一种输电线路螺栓紧固机器人及其控制方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种输电线路螺栓紧固机器人及其控制方法，解决了紧凑型线路杆塔和多回路线路杆塔得到广泛应用，横担间和相间距离越来越小，给人工带电作业的安全性带来了新的难题，加上带电检修技术人材的严重匮乏，高空作业对作业人员体力的高要求，极大地制约了带电作业的及时、高效进行，影响了供电的可靠性的技术问题。本发明专利技术实施例的一种输电线路螺栓紧固机器人包括图像处理单元、计算单元和第一移动单元。

Transmission line bolt fastening robot and control method thereof

The embodiment of the invention discloses a transmission line bolt fastening robot and its control method, solved the compact transmission line tower and multi loop towers are widely used, the distance between the cross arm and with more and more small, has brought a new challenge to the safety of artificial live working, plus a serious shortage of technical personnel charged maintenance high altitude operation requirements, to the operator manual, which has greatly restricted the live working timely, efficient, affects the reliability of power supply of technical problems. The invention relates to a transmission line bolt fastening robot, which comprises an image processing unit, a calculating unit and a first moving unit.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统高压带电作业自动化领域，尤其涉及一种输电线路螺栓紧固机器人及其控制方法。
技术介绍
高压输电线路通常使用各类螺栓来进行输电设备的接引以及设备间的连接，由于线路随风舞动并承受热应力,连接螺栓常常变得松动,需要及时紧固。带电进行螺栓紧固，是提高电网供电可靠性的重要保障，但也是一项艰苦而危险的工作。随着电网的不断发展，紧凑型线路杆塔和多回路线路杆塔得到广泛应用，横担间和相间距离越来越小，给人工带电作业的安全性带来了新的难题，加上带电检修技术人材的严重匮乏，高空作业对作业人员体力的高要求，极大地制约了带电作业的及时、高效进行，影响了供电的可靠性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种输电线路螺栓紧固机器人及其控制方法，解决了紧凑型线路杆塔和多回路线路杆塔得到广泛应用，横担间和相间距离越来越小，给人工带电作业的安全性带来了新的难题，加上带电检修技术人材的严重匮乏，高空作业对作业人员体力的高要求，极大地制约了带电作业的及时、高效进行，影响了供电的可靠性的技术问题。本专利技术实施例提供的一种输电线路螺栓紧固机器人的控制方法，包括：S1：对机械手末端的螺栓紧固套筒中央的微型摄像头采集的图像进行预处理和螺栓边缘拟合和定位，得到螺栓中心预估位置；S2：根据所述螺栓中心预估位置，计算出所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息；S3：接收所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息，调整机械手的旋转关节和伸缩关节，使得机械手末端的带有微型摄像头的螺栓紧固套筒与螺栓卡准与紧固螺栓。优选地，所述步骤S1之前还包括：S0：移动到即停工作参考点后，通过机械手末端的螺栓紧固套筒中央的微型摄像头进行对螺栓由左向右、由下向上模式的扫描，对螺栓进行采集图像。优选地，所述步骤S0之前还包括：接收预先设定的即停工作参考点，移动到所述即停工作参考点。优选地，所述步骤S1具体包括：S11：对机械手末端的微型摄像头采集的图像进行双边滤波；S12：通过将双边滤波后的图像的直方图变换为均匀分布的形式，增加图像像素值的动态范围，检测水平、垂直、+45°、-45°四个方向上的螺栓边缘图像；S13：将水平、垂直、+45°、-45°四个方向上的螺栓边缘图像整合出图像的边缘；S14：对整合后的图像的边缘进行直线检测，获取一组直线群；S15：计算所述直线群中两两直线的交点；S16：在所述直线群中两两直线的交点处作夹角平分线，获取一组角平分线；S17：计算所述角平分线中两两之间的交点；S18：获取所述角平分线中两两之间的交点聚集的区域，若所述区域中交点对应的相邻直线的交点均匀分布在同一个圆周上，则以该交点为螺栓顶点，拟合出六边形螺栓边缘，得到螺栓中心预估位置，否则返回所述步骤S0。优选地，所述步骤S2具体包括：根据所述螺栓中心预估位置，计算出所述螺栓中心预估位置相对于机器人本体中心的夹角和距离，通过所述螺栓中心预估位置相对于机器人本体中心的夹角和距离，计算出所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息。本专利技术实施例中提供的一种输电线路螺栓紧固机器人，包括：图像处理单元，用于对机械手末端的螺栓紧固套筒中央的微型摄像头采集的图像进行预处理和螺栓边缘拟合和定位，得到螺栓中心预估位置；计算单元，用于根据所述螺栓中心预估位置，计算出所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息；第一移动单元，用于接收所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息，调整机械手的旋转关节和伸缩关节，使得机械手末端的带有微型摄像头的螺栓紧固套筒与螺栓卡准与紧固螺栓。优选地，还包括：图像采集单元，用于移动到即停工作参考点后，通过机械手末端的螺栓紧固套筒中央的微型摄像头进行对螺栓由左向右、由下向上模式的扫描，对螺栓进行采集图像。