虚拟现实技术在电力机器人中的研究与应用

本文采用3DSMax、VRP软件完成了虚拟现实建模,利用ActiveX控件加载技术、脚本控制的方式实现了虚拟现实技术和电力机器人系统的交互,并结合华北某500KV变电站机器人项目进行了实际的运行和测试。试验结果表明采用虚拟现实技术的电力机器人人机交互界面不仅具有真实逼真的画质和良好的交互特性,而且提高了操作人员的积极性和工作效率。

变电站智能巡检机器人激光导航系统研究

针对现有变电站智能巡检机器人导航定位方式的不足,将激光定位技术应用于巡检机器人导航,设计了巡检机器人激光导航原型系统,并在室外环境下对其进行了实验测试,实验结果表明,巡检机器人运行平稳,具有较高的导航控制精度。另外,文中详细论述了巡检机器人激光导航系统实现过程中所涉及的激光定位及导航控制原理,并给出了导航系统的硬件组成结构和软件执行流程。

基于机器人的变电站开关状态图像识别方法

结合500kV超高压智能变电站实际建设工程,基于尺度不变特征变换(SIFT)、霍夫(Hough)变换、k-NN(k nearest neighbor)等算法,提出并研发了一种变电站专用智能机器人。研发的机器人能自动识别断路器、各种形式隔离开关的位置状态。同时,基于IEC 61850标准对断路器、隔离开关位置状态信息进行标准建模,实现与变电站监控后台倒闸操作模块无缝通信连接,为户外敞开式智能变电站"一键式"顺序控制倒闸操作,以及超高压变电站无人值班和远程操作的实现创造了前提条件。还对恶劣天气条件下断路器、隔离开关失真图像的恢复做了初步研究与探索。通过国内某500kV智能变电站的实际工程验证了所提出方法的有效性和高效性。

基于激光定位的变电站智能巡检机器人导航系统设计

导航和定位是变电站智能巡检机器人完全自主运行的关键,针对巡检机器人现有导航定位方式的不足,将激光定位技术应用于巡检机器人导航,设计了巡检机器人激光导航系统,详细介绍了系统的软硬件结构及实现方法,并在室外环境下对导航系统进行了实验测试;实验结果表明,巡检机器人运行平稳,具有较高的导航控制精度;实验中机器人的运行轨迹重合度较好,直线运行时运动轨迹与路径横向垂直偏差在±15mm以内,航向偏差可控制在±1.5°左右。

变电站巡检机器人GPS导航研究

针对变电站巡检机器人磁轨迹导航方式的不足,将高精度差分GPS定位应用于巡检机器人导航,对GPS导航系统组成结构和原理进行了论述,并在变电站现场对巡检机器人GPS导航系统进行了测试,探讨了GPS导航在变电站环境中受干扰的特点与原因。

变电站智能巡检机器人散热系统分析

主要通过探讨热量传递中热传导、对流传热和辐射传热三种热量传递类型、分析不同类型热量传递的性质,研究热量传递与热量散发之间的相应关系,同时结合变电站智能巡检机器人结构特点、工作环境特点等因素,综合分析在巡检机器人中的热量形式来源,以及如何针对不同热量形式采用相应的散热方式,为巡检机器人内部结构布局、防护壳体设计等提出技术解决方案,同时为产品研发、生产管理等环节提供的理论依据,为今后的产品研发和项目管理提供定量的分析依据。

变电站巡检机器人云台设计及动力学仿真

本文针变电站巡检机器人云台结构设计提出解决方案。根据该方案,进行了巡检机器人结构设计和动力学分析,利用三维参数化造型软件Solid Works建立了该云台结构的虚拟样机,利用机械系统动力学仿真软件ADAMS对巡检机器人云台进行了动力学仿真,模拟云台的实际运动状态,通过模拟和分析,寻求巡检机器人云台的合理结构,验证了结构设计的合理性,为部门的管理和决策提供了定量的分析依据。

变电站智能巡检机器人云台控制系统设计

云台是变电站智能巡检机器人中的关键组成部分,针对现有云台产品无法满足现场巡检任务要求这一情况,设计了巡检机器人云台控制系统。首先叙述了整个系统的特点和总体设计方案;进而设计了控制系统的硬件和软件,详细描述了硬件系统各模块的功能特点以及系统软件设计过程中系统功能、控制算法和控制软件三个方面的内容;最后通过实验验证了云台控制系统控制精度良好,云台定位准确,能够满足巡检任务的要求。

高压输电线路除冰机器人机械本体结构的研究

北方输电线路冬季因受冰雪危害引起的供电中断事故严重,修复工作难度大、周期长、停电面积广,是全世界范围内需解决的难点问题。针对高压输电线路覆冰情况,提出了一种线路除冰机器人,由移动机构、除冰刀具、电源系统和控制系统组成,机器人利用固定在前端的三角形刀具的撞击力清除覆冰;驱动轮采用V型结构,适应一定范围的线径,采用的锁紧机构和防倾倒机构,为机器人提供了足够的稳定支撑,有效防止了机器人激烈碰撞时向后倾斜。该机器人体较小、除冰效率高,可清除厚度20mm的覆冰。

超高压多分裂输电线路巡检机器人研制与开发

针对超高压多分裂输电线路相线间距大、线上障碍物多的特点,介绍了一种全新的输电线路巡检机器人。机器人本体采用前后交错分布的四个轮臂机构,分跨左右两个输电导线上,可直接压过防震锤,自主跨越间隔棒、线夹、绝缘子串等障碍物;根据线路环境和方案分析,给出一个巡检机器人总体结构,并在实验室内进行验证。实验线路上的运行表明,机器人较好地实现了自主巡线,能够完成规定的巡检任务。

