[1]张 永,钱 平,杨 松 伟.基于插补轨迹控制的变电站机器人巡检避障技术[J].机械与电子,2020,(08):47-51.
　,Obstacle Avoidance Technology of Substation Robot Patrol Based on Interpolation Trajectory Control[J].Machinery & Electronics,2020,(08):47-51.
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基于插补轨迹控制的变电站机器人巡检避障技术()
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机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2020年08期
页码:
47-51
栏目:
机电一体化技术
出版日期:
2020-08-24

文章信息/Info

Title:
Obstacle Avoidance Technology of Substation Robot Patrol Based on Interpolation Trajectory Control
文章编号:
1001-2257(2020)08-0047-05
作者:
张 永 ; 钱 平 ; 杨 松 伟
国 网 浙 江 省 电 力 有 限 公 司 ，浙 江 杭 州  ３１００００
Author(s):
ＺＨＡＮ Ｇ Ｙｏｎｇ ;  ＱＩＡＮ Ｐｉｎｇ ;  ＹＡＮ Ｇ Ｓｏｎｇｗｅｉ
Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ ． ， Ｌｔｄ ． ， Ｈ ａｎｇｚｈｏｕ ３１００００ ， Ｃｈｉｎａ
关键词:
轨 迹 控 制 ; 机 器 人 避 障 ; 插 补 误 差 补 偿
Keywords:
ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ;  ｒｏｂｏｔ ｏｂｓｔａｃｌｅ ａｖｏｉｄａｎｃｅ ;  ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｃｏ ｍ ｐｅｎｓａｔｉｏｎ
分类号:
Ｔ Ｈ １３２ .４
文献标志码:
A
摘要:
针 对 现 有 的 变 电 站 机 器 人 巡 检 避 障 技 术 中 ，巡 检 路 径 默 认 将 机 器 人 的 旋 转 角 度 进 行 线 性 插 补 ，导 致 机 器 人 在 高 速 移 动 时 无 法 及 时 避 让 障 碍 物 的 问 题 ，设 计 了 一 种 基 于 插 补 轨 迹 控 制 的 变 电 站 机 器 人 巡 检避 障 技 术 。 为 了 深 入 了 解 机 器 人 在 运 动 中 行 走 以 及 转 弯 等 机 理 ，需 要 建 立 运 动 模 型 ，分 析 转 弯 方 式 ；在 插 补算 法 中 ，通 过 机 器 人 运 动 过 程 中 加 速 减 速 速 率 和 设 定 的 匀 速 速 度 ，计 算 出 加 速 度 的 步 数 、总 插 补 数 和 插 补 周期 ，利 用 路 径 起 始 点 和 终 点 坐 标 计 算 出 加 速 终 点 和 减 速 起 点 坐 标 ，进 而 完 成 对 整 个 机 器 人 巡 检 轨 迹 的 插 补 。通 过 模 拟 实 验 结 果 表 明 ，设 计 方 法 在 实 际 运 行 过 程 中 ，在 成 功 避 障 的 前 提 下 ，能 够 提 速 至 ９０ ｃｍ ／ ｓ ，比 传 统 技术 提 高 ３０ ｃｍ ／ ｓ ，说 明 设 计 的 技 术 具 有 一 定 的 可 靠 性 。
Abstract:
Ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｒｏｂｏｔｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｂｓｔａｃｌｅ ａｖｏｉｄａｎｃｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ， ｔｈｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｐａｔｈ ｗｉｌｌ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｌｉｎｅａｒ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｂｏｔ ｂｙ ｄｅｆａｕｌｔ ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｏｂｏｔ ｃａｎｎｏｔ ａｖｏｉｄ ｏｂｓｔａｃｌｅｓ ｉｎ ｔｉｍｅ ｗ ｈｅｎ ｍ ｏｖｉｎｇ ａｔ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ． Ｔ ｈｅｒｅｆｏｒｅ ， ａ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｒｏｂｏｔ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｂｓｔａｃｌｅ ａｖｏｉｄａｎｃｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｄｅｅｐｌｙ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｒｏｂｏｔ ｗａｌｋｉｎｇ ａｎｄ ｔｕｒｎｉｎｇ ｉｎ ｍ ｏｔｉｏｎ ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｍ ｏｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｔｕｒｎｉｎｇ ｍ ｏｄｅ ．Ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈ ｍ ， ｔｈｅ ｎｕ ｍ ｂｅｒ ｏｆ ｓｔｅｐｓ ， ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｎｕ ｍ ｂｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｎｉｆｏｒｍ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｓｅｔ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｒｏｂｏｔ＇ｓ ｍ ｏｖｅｍｅｎｔ ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｅｎｄｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｅｎｄｐｏｉｎｔ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｄｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｔｈ ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｃｏ ｍ ｐｌｅｔｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｒｏｂｏｔ＇ｓ ｐａｔｒｏｌ ｔｒａｃｋ ． Ｔ ｈｅ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｔｏ ９０ ｃｍ ／ ｓ ， ｗ ｈｉｃｈ ｉｓ ３０ ｃｍ ／ ｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ， ｗ ｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ．

