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北斗RTK高精度定位的应用
2024-05-08

  随着北斗高精度定位技术越来越成熟,通过GNSS高精度定位与机器人结合,越来越多的智能机器人走进我们生活中。像驾培机器人、智能除草机器人、智能巡检机器人、北斗划线机器人等智能机器人已经广泛的投入使用。

  一、驾培机器人

  驾培机器人:通考车安装高精度定位设备,建立考车轮廓模型和轮胎模型,识别其与考场考试项目几何模型之间的图形关系,从而判断考车在考试项目中是否应该扣分。基于卫星差分定位参与评判的技术,定位精度可达到1厘米范围。

  清楚辨别直角转弯时方向打早了”“倒车入库时左后轮压线了。车辆的顶部架有天线,车顶前后两端各有一个北斗定位设备。通过厘米级的精准定位,“驾培机器人”能够替代教练。

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  二、智能除草机器人

  除掉田间的杂草,对于农民来说是件头疼事。人工下田除草,劳动作业强度大,还难以清除干净。目前,水稻的除草方式主要是以化学除草为主,而长期、大量、高频地施药除草,容易引发杂草抗药性提高、作物药害加重、环境污染加重等问题。

  智能除草机器人利用北斗导航数字化精准化深耕土草双轴匀混、表面碎土精整、三维定位播种、机器人的大数据共享田间让苗作业等先进技术,实现了杂草精准去除,大幅度减少了化学除草剂的使用。

  智能除草机器人在田间自主无人作业,水稻行间杂草几乎都能去除,对于农户来说,除草是很费力的,如果不喷农药,这么多的田,根本忙不完。智能除草机器人的出现真是解决了农户的大难题。

  三、智能巡检机器人

  智能巡检机器人,搭载北斗高精度定位、三维激光SLAM建模、战术级惯导深度融合,拥有无人驾驶自主避障行驶和精准定位能力,可轻松完成路线规划、多任务自主执行、单点任务调度和远程控制功能,实现站场内自主全方位导航。

  管理人员通过监控软件平台,可实时监视机器人的状态,实时采集现场设备可见光图像、红外图片,数据异常时,自动报警,针对巡检任务,自动生成巡检任务列表。另外,可开放接口,支持与SCADA和业务集成。

  智能巡检机器人,可实现对油气站场内各类设备设施的精准监测,不仅大大提升燃气站场作业效率,更保障了安全运营。智能巡检机器人能够在-20℃至+60℃的温度范围内正常工作。

  四、北斗划线机器人

  北斗划线机器人是一种搭载北斗高精度定位,具有自动行驶、自动调平、自动设站、自动测量等功能于一体的机器人系统。“它的主要作用是检测道路,道路是分层施工的,每一层的标高控制是一个非常重要的指标。

  以前,都是依靠大量人工进行检测,有了这个机器人后,就可以实现快速测量,解决了工作环境艰苦、劳动强度大、需要人员多、测量效率低的问题。

  这个机器人采用北斗高精度定位技术,装载了多感融合的控制系统,可实现自动行驶,避开路障或绕开路障。此外,机器人可实现24小时不间断测量,有效解决传统路面施工,依靠人工逐点测量问题,减少80%人员投入,并且在高温、极寒、低氧环境可正常作业。

  五、电力巡检机器人

  电力巡检机器人可以有效进行变电站室外巡视巡检,代替人工巡检方式。电力巡检机器人通过北斗高精度定位技术,对变电站线路和设备进行实时巡检,按照规定线路自动化检测方式,全面替代人工检测高压设备,及时发现变电站内设各存在的安全隐患,并为变电站人员提供及时准确的事故预测信息,提前消除安全隐患。

  电力巡航机器人通过接收RTK高精度接收机的载波相位和来自基准站的载波相位测量值,通过差分的方式,逐步消除机器人定位测量数据中的误差,应用依赖基准站的差分信号,利用差分定位把高精度接收机的各种误差计算出来,就可以得到定位信号的偏差,再将这个偏差发送给需要定位的巡检机器人,就可以使巡检机器人获得相对精准的位置信号。实时感知周围的实时环境变化,绕开规划路径中的障码,选择最优的线路前进,最后达到目标点。

  解决方案

  GNSS作为室外自主定位的主要技术手段,可以通过差分技术、精密单点定位技术等手段,实时达到亚米级、分米级和厘米级等不同的定位精度,直接进行机器人的定位,与惯导、视觉、雷达等传感器组合定位,可实现多种复杂场景下的高精度定位。配合电子地图、路径规划等算法,GNSS可以准确地实现机器人的定位、定向,按路径规划自动行进。

  华信电子的四星全频卫星导航天线,该天线具有高增益、小型化、高灵敏度、多系统兼容及高可靠性等特点,可有效满足用户的使用需求。

  1、采用多馈点设计和完全对称天线结构,具有非常稳定的相位中心,降低天线对测量误差;

  2、增益高,驻波比低,对低仰角信号接收效果明显,在遮挡较严重的场合能正常收星;

  3、配备抗多径扼流板,具有防浪涌设计,能有效仰制带外强干扰信号,确保天线的可靠性;

  4、采用防紫外线PC材料设计,兼具美观的同时确保天线外壳长时间户外使用不变色,具备耐高温、防晒防紫外线。

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