一种水电站分区智能巡检系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水电站分区智能巡检系统及方法。该系统包括调控后台和多个分区机器人，分区机器人包括多适应性底盘、无线组网装置、检测装置和控制器；多适应性底盘用于移动，扫描环境地标，在控制器的数据匹配下实现定位，同时探测环境障碍物，在控制器的控制下避障移动或停止移动；全部分区机器人之间通过无线组网装置自组网，且通过无线组网装置与调控后台实现双向信息交互；检测装置检测水电站内的设备及坝体而生成检测数据传输至控制器；控制器上传检测数据、定位数据、障碍数据至调控后台，并接收调控后台的控制指令。本发明专利技术改变了水电厂现有的运维巡检模式，提高了水电厂日常工作效率，推进水电厂自动化、信息化和智能化改造。

A zoning intelligent inspection system and method for Hydropower Station

The invention discloses an intelligent inspection system and method for the zoning of a hydropower station. The system includes a plurality of partitions and the background control robot, robot chassis, including multi partition adaptive wireless network device, a detection device and a controller; adaptive chassis for mobile environment, scan landmarks, locate in the controller, data, and detection of environment, under the control of the controller to move or stop moving obstacle avoidance; all the partition between the robot through wireless ad hoc network device, and through the wireless network device and control the background to achieve two-way interactive information; detecting device of hydropower station dam equipment and generate a detection data to the controller controller; upload test data, location data, obstacle data to the regulatory background, and receives the control command control background. The invention changes the existing operation and maintenance inspection mode of hydropower plants, improves the daily work efficiency of hydropower plants, and promotes the transformation of automation, informatization and intellectualization of hydropower plants.

【技术实现步骤摘要】
一种水电站分区智能巡检系统及方法
本专利技术涉及水电站巡检
，尤其涉及一种水电站分区智能巡检系统及方法。
技术介绍
随着发电行业技术发展，建设“智慧型电厂”是电厂发展大趋势，所谓智慧型电厂主要指以物理电厂为基础，在现有技术、管理水平的基础上，通过对局部或各分系统的科技含量和管理内涵等资源进行深入挖掘和全面梳理后，用系统性理论和新技术应用配置最优的理念，重新对内部资源应用价值再认识、再整合，并融合现代先进技术和先进管理所形成的新型电厂。设备隐患会对水电厂的安全稳定运行构成威胁，目前常用的应对方法是依靠巡视人员到现场对设备进行巡检，这种传统的方法存在巡检不及时、人身安全风险、人力需求量大等问题。此外，水电厂发电机及其辅机的噪声，水轮机层可燃及有害气体，台风、雷雨及高温天气时坝顶、开关站设备等室外设备巡检，有可能对运维人员造成伤害。水电厂现有的设备状态监测系统、视频监控系统等存在着局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服目前由人工对水电站进行巡检，存在巡检不及时、人身安全风险、人力需求量大的技术问题，提供了一种水电站分区智能巡检系统及方法，其采用机器人对水电站进行自动巡检，保证巡检能够按时进行，消除了人身安全风险，减轻了人力需求，提高了水电厂巡检效率。