参考文献/References:

［ １ ］ 　 刘 进 闯 ，张 融 ，洪 宇 ，等 ． 参 数 化 插 补 算 法 与 数 字 积 分插 补 算 法 的 比 较 研 究 ［ Ｊ ］ ． 机 床 与 液 压 ， ２０１９ ， ４７ （ １９ ）：６２- ６６ ．
［ ２ ］ 　 赵 岩 ，李 秀 荣 ，臧 勇 ． 基 于Ａ Ｒ Ｍ ＋ Ｄ ＳＰ ＋ ＦＰ Ｇ Ａ模 块的 机 器 人 运 动 控 制 器 设 计 ［ Ｊ ］ ． 机 电 信 息 ， ２０１８ （ ９ ）：１０６- １０７ ．
［ ３ ］ 　 刘 大 伟 ，王 苏 洲 ． 基 于Ａ Ｒ Ｍ ＋ ＤＳＰ ＋ ＦＰ Ｇ Ａ的 机 器 人多 轴 运 动 控 制 器 的 设 计 与 研 究 ［ Ｊ ］ ． 制 造 技 术 与 机 床 ，２０１７ （ ７ ）： １００- １０４ ， １０８ ．
［ ４ ］ 　 龚 芳 ，倪 效 勇 ，王 典 洪 ． 基 于ＳｏＣ 的 Ｎ Ｕ Ｒ ＢＳ 曲 线 插 补器 研 究 与 实 现 ［ Ｊ ］ ． 控 制 工 程 ， ２０１８ ， ２５ （ １ ）： １９-２４ ．
［ ５ ］ 　 谷 山 强 ， 姜 文 东 ， 罗 浩 ． 电 力 隧 道 消 防 机 器 人 实 时 避障 控 制 系 统 设 计 ［ Ｊ ］ ． 科 技 通 报 ， ２０１９ （ ２ ）： ８０-８４ ．
［ ６ ］ 　 严 亮 ，舒 志 兵 ． 基 于Ａ Ｒ Ｍ ＋ ＦＰ Ｇ Ａ的 机 器 人 多 轴 运 动控 制 器 的 设 计 与 研 究 ［ Ｊ ］ ． 机 床 与 液 压 ， ２０１９ ， ４７ （ １１ ）：１２- １８ ．
［ ７ ］ 　 江 超 ，邢 科 新 ，林 叶 贵 ，等 ． 未 知 环 境 下 移 动 机 器 人 静 态与 动 态 实 时 避 障 方 法 研 究 ［ Ｊ ］ ． 高 技 术 通 讯 ， ２０１９ ， ２９（ １０ ）： １０１２-１０２０ ．
［ ８ ］ 　 李 东 方 ，邓 宏 彬 ，潘 振 华 ，等 ． 基 于 改 进 蛇 形 曲 线 的 蛇 形机 器 人 在 流 场 中 避 障 的 轨 迹 跟 踪 控 制 律 ［ Ｊ ］ ． 机 器 人 ，２０１９ ， ４１ （ ４ ）： ４３３- ４４２ ．
［ ９ ］ 　 严 智 敏 ，朱 大 昌 ，徐 顺 建 ． 面 向 变 电 站 多 机 器 人 智 能 协同 巡 检 系 统 的 研 究 分 析 ［ Ｊ ］ ． 机 电 工 程 技 术 ， ２０１９ ， ４８（ ５ ）： ５３-５６ ， ２８４ ．
