测、温湿度、消防
所以户内巡检机器人一般除了摄像头进行图像识别，还需要携带传感器。

变电站户外巡检针对户外设备，巡检内容一般也包括三类：
1、状态巡检：表计、指示灯、标示牌
2、设备巡检：测温、声音
3、环境巡检：温湿度、风速、风向
相较户内巡检，机器人携带的传感器种类就非常少。

这主要是因为部分户内监测项目，由于户外设备特性，机器人无法在户外进行巡检。

目前户内、户外巡检的机器人结构不同，户内大多采用轨道巡检机器人，户外采用轮式巡检机器人。

轨道机器人有轨定位，相对比较容易、准确；轮式机器人无轨运行，定位难度非常大，这是轮式机器人在户内巡检相对数量少很多的
主要原因。

但轮式机器人较轨道机器人，在项目实施上有一个很大的好处，就是几乎轮式机器人几乎免安装，而轨道机器人安装比较复杂，有时为安全考虑，甚至停电安装。

所以，在确保准确定位和导航的情况下，盈能电气已经将轮式机器人应用于开关室巡检，在可靠的导航和定位技术下，YNEN-9XL2巡检机器人可以无轨覆盖开关室全部区域，携带的多种传感器，提供全面的巡检监测。

由于其免安装，极大地提高了巡检机器人的部署速度。