为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术的一种水电站分区智能巡检系统，包括调控后台和多个分区机器人，所述分区机器人包括多适应性底盘、无线组网装置、检测装置和控制器；所述多适应性底盘用于分区机器人的移动，且在移动过程中，扫描环境地标并生成环境地标数据传输至控制器以在控制器的数据匹配下生成定位数据实现定位，同时探测环境障碍物并生成障碍数据传输至控制器以在控制器的控制下避障移动或停止移动；分区机器人之间通过所述无线组网装置自组网形成无线局域网络，且通过所述无线组网装置与调控后台实现双向信息交互；所述检测装置用于检测水电站内的设备及坝体，并生成检测数据传输至控制器；所述控制器上传所述检测数据、定位数据、障碍数据至所述调控后台，并接收所述调控后台的控制指令。在本技术方案中，水电站被分为多个区域，每个区域至少设置一分区机器人，每个分区机器人负责巡检所在的水电站区域。全部分区机器人之间通过各自的无线组网装置自组网形成无线局域网络，且通过无线组网装置与调控后台实现双向信息交互。每个分区机器人巡检时，通过多适应性底盘进行移动，在移动过程中，多适应性底盘扫描环境地标并生成环境地标数据传输至控制器以在控制器的数据匹配下生成定位数据实现定位，同时探测环境障碍物并生成障碍数据传输至控制器以在控制器的控制下避障移动或停止移动；当分区机器人移动到需检测的水电站内的设备、坝体处时，通过检测装置检测水电站内的设备、坝体，生成检测数据传输至控制器；控制器通过无线局域网络上传检测数据、定位数据、障碍数据至调控后台。调控后台根据每个分区机器人上传的检测数据判断对应水电站区域内的设备、坝体是否存在安全隐患。作为优选，所述多适应性底盘包括：移动底盘，安装于所述分区机器人的底部，用于在所述控制器的控制下进行移动；三维激光雷达，可水平旋转地设置于所述移动底盘上，不断旋转扫描水电站中布置的各个定标物件，并实时生成相应的环境地标数据，上传至所述控制器；超声波雷达，朝向前方地设置于所述移动底盘上，在移动过程中不断发出探测信号，根据回波信号判断前方是否存在环境障碍物，在探测到环境障碍物时生成障碍数据，上传至所述控制器。作为优选，所述一种水电站分区智能巡检系统还包括设置在每个水电站分区内的多个定标物件。每个分区机器人预先通过在各自分区内移动，存储环境中所有定标物件在一全局坐标系下的坐标值形成预设的分区地图。作为优选，所述多适应性底盘还包括碰撞传感器，设置于所述移动底盘上，在分区机器人与环境障碍物产生碰撞时产生碰撞信号传输至所述控制器。作为优选，所述检测装置包括摄像设备、拾音设备和有毒燃气体检测设备；所述摄像设备拍摄水电站内的设备及坝体生成高清图像并通过控制器传输至调控后台，所述调控后台实时处理高清图像，并根据高清图像中的边缘信息检测设备裂缝、水位高度及坝体裂缝信息；所述拾音设备拾取水电站内的设备的音频，将音频数据通过控制器传输至调控后台，所述调控后台实时处理音频数据，并检测是否有异常音频数据；所述有毒易燃气体检测设备检测水电站内的水轮机层是否具有有毒气体或易燃气体，将检测结果通过控制器传输至调控后台。本专利技术的一种水电站分区智能巡检方法，用于上述的一种水电站分区智能巡检系统，包括以下步骤：全部分区机器人之间通过各自的无线组网装置自组网形成无线局域网络，且通过无线组网装置与调控后台实现双向信息交互，水电站分为多个区域，每个区域至少设置一分区机器人，分区机器人负责巡检所在的水电站区域；每个分区机器人巡检时，通过多适应性底盘进行移动，在移动过程中，多适应性底盘扫描环境地标并生成环境地标数据传输至控制器以在控制器的数据匹配下生成定位数据实现定位，同时探测环境障碍物并生成障碍数据传输至控制器以在控制器的控制下避障移动或停止移动；当分区机器人移动到需检测的水电站内的设备、坝体处时，通过检测装置检测水电站内的设备、坝体，生成检测数据传输至控制器；控制器通过无线局域网络上传检测数据、定位数据、障碍数据至调控后台；调控后台根据每个分区机器人上传的检测数据判断对应水电站区域内的设备、坝体是否存在安全隐患。作为优选，控制器内预存有自动模式和遥控模式；调控后台下发切换控制指令以控制控制器在自动模式和遥控模式之间切换；在遥控模式下，调控后台下发运行控制指令至控制器，以控制分区机器人相应地移动并检测；在自动模式下，控制器根据预设轨迹控制分区机器人进行移动并检测。作为优选，控制器从遥控模式切换至自动模式时，扫描周边定标物件；当在预设范围内扫描到的位于预设轨迹上的定标物件时，控制器控制分区机器人移动至其中最近的定标物件定位的位置处，否则，控制器切换为遥控模式并上传重定位请求信息。作为优选，每个分区机器人作为一个无线节点，通过无线组网装置定期向各相邻分区机器人发送测试信号；当某一分区机器人收到的一相邻分区机器人发送的连续两次测试信号发生变化或持续一定时间未收到一相邻分区机器人发送的测试信号时，上传关于该相邻分区机器人的告警信息。