［ １０ ］ 　 陈 锦 龙 ，杜 江 ，安 成 ，等 ． 一 种 用 于 机 器 人 避 障 的 深 度相 机 姿 态 自 标 定 方 法 ［ Ｊ ］ ． 光 学 与 光 电 技 术 ， ２０１９ ， １７（ ５ ）： ３０-３５ ．
［ １１ ］ 　 谢 林 枫 ，蒋 超 ，孙 秋 芹 ，等 ． 基 于Ａ Ｍ Ｃ 算 法 的 变 电 站巡 检 机 器 人 地 图 创 建 与 定 位 ［ Ｊ ］ ． 电 力 工 程 技 术 ，２０１９ ， ３８ （ ５ ）： １６- ２３ ．
［ １２ ］ 　 刘 煊 琨 ，刘 红 兵 ，王 瑾 ． 基 于 蚁 群 算 法 的 变 电 站 巡 检机 器 人 路 径 优 化 研 究 ［ Ｊ ］ ． 电 气 应 用 ， ２０１９ ， ３８ （ ２ ）：１１３- １１７ ．
［ １３ ］ 　 王 建 邦 ，袁 智 勇 ，陈 波 ，等 ． 变 电 站 巡 检 机 器 人 数 据 驱动 无 模 型 自 适 应 控 制 ［ Ｊ ］ ． 电 测 与 仪 表 ， ２０１９ ， ５６ （ １９ ）：１１４- １２０ ．
［ １４ ］ 　 王 纪 渝 ， 杨 超 超 ， 叶 强 ， 等 ． 基 于 双 目 视 觉 的 变 电 站智 能 巡 检 机 器 人 防 坠 落 方 法 ［ Ｊ ］ ． 电 子 世 界 ， ２０１９（ １１ ）： ２２-２３ ．
［ １５ ］ 　 陈 晨 ，黄 铮 ． 智 能 巡 检 机 器 人 在 变 电 站 日 常 运 维 及 缺陷 跟 踪 方 面 的 应 用 ［ Ｊ ］ ． 科 技 风 ， ２０１８ （ １８ ）： ３ ．

备注/Memo

备注/Memo:
收 稿 日 期 ： ２０２０-０５- １３
基 金 项 目 ：国 家 电 网 有 限 公 司 总 部 科 技 项 目 资 助 项 目 （ ５２０６００１８０００３ ）
作 者 简 介 ：张 　 永 　 （ １９８４ － ），男 ，山 东 滨 州 人 ，硕 士 ，高 级 工 程 师 ，研 究 方 向 为 变 电 运 维 专 业 管 理 与 智 能 运 检 技 术 应 用 ；钱 　 平 　 （ １９７９ － ），男 ，浙 江 金 华 人 ，硕 士 ，高 级 工 程 师 ，研 究 方 向 为 变 电 设 备 运 检 管 理 与 智 能 运 检 技 术 应 用 ；杨 松 伟 　 （ １９７６ － ），男 ，浙 江 江 山 人 ，硕士 ，高 级 工 程 师 ，研 究 方 向 为 电 力 系 统 自 动 化 。
更新日期/Last Update: 2020-09-01