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本课题来源于成都慧拓自动技术有限公司的变电站巡检机器人项目,该项目完成要投入锰都变电站实际运行,为了保证巡检机器人能够在变电站内长期自主地进行巡检,本文设计一种适用于变电站环境的定位精度高、抗干扰能力强、运行安全可靠的机器人磁导航系统。磁导航系统是变电站巡检机器人中实现导航定位功能的重要模块,本系统采用三轴磁传感器检测磁条进行导航,并使用里程码盘和RFID技术实现机器人纵向定位。在导航过程中,为了节约机器人电量,提高机器人巡检效率,要求磁导航系统具有最短路径选择功能,导航地图为变电站内铺设的磁条路径。本文采用STM32作为硬件开发平台,基于FreeRTOS操作系统进行磁导航系统的软件开发,并采用模块化设计,使该系统各个子模块功能相对独立。论文主要工作及研究成果如下：1.建立电子地图。建立变电站电子地图,为机器人路径规划提供地图数据。本系统在数据库MySQL Workbench上建立电子地图。根据给定的变电站地图图纸,选取地图中的关键节点,并给出地图中每一条路段的定义,以路段为单位,将地图数据录入数据库并下发到机器人。2.最短路径规划。本系统采用Dijkstra算法实现机器人最短路径规划。以机器人当前所在位置为开始节点,以目的位置为结束节点,基于建立的变电站地图数据,搜索出两个节点间的最短路径,生成导航路径。3.磁导航模块设计。选用PIN的三轴地磁传感器检测磁条信息,采用STM32为数据处理器计算车体横向偏移量。磁导航与机器人主控制器之间通过CAN总线进行磁条信息的发送及磁导航当前信息的查询,通信采用iCAN协议。4.定位模块设计。系统采用里程码盘计算机器人行走里程,并使用RFID消除累积定位误差。系统设计完成后,对系统进行测试。测试内容包括各个模块的测试和变电站内系统整体测试。测试结果表明,本文设计的磁导航系统满足设计要求。