优选地，还包括：第二移动单元，用于接收预先设定的即停工作参考点，移动到所述即停工作参考点；优选地，所述图像处理单元具体包括：双边滤波子单元，用于对机械手末端的微型摄像头采集的图像进行双边滤波；边缘检测子单元，用于通过将双边滤波后的图像的直方图变换为均匀分布的形式，增加图像像素值的动态范围，检测水平、垂直、+45°、-45°四个方向上的螺栓边缘图像；整合子单元，用于将水平、垂直、+45°、-45°四个方向上的螺栓边缘图像整合出图像的边缘；直线检测子单元，用于对整合后的图像的边缘进行直线检测，获取一组直线群；第一计算子单元，用于计算所述直线群中两两直线的交点；角平分子单元，用于在所述直线群中两两直线的交点处作夹角平分线，获取一组角平分线；第二计算子单元，用于计算所述角平分线中两两之间的交点；拟合子单元，用于获取所述角平分线中两两之间的交点聚集的区域，若所述区域中交点对应的相邻直线的交点均匀分布在同一个圆周上，则以该交点为螺栓顶点，拟合出六边形螺栓边缘，得到螺栓中心预估位置，否则继续通过图像采集单元对螺栓进行采集图像。优选地，所述计算单元具体包括：第三计算子单元，用于根据所述螺栓中心预估位置，计算出所述螺栓中心预估位置相对于机器人本体中心的夹角和距离；第四计算子单元，用于通过所述螺栓中心预估位置相对于机器人本体中心的夹角和距离，计算出所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例中提供的一种输电线路螺栓紧固机器人及其控制方法，其中一种输电线路螺栓紧固机器人的控制方法包括：S1：对机械手末端的螺栓紧固套筒中央的微型摄像头采集的图像进行预处理和螺栓边缘拟合和定位，得到螺栓中心预估位置；S2：根据所述螺栓中心预估位置，计算出所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息；S3：接收所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息，调整机械手的旋转关节和伸缩关节，使得机械手末端的带有微型摄像头的螺栓紧固套筒与螺栓卡准与紧固螺栓。通过对机械手末端的螺栓紧固套筒中央的微型摄像头采集的图像进行预处理和螺栓边缘拟合和定位，得到螺栓中心预估位置；根据所述螺栓中心预估位置，计算出所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息；接收所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息，调整机械手的旋转关节和伸缩关节，使得机械手末端的带有微型摄像头的螺栓紧固套筒与螺栓卡准与紧固螺栓，解决了紧凑型线路杆塔和多回路线路杆塔，横担间和相间距离越来越小，给人工带电作业的安全性带来了新的难题，加上带电检修技术人材的严重匮乏，高空作业对作业人员体力的高要求，极大地制约了带电作业的及时、高效进行，影响了供电的可靠性的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例中提供的一种输电线路螺栓紧固机器人的控制方法的一个实施例的流程示意图；图2为本专利技术实施例中提供的一种输电线路螺栓紧固机器人的控制方法的另一个实施例的流程示意图；图3为本专利技术实施例中提供的一种输电线路螺栓紧固机器人的一个实施例的结构示意图；图4为本专利技术实施例中提供的一种输电线路螺栓紧固机器人的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路螺栓紧固机器人的控制方法，其特征在于，包括：S1：对机械手末端的螺栓紧固套筒中央的微型摄像头采集的图像进行预处理和螺栓边缘拟合和定位，得到螺栓中心预估位置；S2：根据所述螺栓中心预估位置，计算出所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息；S3：接收所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息，调整机械手的旋转关节和伸缩关节，使得机械手末端的带有微型摄像头的螺栓紧固套筒与螺栓卡准与紧固螺栓。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路螺栓紧固机器人的控制方法，其特征在于，包括：S1：对机械手末端的螺栓紧固套筒中央的微型摄像头采集的图像进行预处理和螺栓边缘拟合和定位，得到螺栓中心预估位置；S2：根据所述螺栓中心预估位置，计算出所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息；S3：接收所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息，调整机械手的旋转关节和伸缩关节，使得机械手末端的带有微型摄像头的螺栓紧固套筒与螺栓卡准与紧固螺栓。2.根据权利要求1所述的输电线路螺栓紧固机器人的控制方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：S0：移动到即停工作参考点后，通过机械手末端的螺栓紧固套筒中央的微型摄像头进行对螺栓由左向右、由下向上模式的扫描，对螺栓进行采集图像。3.根据权利要求2所述的输电线路螺栓紧固机器人的控制方法，其特征在于，所述步骤S0之前还包括：接收预先设定的即停工作参考点，移动到所述即停工作参考点。4.根据权利要求3所述的输电线路螺栓紧固机器人的控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：S11：对机械手末端的微型摄像头采集的图像进行双边滤波；S12：通过将双边滤波后的图像的直方图变换为均匀分布的形式，增加图像像素值的动态范围，检测水平、垂直、+45°、-45°四个方向上的螺栓边缘图像；S13：将水平、垂直、+45°、-45°四个方向上的螺栓边缘图像整合出图像的边缘；S14：对整合后的图像的边缘进行直线检测，获取一组直线群；S15：计算所述直线群中两两直线的交点；S16：在所述直线群中两两直线的交点处作夹角平分线，获取一组角平分线；S17：计算所述角平分线中两两之间的交点；S18：获取所述角平分线中两两之间的交点聚集的区域，若所述区域中交点对应的相邻直线的交点均匀分布在同一个圆周上，则以该交点为螺栓顶点，拟合出六边形螺栓边缘，得到螺栓中心预估位置，否则返回所述步骤S0。5.根据权利要求4所述的输电线路螺栓紧固机器人的控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：根据所述螺栓中心预估位置，计算出所述螺栓中心预估位置相对于机器人本体中心的夹角和距离，通过所述螺栓中心预估位置相对于机器人本体中心的夹角和距离，计算出所述机械手旋转关节的角度信息和伸缩关节的缩进量信息。6.一种输电线路螺栓紧固机器人，其特征在于，包括：图像处理单元，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟力强，樊绍胜，王伟，钟飞，李文胜，林介东，聂铭，李若云，杨迪，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44