[发明专利]一种高压线路巡检机器人的找线装置及自主找线控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力设备领域，涉及到一种巡检机器人的找线装置及自主找线控制方法，尤其涉及一种高压输电线巡检机器人的手眼视觉找线装置及自主找线控制方法。

背景技术

沿输电线行驶的跨越越障型机器人是巡检机器人的一个重要分支，在输电运营企业也展开了应用。随着跨越越障型巡检机器人研究的深入，提高机器人自主运行能力、增强机器人运行安全性、降低人工操作复杂度等是跨越越障型巡检机器人研究的重点内容。自动越障是跨越越障型机器人运动控制研究的重点内容，也是机器人自主运行能力体现的重要环节。轮臂复合式机器人沿地线行驶，线路上金具（防震锤、悬垂线夹、接地线、避雷线等）成为阻挡其行驶的障碍，机器人将通过调整双臂位置和姿态（位姿），使其中一个机械臂脱离地线并跨越障碍物，然后再使离线机械臂（离线臂）重新找线，完成跨越越障。离线臂的找线控制是自动越障研究中的一项关键技术。

目前国内外研究主要有基于接近传感器、电磁传感器方法。其中基于电磁传感器的机器人手臂与相线位姿判定方法不具有普遍性，只能够在导线上应用，而且当停电检修是，电磁传感器也发挥不了导航的作用。并且基于接近传感器和电磁传感器均采用非接触式传感器获取输电线与手臂的相对位姿关系，根据调整机器人运动机构完成找线，这些方法均利用局部信息，可靠性和稳定性易受到外界环境的干扰，会产生伪真信息，缺乏直观性。

发明内容

本发明主要是解决现有技术存在的问题，提供了一种高压线路巡检机器人手眼视觉的找线装置，并提出了通过手眼视觉的巡检机器人自主找线控制方法。

本发明的装置所采用的技术方案是：一种高压线路巡检机器人的找线装置，安装在高压线路巡检机器人上，其特征在于，包括：奇臂伸缩机构、奇臂夹紧机构、奇臂激光传感器、奇臂行走轮、奇臂手眼摄像头、导线、奇臂压紧机构、奇臂回转机构、巡检机器人控制箱、图像处理控制器、机械运动控制器、偶臂回转机构、偶臂伸缩机构、偶臂压紧机构、偶臂夹紧机构、偶臂行走轮、奇臂、偶臂、偶臂手眼摄像头和偶臂激光传感器；

所述的奇臂与偶臂反对称安装在巡检机器人两侧；

所述的奇臂手眼摄像头和奇臂激光传感器分别左右独立安装在所述的奇臂的顶端，所述的偶臂手眼摄像头和偶臂激光传感器分别左右独立安装在所述的偶臂的顶端；所述的奇臂行走轮和偶臂行走轮分别独立安装在所述的奇臂和偶臂的顶端；

所述的奇臂行走轮和偶臂行走轮可转动地架设在所述的导线上，所述的奇臂压紧机构和偶臂压紧机构分别独立设置于所述的奇臂和偶臂的内一侧，与所述的奇臂行走轮和偶臂行走轮对应的布置在导线的下端与上端；

所述的奇臂夹紧机构和偶臂夹紧机构分别独立设置在所述的奇臂和偶臂的顶端，位于所述的导线上端；

所述的奇臂回转机构和偶臂回转机构分别独立安装在所述的奇臂和偶臂的底端；所述的奇臂伸缩机构和偶臂伸缩机构分别独立设置在所述的奇臂和偶臂的臂内；

所述的图像处理控制器、机械运动控制器均设置于巡检机器人控制箱内部；

所述的奇臂伸缩机构、奇臂夹紧机构、奇臂激光传感器、奇臂手眼摄像头、奇臂压紧机构、奇臂回转机构、图像处理控制器、机械运动控制器、偶臂回转机构、偶臂伸缩机构、偶臂压紧机构、偶臂夹紧机构、偶臂手眼摄像头和偶臂激光传感器均由巡检机器人提供动力。

作为优选，所述的奇臂手眼摄像头和奇臂激光传感器与所述的奇臂行走轮的中心面位于同一平面，所述的偶臂手眼摄像头和偶臂激光传感器与所述的偶臂行走轮的中心面位于同一平面。

作为优选，所述的奇臂行走轮的中心面与所述的奇臂压紧机构的中心面位于同一平面，所述的偶臂行走轮的中心面与所述的偶臂压紧机构的中心面位于同一平面。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种高压线路巡检机器人的自主找线控制方法，首先假定巡检机器人的偶臂为抓线臂，奇臂为离线臂，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：巡检机器人开始找线时，机械运动控制器发送视觉找线控制指令给图像处理控制器，图像处理控制器控制奇臂手眼摄像头实时采集视频信号；

步骤2：图像处理控制器接收到视觉找线控制指令后，控制奇臂手眼摄像头实时采集视频图像信号，并判断：导线是否在奇臂手眼摄像头视野内？

若是，则执行下述的步骤3；

若否，则机械运动控制器控制偶臂回转机构转动，并回转执行所述的步骤2中的控制奇臂手眼摄像头实时采集视频图像信号及判断操作；