專利名稱：一種基于核輻射的核電站機(jī)器人定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核電站機(jī)器人定位領(lǐng)域,涉及ー種基于核福射的核電站機(jī)器人定位方法。
背景技術(shù)：
核電站機(jī)器人是應(yīng)用于核電站 ，特別是核島內(nèi)的設(shè)備檢測(cè)及維修的專門領(lǐng)域的機(jī)器人。在核島內(nèi)，核輻射導(dǎo)致傳統(tǒng)的機(jī)器人定位方法受到強(qiáng)烈干擾，甚至完全失靈。然而，機(jī)器人在核電站的應(yīng)用能夠大大減少核電站工作人員受到核輻射劑量，機(jī)器人在核電站的應(yīng)用是必不可少的。而準(zhǔn)確的定位是應(yīng)用核電站機(jī)器人的前提，因此ー種合理的有核電站特色的機(jī)器人定位方法與系統(tǒng)是亟待提出和研究的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述缺陷公開了ー種基于核輻射的核電站機(jī)器人定位方法，它包括以下步驟I)機(jī)器人首先檢測(cè)其所在位置的核輻射值，并將此核輻射值上傳至機(jī)器人控制系統(tǒng)；2)機(jī)器人控制系統(tǒng)計(jì)算此核輻射值對(duì)應(yīng)的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P ；3)機(jī)器人根據(jù)實(shí)際空間的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P進(jìn)行定位操作。所述步驟I)具體包括以下步驟11)機(jī)器人發(fā)送檢測(cè)核輻射值的信號(hào)給位于的檢測(cè)單元；12)檢測(cè)單元收到檢測(cè)核輻射值的信號(hào)后，調(diào)用檢測(cè)儀表實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人所在位置的核輻射值，得到檢測(cè)結(jié)果％，該檢測(cè)結(jié)果％包括大小和方向兩個(gè)屬性，然后記錄檢測(cè)結(jié)果％ ;檢測(cè)單元和檢測(cè)儀表均安裝在機(jī)器人上；13)檢測(cè)單元將％上傳至機(jī)器人控制系統(tǒng)，機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)出反饋信號(hào)，對(duì)％的正確性進(jìn)行檢驗(yàn)。所述步驟2)具體包括以下步驟21)在核島內(nèi)預(yù)先設(shè)置第I檢測(cè)點(diǎn)至第η檢測(cè)點(diǎn)，n ^ 20 ;每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)預(yù)先配置I至3個(gè)檢測(cè)儀表；機(jī)器人控制系統(tǒng)確定％的正確性后，發(fā)出信號(hào)控制第I檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表至第η檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表，第I檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表至第η檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表分別對(duì)各自所在位置的核輻射值進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)?shù)趇檢測(cè)點(diǎn)預(yù)先配置I個(gè)檢測(cè)儀表時(shí)，第i檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果為^ ；當(dāng)?shù)趇檢測(cè)點(diǎn)預(yù)先配置2至3個(gè)檢測(cè)儀表時(shí)，對(duì)這2至3個(gè)檢測(cè)儀表的檢測(cè)結(jié)果求平均值，得到第i檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果A ;i取I至η ;然后將上傳機(jī)器人控制系統(tǒng)；22)第i檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果ち與第i檢測(cè)點(diǎn)所在位置的坐-Pi建立函數(shù)映射關(guān)系，機(jī)器人控制系統(tǒng)根據(jù)此函數(shù)映射關(guān)系，計(jì)算％對(duì)應(yīng)的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P。所述步驟3)具體包括以下步驟
31)機(jī)器人對(duì)P的正確性進(jìn)行確認(rèn)；32)位于機(jī)器人上的定位系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際空間的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P，進(jìn)行定位操作。所述機(jī)器人為七自由度的履帶式機(jī)器人；所述檢測(cè)単元位于機(jī)器人的底座上。本發(fā)明的有益結(jié)果為針對(duì)在核電 站中，傳統(tǒng)的用于核電站機(jī)器人的定位方法有所失效，而機(jī)器人定位又必需的情況，設(shè)計(jì)出利用核電站本身特有的核輻射進(jìn)行機(jī)器入定位的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明中涉及的方法和系統(tǒng)，因其執(zhí)行過(guò)程中為實(shí)時(shí)檢測(cè)和計(jì)算、定位，具有實(shí)時(shí)性高，誤差小的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明所述方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，ー種基于核輻射的核電站機(jī)器人定位方法包括以下步驟I)機(jī)器人首先檢測(cè)其所在位置的核輻射值，并將此核輻射值上傳至機(jī)器人控制系統(tǒng)；2)機(jī)器人控制系統(tǒng)計(jì)算此核輻射值對(duì)應(yīng)的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P ；3)機(jī)器人根據(jù)實(shí)際空間的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P進(jìn)行定位操作。