买专利,只认龙图腾
首页 专利交易 科技果 科技人才 科技服务 商标交易 会员权益 IP管家助手 需求市场 关于龙图腾
 /  免费注册
到顶部 到底部
清空 搜索

【发明授权】一种基于GPS、5G以及视觉的石化巡检机器人导航定位方法_西南石油大学_202010771058.1 

申请/专利权人:西南石油大学

申请日:2020-08-04

公开(公告)日:2020-11-24

公开(公告)号:CN111735458B

主分类号:G01C21/20(20060101)

分类号:G01C21/20(20060101);G01D21/02(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.11.24#授权;2020.10.30#实质审查的生效;2020.10.02#公开

摘要:本发明涉及一种基于GPS、5G以及视觉的石化巡检机器人导航定位方法。它实现巡检机器人在各种复杂环境运行时的无缝精准定位。其技术方案:由GPS模块、5G模块、视觉模块、里程计模块、判断模块、滤波器、环境特征地图、分布式融合模块和融合信息定位模块组成,利用并行隐式等权粒子滤波定位算法建立机器人误差模型和量测模型,采用调节α和β两个参数对每个粒子进行更新,获得局部状态估计和局部协方差并分别传送到对应分布式多传感器融合模块,融合信息定位模块利用最优信息融合准则将组合状态估计进行融合,决策出全局最佳状态估计。本发明融入5G技术,采用多传感器数据融合,延时短,精度高,扩展了巡检机器人的应用场景。

主权项:1.一种基于GPS、5G以及视觉的石化巡检机器人导航定位方法,其特征在于:1GPS模块1采集量测信息Z1k以特定频率发送到GPS判断模块5,5G模块2采集量测信息Z2k以特定频率发送到5G判断模块6、视觉模块3采集量测信息Z3k以特定频率发送到视觉判断模块7;2里程计模块4的输出量以特定频率发送到滤波器A8、滤波器B9和滤波器C10,石化巡检机器人以里程计输出导航参数的误差量作为状态量,结合状态量构建里程计误差模型m是粒子序号,且m=1,2,3,…,M,M是粒子样本总数,是k时刻粒子样本中第m个粒子的状态值,是k-1时刻粒子样本中第m个粒子的状态值,为先验估计,即当前时刻状态仅与上一时刻状态有关;3GPS判断模块5结合环境特征地图14判定可用量测信息并发送到滤波器A8,5G判断模块6结合环境特征地图14判定可用量测信息并发送到滤波器B9,视觉判断模块7结合环境特征地图14判定可用量测信息并发送到滤波器C10,接收到信息的滤波器A8、滤波器B9和滤波器C10采用里程计输出量与GPS模块1、5G模块2和视觉模块3输出的量测信息差值作为量测方程,构建量测模型并计算重要性权值:进行归一化权值处理,得到:其中Zjk中,当j=1,2,3时分别表示GPS模块1、5G模块2、视觉模块3采集的量测信息,中,当j=1,2,3时分别表示滤波器A8、滤波器B9和滤波器C10中第m个粒子的重要性权值,中,当j=1,2,3时分别表示滤波器A8、滤波器B9和滤波器C10中第m个粒子的归一化重要性权值,为似然概率密度函数,即为石化巡检机器人在状态下观察Zjk的概率,pZjk为边缘概率,为重要性密度函数,中,当j=1,2,3时分别表示滤波器A8、滤波器B9和滤波器C10在k时刻粒子样本中第m个样本值,且符合重要性密度函数4滤波器A8、滤波器B9和滤波器C10利用并行隐式等权粒子滤波定位算法建立机器人误差模型和量测模型获得相应的局部状态估计和局部协方差其中中,当j=1,2,3时分别表示滤波器A8、滤波器B9、滤波器C10输出的石化巡检机器人的局部状态估计;中,当j=1,2,3时分别表示滤波器A8、滤波器B9、滤波器C10输出的石化巡检机器人的局部协方差;滤波器A8以特定频率将局部状态估计和局部协方差发送到分布式多传感器融合模块A11;滤波器B9以特定频率将局部状态估计和局部协方差发送到分布式多传感器融合模块A11和分布式多传感器融合模块B12;滤波器C10以特定频率将局部状态估计和局部协方差发送到分布式多传感器融合模块B12,更新石化巡检机器人的局部状态估计: 更新石化巡检机器人的局部协方差: 5由分布式多传感器融合模块A11接收来自滤波器A8的局部状态估计局部协方差和来自滤波器B9的局部状态估计局部协方差分布式多传感器融合模块A11利用最优信息融合准则得到组合状态估计为: 组合协方差估计表达式为: 其中为最优权值矩阵,E=e4,e4T,e4是4×4单位矩阵;将融合后的组合状态估计X1k和组合协方差P1k发送到融合信息定位模块13;由分布式多传感器融合模块B12接收来自滤波器B9的局部状态估计和局部协方差以及来自滤波器C10的局部状态估计和局部协方差分布式多传感器融合模块B12利用最优信息融合准则得到组合状态估计为: 组合协方差估计表达式为: 其中为最优权值矩阵,将融合后的组合状态估计X2k和组合协方差P2k发送到融合信息定位模块13;6融合信息定位模块13利用最优信息融合准则将接收到的组合状态估计和组合协方差进行融合,决策出全局最佳状态估计X以及全局协方差P,其中为最优权值矩阵,

全文数据:

权利要求:

百度查询: 西南石油大学 一种基于GPS、5G以及视觉的石化巡检机器人导航定位方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息,力求客观、公正,但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解,仅供参考使用,不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。