基于可见光通信的核电厂移动机器人室内定位系统

可见光定位（VLP）被广泛认为是满足日益增长的机器人室内定位需求的一种高性价比方案。考虑到某些极端环境要求机器人配备精确且抗辐射的室内定位系统以完成艰巨工作，本文提出一种高精度的新型 VLP 系统，以实现辐射环境下的长期巡检与干预。所提系统具有充分的抗辐射能力，对核设施中的运行巡检、维护与干预任务至关重要。首先，我们设计了具有可见光通信（VLC）功能的智能 LED 灯，以动态构建室内 GPS 跟踪系统。通过在核电厂关键位置安装替代标准照明的所提灯具，该系统可增强移动机器人的安全性并助力大规模场地的有效巡检。其次，为增强所提系统的抗辐射性与多场景适应性，我们提出了一种对垂直安装于机器人上的相机进行屏蔽防护的方法，确保相机的图像单元即所捕获的 VLP 信息不受辐射影响。此外，基于色散校准方法优化的可见光定位算法，所提 VLP 系统可实现 0.82cm 的平均定位精度，并保证 90% 的定位误差小于 1.417cm。因此，所提系统不仅具有充分的抗辐射性，还达到了可见光定位领域最先进的定位精度。