基于变电站巡检机器人的超声波检测系统的设计与实现

本文研究开发了一种基于变电站巡检机器人的多超声传感器采集系统。系统选用一体化超声传感器,以单片机为控制器,设计了超声波的发射和接收电路,完成了与机器人工控机的通信,并完成了相应的软件程序设计。考虑到变电站的强电磁环境对电子设备的干扰影响,在电路设计上采用大量的滤波电路,提高了系统的抗干扰能力,实现了测量的实时性和准确性。变电站环境应用表明:该系统运行稳定,具有较高的测量精度,对变电站巡检器人在变电站中的应用具有重要意义。

变电站巡检机器人虚拟样机系统开发及其研究

利用计算机虚拟环境,将复杂的巡检机器人研发模型真实地展现在设计者面前,并提供与实际情况十分接近的运动学仿真测试。使用软件可以真实地展示产品研发过程中每个环境遇到的问题,并能及时的提出解决方案,缩短产品的研发周期和生产成本,为部门的管理和决策提供了定量的分析依据。

玻璃钢技术在变电站巡检机器人中的应用研究

本文对变电站巡检机器人防护外壳设计提出解决方案,将玻璃钢技术引入了巡检机器人系统。通过针对玻璃钢技术的发展概述、玻璃钢产品的特性分析,玻璃钢产品结构设计中问题的讨论,验证了玻璃钢技术在变电站巡检机器人中应用的可行性,并以此作为基础,为防护外壳结构调整提供充实的实践依据。

变电站巡检机器人GPS导航系统设计

针对变电站巡检机器人磁轨迹导航的不足,将高精度差分GPS导航作为磁轨迹导航的替代导航方式,对导航系统的组成结构和工作原理进行了论述,并以AS-RF机器人平台为基础详细介绍了导航控制系统各软件模块的实现过程,为巡检机器人GPS导航系统的进一步开发应用做好了准备。

采用图像摄影的输电线路弧垂测量方法

输电线路的弧垂和对地距离是线路设计和运行的主要指标,其准确测量对线路的运行安全具有极其重要的意义。结合图像处理和摄影测量技术,提出一种新的输电线路弧垂测量方法。根据无人机载数据采集系统针对同一段输电线路,在不同拍摄位置和角度拍摄传回的多张现场照片,利用平滑滤波、边缘检测和边界追踪相结合的图像分割算法识别出照片中弧垂特征点,并利用立体像对前方交会算法推导对应弧垂点的实际坐标值,进而实现对输电线路弧垂和对地距离的准确测量。与现场激光测距仪实测结果相比较,新测量方法平均误差率<1.3%,最大误差率<2.8%,证明该方法正确有效,满足实际应用的需要。

一种变物距的自动对焦方法

针对像距无法改变的特定环境,提出了一种变物距的自动对焦方法。首先通过设置标志矩形,采用SUSAN算法中的角点获取算法,取得对焦窗口;其次建立对焦窗口转换函数,使不同物距下的对焦窗口包括相同的成像信息;最后使用能量梯度对焦评价函数,取得最佳对焦位置。实验表明,该系统适用于像距无法改变的环境,并且具有良好的自动对焦精度、速度以及鲁棒性。

弹性波在高压输电线中的传播特性

采用压电陶瓷设计了一种适用于高压输电线结构健康监测的传感器,分析了该传感器在输电线表面激励弹性波,得到了弹性波在输电线中的传播特性。利用Gabor小波变换计算传感信号到达时间的原理,试验得到了弹性波在输电线中传播的群速度频散曲线。结果表明,在低频段(低于30kHz)时,弹性波在输电线中的传播模态比较简单,适合用于结构健康监测。通过弹性波在输电线中的衰减试验,得到了信号峰值随传播距离的衰减曲线以及激励信号频率与信号峰值之间的关系曲线,得到弹性波在输电线中按照指数规律衰减。

图像旋转算法的分析与对比

为提高图像旋转补偿算法的效率,需要研究合理的空间变换方法,通过分析直接法、三步法和累加法的基本原理和计算复杂性,比较了三种方法的计算效率。实验表明,累加法减少了图像旋转中大量的浮点运算以及取整运算,可以在保证旋转质量的前提下,使图像旋转的平均处理速度明显提高。

基于高分辨率相机的目标跟踪系统的设计与实现

利用高帧频和高分辨率的数字相机作为系统的输入,采用DSP和FPGA以及大容量缓存的硬件架构,通过FPGA的逻辑编程灵活调配系统的资源,将图像采集、图像预处理、图像跟踪、图像显示等功能合理分配至各个硬件单元,提高了图像跟踪系统对小目标的跟踪精度。经实验验证,各个功能单元达到预期效果。基于Carema Link接口的图像跟踪系统具有图像分辨率高、跟踪带宽高的特点。

宽周边视视网膜皮层映射的核磁共振研究(英文)

目的:人类视觉皮层的组织方式是视网膜皮层映射组织,先前研究已经证实视觉皮层在中心视采用这种组织方式,本文主要研究宽周边视的视觉皮层组织方式。方法:本文采用一种可以在核磁共振室中使用的光纤设备,设计了30度、40度、50度、60度的类圆环block刺激,使用1.5T的功能性核磁共振仪器,T1高分辨率图像分辨率为1*1*5.5mm,T2加权图像分辨率为4*4*5.5mm,TR反应时间为6秒,矩阵大小为64*64。核磁共振数据分析使用了SPM2和Brain voyager软件。结果:通过对试验者的数据处理分析,周边视的刺激的反应区域在枕叶上,主要分布在枕叶的前部,刺激反应区域随着偏心率的增大而沿着距状沟从距状沟的后部向前部移动。结论:周边视的视网膜皮层映射组织特性和中心视的特性非常相似。