定位导航

主要讲述了我司20年的移动测量发展历程以及在逐渐沉淀的行业地位。凭借20年的移动测量基础，详细阐述了我司在地图导航领域的发展成果及亮点。我们单位的背包侠产品可在无GPS信号的室内、室外或地下的环境中进行数据采集,在不损失作业效率的前提下获取系统作业轨迹、高精度点云等多种数据结果，通过3D SLAM定位建图算法生成厘米级点云地图，而机器人可使用该地图进行自主定位导航。同时，2015年我们正式开始投入机器人的研发，2018年研发定型，2019年全面推广，目前已有100多台的订货量，充分证明了我司在该领域的优势特长。

在这个信息化、网络化、智能化的时代，时空信息、定位导航服务 已经成为重要的新型基础设施，综合时空体系将向更加泛在、更加融合、 更加智能的方向快速迈进。基于新型综合时空体系的时空位置服务将更深 入地融进我国的经济生产和社会活动中，是广大人民群众高质量生活的基 本保障要素，是现代城市高效率运行与管理的重要保障手段，更是支撑数 字经济发展的核心基础能力。

通过巡检机器人进行变电站二次设备的监测是提升电力设备自动化、智能化管理的重要方式，有利于保障电力工程设备的安全运行。文中开发了一种用于变电站二次设备自动化巡检的Mecanum轮式全向移动机器人，其具备自主导航定位与作业辨识的能力，可极大提升设备巡检效率及保护压板状态识别准确性。通过Mecanum轮的驱动方式实现巡检机器人在狭窄作业环境下的灵活运动与姿态调整，通过多轨道升降平台实现对350~1 800 mm高度范围内的二次设备及压板的图像采集与状态辨识。机器人采用基于激光雷达的即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)导航方法进行自主定位导航，并结合基于视觉的路径提取与跟踪算法进行姿态位置修正，实现在待测点位置的精确定位。同时，提出了基于颜色辨识的图像排列与状态辨识方法，针对二次设备保护压板连通状态进行识别和判断。实验结果表明，研制的变电站二次设备巡检机器人可以实现自主导航与位置精确定位，在路径跟踪过程中最大偏角和偏距分别为±3°和±8 mm。结合机器视觉与颜色辨识的压板辨识方法可以准确识别压板状态，识别准确率大于95.80%，有助于提升机器人自动化的电力巡检作业水平。

本课题研究的振动碳无人驾驶技术是分别对应研制应用导航定位技术、导航控制技术、机身电气及液压自动控制技术、状态监测与反馈技术、遥控遥感技术等的集成与专属研制开发。通过本次课题研究，形成主要结论如下：（1）、研究开发了振动碳机身电气及液压自动控制系统，集成应用卫星导航定位、状态监测与反馈控制、超声波环境感知等技术，实现了振动碱的无人驾驶作业，精确控制碱压作业，提高了硬压质量和施工效率。（2）、研发的振动碱机身电气及液压控制系统，由电气主控制器完成参数设定，就地控制器控制行走、转向、振动等状态，实现振动碱工作状态的自动控制。（3）、利用卫星定位导航技术实现机身位置、方向定位与路径控制，根据指定施工区域建仓规划，进行碌压路径自动设定及差异化调整。（4）、利用角度编码器、倾斜传感器等进行振动碌行驶状态、姿态的检测，实现了机身自动控制系统的补偿控制，提高作业精度。（5）、研发了振动限显示控制器，进行压参数设定，实现作业区域、作业环境、施工参数及行驶状态等的实时显示。（6）、研究采用的超声波环境感知系统，实现自动障碍避让。开发了低频段无线遥控应急装置，进一步提高了振动应急制动的可靠性。（7）项目成果已在依托工程得到成功应用，已获相应专利，具有通用性，推动了施工机械装备的技术进步，经济和社会效益显著，具有广阔的推广应用前景。