步驟I)具體包括以下步驟11)機(jī)器人發(fā)送檢測(cè)核輻射值的信號(hào)給位于的檢測(cè)單元；12)檢測(cè)單元收到檢測(cè)核輻射值的信號(hào)后，調(diào)用檢測(cè)儀表實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人所在位置的核輻射值，得到檢測(cè)結(jié)果％，該檢測(cè)結(jié)果％包括大小和方向兩個(gè)屬性，然后記錄檢測(cè)結(jié)果％ ;檢測(cè)單元和檢測(cè)儀表均安裝在機(jī)器人上；13)檢測(cè)單元將％上傳至機(jī)器人控制系統(tǒng)，機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)出反饋信號(hào)，對(duì)％的正確性進(jìn)行檢驗(yàn)(使用奇偶位校驗(yàn)等常用校驗(yàn)方法即可)。步驟2)具體包括以下步驟21)在核島內(nèi)預(yù)先設(shè)置第I檢測(cè)點(diǎn)至第η檢測(cè)點(diǎn)，n ^ 20 ;每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)預(yù)先配置I至3個(gè)檢測(cè)儀表；機(jī)器人控制系統(tǒng)確定％的正確性后，發(fā)出信號(hào)控制第I檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表至第η檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表，第I檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表至第η檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表分別對(duì)各自所在位置的核輻射值進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)?shù)趇檢測(cè)點(diǎn)預(yù)先配置I個(gè)檢測(cè)儀表時(shí)，第i檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果為^ ；當(dāng)?shù)趇檢測(cè)點(diǎn)預(yù)先配置2至3個(gè)檢測(cè)儀表時(shí)，對(duì)這2至3個(gè)檢測(cè)儀表的檢測(cè)結(jié)果求平均值，得到第i檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果A ;i取I至η ;然后將上傳機(jī)器人控制系統(tǒng)；22)第i檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果ち與第i檢測(cè)點(diǎn)所在位置的坐標(biāo)Pi建立函數(shù)映射關(guān)系，機(jī)器人控制系統(tǒng)根據(jù)此函數(shù)映射關(guān)系，計(jì)算％對(duì)應(yīng)的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P。步驟3)具體包括以下步驟31)機(jī)器人對(duì)P的正確性進(jìn)行確認(rèn)(使用奇偶位校驗(yàn)等常用校驗(yàn)方法即可)；32)位于機(jī)器人上的定位系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際空間的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P，進(jìn)行定位操作。此外，根據(jù)機(jī)器人上檢測(cè)單元與執(zhí)行末端的相對(duì)位置以及％，可計(jì)算出執(zhí)行末端的準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)的位置，方便定位完成后進(jìn)行作業(yè)前執(zhí)行末端的位置的確認(rèn)和調(diào)整。機(jī)器人為七自由度的履帶式機(jī)器人；檢測(cè)單元位于機(jī)器人的底座上機(jī)器人接收機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)出的坐標(biāo)值后，向機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)送驗(yàn)證信號(hào)，確認(rèn)其接收的坐標(biāo)值的正確性。數(shù)據(jù)確認(rèn)為正確值之后，定位系統(tǒng)由此坐標(biāo)值進(jìn)行最終的定位操作，得到自己所在位置的相應(yīng)數(shù)據(jù)特征，為下一歩機(jī)器人的移動(dòng)和作業(yè)提供鋪墊。
機(jī)器人控制系統(tǒng)是本發(fā)明的核心部分，負(fù)責(zé)多項(xiàng)重要的任務(wù)。具體包括定位需求分析，即分析判斷機(jī)器人是否需要進(jìn)行定位操作；發(fā)送和接收控制信號(hào)，即發(fā)送和接收對(duì)機(jī)器人的各種操作的信號(hào)，以及發(fā)送和接收對(duì)核島內(nèi)輻射檢測(cè)裝置的控制信號(hào)，并接收其檢測(cè)到的輻射值；計(jì)算位置坐標(biāo)，即由機(jī)器人輻射檢測(cè)單元檢測(cè)并發(fā)送給本子系統(tǒng)的輻射值，并結(jié)合核島內(nèi)輻射檢測(cè)裝置發(fā)送給本子系統(tǒng)的輻射值，計(jì)算機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)，并最終用于最終的機(jī)器人定位。
權(quán)利要求
