[发明专利]一种变电站巡检机器人系统及其避障方法

说明书

本发明公开了一种变电站巡检机器人系统，该机器人包括有巡检小车、用于实时检测电场或磁场强度的场强传感器、用于获取实时图像的图像采集器、以及用于分析巡检小车实时位姿、为巡检小车作出路径规划的控制中心；场强传感器与图像传感器均搭载在巡检小车上，并与巡检小车连接；巡检小车、场强传感器以及图像传感器均与控制中心交互。本发明还公开了一种变电站巡检机器人系统的巡检方法，相比于现有技术，在本发明当中提供的巡检系统及方法以图像处理与场强检测相结合的手段，适配变电站中构件多、电力设备周围存在电场或磁场干扰的具体情况，为巡检小车避障提供安全有效、多维度的决策依据，保证巡检小车无人化自动巡检过程顺利进行。

技术领域

本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种面向变电站的电力设备自动巡检机器人。

背景技术

变电站中设置多种电力设备，电力部门需按期对其例行巡检，检查每一电力设备的运行情况，以确保每一设备均正常工作，并及时发现其中潜在的安全隐患。

在现有的电力体制下，电力部门主要依靠运维人员以人力巡检的形式完成变电站例行巡检工作。但是值得注意的是，以人力巡检的方式实现对变电站中电力设备的检查、记录、维护等作业时，由于现场作业工作量大、人工巡检效率较低、人力资源要求高、专业人才缺口大、巡检结果易受巡检员自身工作素质影响等因素，人力巡检难以取得理想的电力设备例行检查效果。

现有技术中存在以机器人对变电站中的电力设备进行巡检的技术方案，以申请号为“CN201110216728.4”的中国专利申请文件为例，在该专利申请文件中即提出一种变电站智能机器人巡检系统及巡检方法，其中的巡检系统即包括有包括监控中心，监控中心与至少一个变电站的站级机器人智能巡检系统通过网络连接；各站级机器人智能巡检系统包括至少一个基站，同时在变电站内还设有环境信息采集子系统以及安装在变电站内各个需要监控设备处的固定点辅助监控子系统，智能巡检机器人上设有智能巡检机器人下位机，智能巡检机器人下位机还与检测单元连接，检测单元包括红外检测单元和紫外检测单元，紫外检测单元包含紫外视频服务器和紫外检测装置。

由于设置在变电站内的电力设备往往承担较大功率，其在正常工作过程中也将不可避免地在其周围空间中产生对应的电场或磁场，且电力设备上流过的电流越大、越靠近设备，电场或磁场越强，因此对于上述专利申请文件中提供的智能机器人而言，将其应用到具体的变电站中时，如机器人本身过于靠近电力设备，不仅其与上位机之间的通讯将受电场或磁场干扰无法正常连接，其内部电子器件也将受电场或磁场影响难以正常工作，但根据上述专利申请文件的记载，其检测单元中仅包括红外检测单元和紫外检测单元，并不具备检测电场或磁场并进一步躲避电场或磁场避免受到干扰的能力。

上述缺陷普遍存在现有的应用与变电站自动巡检的机器人系统中，对于本领域技术人员而言，如何对机器人进行改进，使其在投放到具体的变电站中执行电力设备自动巡检任务时，能在自主避开有形的障碍物、避免碰撞的同时，还能避免变电站中各个电力设备周围的电场或磁场对机器人的通讯及其自身工作造成的影响，处理好机器人本身、变电站内的电力设备以及变电站内部环境三者之间的关系，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种变电站巡检机器人系统，该系统以场强传感器与图像采集器并行，以场强传感器获取变电站环境中电力设备在其周围产生的电场或磁场的分布情况、以图像采集器获取变电站环境中有形的构件的分布情况，融合两种情况作出避障决策，充分适应变电站场景中电力设备多、不同电力设备上负载情况不同导致其周围环境中电场或磁场分布情况不确定的特殊情况，为机器人应用到变电站环境中作出巡检工作时能及时有效地作出避障措施、避免有形的构件障碍以及无形的电磁障碍提供更为安全可靠的系统方案。

本发明的另一个目的在于提供一种变电站巡检机器人系统的避障方法，该方法基于其变电站巡检机器人系统，对场强传感器以及图像传感器处获得的信息作出处理，获取到变电站环境中的电场或磁场分布情况、图像传感器获取到变电站环境中的有形构件分布情况后，以其作为避障依据，结合两种依据为巡检小车作出更全面、更稳妥的避障规划。