可以在一无线节点发生故障时，通过测试信号的变化或停止发送，而使得相邻无线节点获知该无线节点的发生故障的情况，向调试后台上传告警信息，使得调试后台可以获知该无线节点的发生故障信息及对其进行定位，从而可以及时进行检修。本专利技术的有益效果是：通过分区域设置不同分区机器人进行巡检，不同区域由于设备会存在一些差异，因而分区机器人可以根据分工进行相应的检测装置配置，调控后台对于不同分区机器人的检测数据处理也更具目的性，提高巡检的效率；分区机器人各自作为节点，通过无线组网装置组成一个无线局域网络，相邻节点间可以通过对方来反馈状态信息至调控后台，可对节点故障实现监控定位；通过多适应性底盘可以实现完整环境无死角扫描、障碍物智能感知，机器人可在复杂、狭窄等未知环境精准定位，完成高精度、高可靠性通行。附图说明图1是本专利技术的水电站分区智能巡检系统的结构框图；图2是分区机器人的电路原理连接框图；图3是本专利技术的水电站分区智能巡检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水电站分区智能巡检系统，其特征在于，包括调控后台（1）和多个分区机器人（2），所述分区机器人（2）包括多适应性底盘（22）、无线组网装置（24）、检测装置（23）和控制器（21）；所述多适应性底盘（22）用于分区机器人（2）的移动，且在移动过程中，扫描环境地标并生成环境地标数据传输至控制器（21）以在控制器（21）的数据匹配下生成定位数据实现定位，同时探测环境障碍物并生成障碍数据传输至控制器（21）以在控制器（21）的控制下避障移动或停止移动；分区机器人（2）之间通过所述无线组网装置（24）自组网形成无线局域网络，且通过所述无线组网装置（24）与调控后台（1）实现双向信息交互；所述检测装置（23）用于检测水电站内的设备及坝体，并生成检测数据传输至控制器（21）；所述控制器（21）上传所述检测数据、定位数据、障碍数据至所述调控后台（1），并接收所述调控后台（1）的控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种水电站分区智能巡检系统，其特征在于，包括调控后台（1）和多个分区机器人（2），所述分区机器人（2）包括多适应性底盘（22）、无线组网装置（24）、检测装置（23）和控制器（21）；所述多适应性底盘（22）用于分区机器人（2）的移动，且在移动过程中，扫描环境地标并生成环境地标数据传输至控制器（21）以在控制器（21）的数据匹配下生成定位数据实现定位，同时探测环境障碍物并生成障碍数据传输至控制器（21）以在控制器（21）的控制下避障移动或停止移动；分区机器人（2）之间通过所述无线组网装置（24）自组网形成无线局域网络，且通过所述无线组网装置（24）与调控后台（1）实现双向信息交互；所述检测装置（23）用于检测水电站内的设备及坝体，并生成检测数据传输至控制器（21）；所述控制器（21）上传所述检测数据、定位数据、障碍数据至所述调控后台（1），并接收所述调控后台（1）的控制指令。2.根据权利要求1所述的一种水电站分区智能巡检系统，其特征在于，所述多适应性底盘（22）包括：移动底盘（221），安装于所述分区机器人（2）的底部，用于在所述控制器（21）的控制下进行移动；三维激光雷达（222），可水平旋转地设置于所述移动底盘（221）上，不断旋转扫描水电站中布置的各个定标物件，并实时生成相应的环境地标数据，上传至所述控制器（21）；超声波雷达（223），朝向前方地设置于所述移动底盘（221）上，在移动过程中不断发出探测信号，根据回波信号判断前方是否存在环境障碍物，在探测到环境障碍物时生成障碍数据，上传至所述控制器（21）。3.根据权利要求1所述的一种水电站分区智能巡检系统，其特征在于，还包括设置在每个水电站分区内的多个定标物件。4.根据权利要求2所述的一种水电站分区智能巡检系统，其特征在于，所述多适应性底盘（22）还包括碰撞传感器（224），设置于所述移动底盘（221）上，在分区机器人（2）与环境障碍物产生碰撞时产生碰撞信号传输至所述控制器（21）。5.根据权利要求1所述的一种水电站分区智能巡检系统，其特征在于，所述检测装置（23）包括摄像设备（231）、拾音设备（232）和有毒燃气体检测设备（233）；所述摄像设备（231）拍摄水电站内的设备及坝体生成高清图像并通过控制器（21）传输至调控后台（1），所述调控后台（1）实时处理高清图像，并根据高清图像中的边缘信息检测设备裂缝、水位高度及坝体裂缝信...

【专利技术属性】
技术研发人员：包震洲，张长伟，李文清，汤建勋，束炳芳，王泽伟，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司紧水滩水力发电厂，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33