移动机器人在高压变电站中的应用

为了更好地促进变电站巡检机器人在变电站中的应用推广,推进变电站无人值守进程,在详细分析了变电站设备巡检的现场需求基础上,提出了一种变电站设备巡检机器人分层混合式体系结构,并设计了适用于变电站环境的精确导航定位系统、可靠的电源管理系统和通讯系统。同时,对变电站设备热缺陷及外观异常精确识别和声音异常诊断的检测系统进行了设计,并对巡检机器人的可靠性、安全性、可行性进行了现场验证。结果表明:变电站巡检机器人可以更好地适应复杂非结构化的变电站环境,实现较精确的自主定位导航,并具备长时间的能源保障和可靠安全的通讯功能,解决了变电站设备精准识别、检测及和后台分析诊断实现问题,保证了巡检机器人安全稳定的在线监测作业,满足变电站设备现场巡检的需求。最后给出了巡检机器人下一阶段研究的几点建议。

高压变电站设备带电水冲洗机器人系统研究

水冲洗是高压变电站设备防污闪的主要措施之一,对高压变电站设备进行带电水冲洗是既简便有效、清洗彻底且冲洗效率高、经济效益高的方法。针对目前人工水冲洗方式存在的问题和安全隐患,设计了一种人机交互和局部智能控制的变电站带电水冲洗机器人系统,该机器人系统主要包括履带式水冲洗机器人,高压纯水制备装置和便于操作的手持终端。为保证系统安全性、稳定性、灵活性等和满足变电站复杂环境、带电水冲洗任务等需求,提出了水冲洗机器人分层式控制系统,给出了其有效的水冲洗方式和多种安全措施相结合的防护技术,解决了国内水冲洗机器人带电作业的安全性、操作灵活性等问题。高压变电站现场试验验证了变电站带电水冲洗机器人的可靠性、安全性、可行性,符合变电站带电作业标准要求。

基于模糊认知图的变电站巡检机器人的行为规划研究

提出了一种基于模糊认知图的移动机器人行为规划方法。针对变电站设备巡检机器人智能化的高级应用问题,提出了一种分层式混合复杂系统机器人任务规划的逻辑结构,介绍了任务分解和任务规划的工作原理。以巡检作业过程中的相关事件为概念节点,给出节点之间的连接权值,建立任务行为规划的模糊认知图模型,实现了任务分解和生成行为动作逻辑序列。同时,结合机器人导航定位等传感器实时信息,自动调整机器人巡检实时动作序列。该方法不需要复杂的计算和大量的训练,实验验证了其可行性和有效性。

基于光纤陀螺的DGPS/DR组合导航定位系统的设计与实现

针对导航定位系统是变电站设备巡检机器人的关键技术之一,设计了一种由光纤陀螺仪、里程仪、加速度计、差分GPS和FPGA/DSP构成的导航计算机组成的硬件系统,并基于差分GPS定位、航位推算(DR)导航原理设计了该组合导航系统软件,系统采用了初始自寻北、切换式组合导航定位方式,该方法简单易行、实用性较强,实验表明该系统能为变电站设备巡检机器人提供连续、实时、较高精度的导航定位。

基于感知组织的输电线路结构识别方法

为了提高输电线路缺陷诊断正确率,有效降低各种复杂背景纹理及光线对识别输电线路结构的影响,从Gestalt感知理论着手,研究一种多感知识别输电线路结构的方法。在图像识别的底层,提取不同方向、不同宽度的线段,研究了一种融合计算Gestalt定律的近似性、连续性、共线性的多级搜索算法,获得显著的、完整的输电线路人造对象轮廓;在图像识别的中层,研究一种基于分块与合并的计算方法能视觉感知近平行线、近对称交叉的结构,设计了一个三级分类器感知聚类平行线组;在图像识别的高层,研究输电线路的知识模型,建立识别输电线路组成结构的约束机制,进而从语义上唯一地识别输电线路的结构。通过无人机巡检采集的输电线路图像,验证这种方法能有效识别输电线路组成的杆塔、导线、地线及绝缘子所在区域。

基于SIFT特征匹配的电力设备外观异常检测方法

基于电力设备巡检机器人平台,提出了一种电力设备外观异常检测方法。该方法使用SIFT特征点提取算法,进行特征匹配,使用基于RANSAC的方法求解单应矩阵进行配准。在经过配准后,对像素的差值使用Mean Shift分割算法提取异常区域。实验证明该方法对于光照有较高的鲁棒性,且受匹配误差和拍摄角度偏差、位置偏差影响较小,能够有效的将变化区域提取。

电力带电抢修作业机器人技术取得新突破

山东电力研究院在国家863计划的大力支持下，开展了面向电力带电抢修作业机器人技术的研究。经过多年的技术攻关，已经初步掌握了电力带电抢修作业机器人的共性关键技术，并针对变电站和配网线路研制出系列机器人装备，多项科技成果填补国内空白，开创了电力带电作业机器人的新篇章。