积极响应国网公司机械化施工，以机器视觉、人工智能及物联网技术为技术手段，融合深度学习、模式识别、环境感知、定位导航、同时定位与建图、优化控制、障碍物感知、实时路径规划算法，结合视觉及激光雷达传感器、5G网络、边缘计算等技术手段的应用，打造室内电气系统安装智能终端与物联网平台，实现终端机器人智能感知、无人作业、数据远程处理，云端决策，大幅提高安装效率，减少安全事故的发生，全面提升室内电力安装智能化、信息化、无人化水平。 1.基于机器视觉与物联网的室内电气系统无人智能化安装解决方案； 2.实现人工智能终端自主定位导航，环境感知以及后台大数据处理，云端在线监测，故障预判与远程解决等技术在室内电气设备系统安装中的应用；

系统分析变电站智能巡检机器人的故障类型、占比和原因，从软硬件技术升级、集中统一管控、交付和运维体系建设等全链条，提出机器人运行质效提升的综合解决方案。特别是在软硬件技术升级方面，比如基于32线激光雷达的融合定位导航、自主决策技术、智能自检、异常工况处理等新技术方面，进行了系统研究和应用。现场应用结果表明，上述措施大幅提升了机器人运行稳定性和应用效果，助力变电运维“机器代人”实现。

变电站机器人经过多年应用融合，有效提升了对变电站设备的监视强度，在红外测温、表计抄录等方面作用明显，已实现部分人工巡视的机器替代。但机器人仍存在诸多问题，可提升空间较大，现场运维人员对机器人功能的完善和升级也有较大的期待。解决现有问题和新需求的双重驱使下，国网设备部统一部署，开展新型变电站站机器人的研发。新型机器人通过智能自检技术、电源安全管理等提高出勤率相关指标；通过越野避障技术、融合定位导航、决策规划技术、一体化主控单元等改善故障率相关指标；通过三维建模技术、通信及网络安全、远程部署技术、远程运维技术等提高在线率相关指标；通过灵活搭载技术、非预置位巡检、不停车巡检、三维遥感等提高应急相关指标。

管道巡检机器人是一类非常重要的巡检机器人，可以广泛地应用于电站等领域。本报告主要介绍了小型管道巡检机器人的发展历史与研究现状，对小型管道巡检机器人的结构设计、定位导航、环境感知、遥操作控制等关键技术作了总结分析，并介绍了东南大学机器人传感与控制技术研究所在小型管道巡检机器人技术方面的研究进展，以及一些典型的应用情况。

目前，主流GNSS芯片或设备主要分为定位导航型和授时型，功能分立，尚缺乏融合RTK、高精度定位、高稳精准授时、多频点处理功能的芯片级产品，不能满足雷电监测预警站对空间和时间的双重需求，以及集成化的扩展应用。 本项目针对应用需要，通过芯片级的北斗精准定位与授时技术的融合研发，以提升雷电监测预警装置及系统的整体性能和应用水平。 项目坚持基础理论研究、关键技术研发和工程应用有机结合的设计思路，开展北斗精准时空芯片及高精度雷电监测预警装备的自主融合研发。

1.介绍一种基于激光点云数据的定位精度测量方法，获取电力巡检机器人的空间点云数据，并根据点云重心得出相对定位标志物的偏差，以此来衡量机器人定位导航精度指标，该方法经验证对于形状不规则机器人定位有很好的效果。 2.介绍基于视觉标志物ArUco的测速方法，有成本低、可靠性高、低速测量精度高的优势，还可通过外壳防护手段实现在全天候环境下对巡检机器人进行自动化精准测速。 3.介绍多元标签分类模型评价体系，按照多元标签的混淆矩阵评价方法考量单一标签的准确率、精确率、AP值、平均计算时间及其模型综合评价。 4.介绍机器人无线安全接入试验检测方法，根据变电站巡检机器人网络架构提出了机器人业务加密功性能及稳定性测试方法，验证机器人无线安全接入可靠性。