1.ー種基于核輻射的核電站機(jī)器人定位方法，其特征在于，包括以下步驟 .1)機(jī)器人首先檢測(cè)其所在位置的核輻射值，并將此核輻射值上傳至機(jī)器人控制系統(tǒng)； .2)機(jī)器人控制系統(tǒng)計(jì)算此核輻射值對(duì)應(yīng)的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P； .3)機(jī)器人根據(jù)實(shí)際空間的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P進(jìn)行定位操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于核福射的核電站機(jī)器人定位方法，其特征在于，所述步驟I)具體包括以下步驟 .11)機(jī)器人發(fā)送檢測(cè)核輻射值的信號(hào)給位于的檢測(cè)單元； .12)檢測(cè)單元收到檢測(cè)核輻射值的信號(hào)后，調(diào)用檢測(cè)儀表實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人所在位置的核輻射值，得到檢測(cè)結(jié)果％，該檢測(cè)結(jié)果％包括大小和方向兩個(gè)屬性，然后記錄檢測(cè)結(jié)果a0 ;檢測(cè)單元和檢測(cè)儀表均安裝在機(jī)器人上； .13)檢測(cè)單元將％上傳至機(jī)器人控制系統(tǒng)，機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)出反饋信號(hào)，對(duì)％的正確性進(jìn)行檢驗(yàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于核福射的核電站機(jī)器人定位方法，其特征在于，所述步驟2)具體包括以下步驟 .21)在核島內(nèi)預(yù)先設(shè)置第I檢測(cè)點(diǎn)至第η檢測(cè)點(diǎn)，n^ 20 ;每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)預(yù)先配置I至3個(gè)檢測(cè)儀表； 機(jī)器人控制系統(tǒng)確定％的正確性后，發(fā)出信號(hào)控制第I檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表至第η檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表，第I檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表至第η檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)儀表分別對(duì)各自所在位置的核輻射值進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)?shù)趇檢測(cè)點(diǎn)預(yù)先配置I個(gè)檢測(cè)儀表時(shí)，第i檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果為^ ;當(dāng)?shù)趇檢測(cè)點(diǎn)預(yù)先配置2至3個(gè)檢測(cè)儀表時(shí)，對(duì)這2至3個(gè)檢測(cè)儀表的檢測(cè)結(jié)果求平均值，得到第i檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果A ;i取I至η ;然后將上傳機(jī)器人控制系統(tǒng)； .22)第i檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果ち與第i檢測(cè)點(diǎn)所在位置的坐標(biāo)Pi建立函數(shù)映射關(guān)系，機(jī)器人控制系統(tǒng)根據(jù)此函數(shù)映射關(guān)系，計(jì)算％對(duì)應(yīng)的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于核福射的核電站機(jī)器人定位方法，其特征在于，所述步驟3)具體包括以下步驟 .31)機(jī)器人對(duì)P的正確性進(jìn)行確認(rèn)； .32)位于機(jī)器人上的定位系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際空間的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P，進(jìn)行定位操作。
5.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于核福射的核電站機(jī)器人定位方法，其特征在于，所述機(jī)器人為七自由度的履帶式機(jī)器人； 所述檢測(cè)単元位于機(jī)器人的底座上。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于核電站機(jī)器人定位領(lǐng)域的一種基于核輻射的核電站機(jī)器人定位方法。它包括以下步驟1)機(jī)器人首先檢測(cè)其所在位置的核輻射值，并將此核輻射值上傳至機(jī)器人控制系統(tǒng)；2)機(jī)器人控制系統(tǒng)計(jì)算此核輻射值對(duì)應(yīng)的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P；3)機(jī)器人根據(jù)實(shí)際空間的機(jī)器人所在位置的坐標(biāo)P進(jìn)行定位操作。本發(fā)明的有益結(jié)果為針對(duì)在核電站中，傳統(tǒng)的用于核電站機(jī)器人的定位方法有所失效，而機(jī)器人定位又必需的情況，設(shè)計(jì)出利用核電站本身特有的核輻射進(jìn)行機(jī)器人定位的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明中涉及的方法和系統(tǒng)，因其執(zhí)行過(guò)程中為實(shí)時(shí)檢測(cè)和計(jì)算、定位，具有實(shí)時(shí)性高，誤差小的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B25J13/00GK102689310SQ20121017196
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者劉春陽(yáng), 吳華, 張敬偉, 楊國(guó)田, 柳長(zhǎng)安 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)