一种基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法技术

本发明专利技术公开一种基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法，以用于电缆沟巡检的多足仿生机器人为载体的全新的火灾及火灾隐患的侦查和监测的模型方法，解决火灾或火灾隐患的勘察及监测问题，能及时将火灾隐患消灭于萌芽状态，本发明专利技术方法所依附的载体多足巡检机器人可到达浓烟集聚的人不能到达的极限场所完成火灾或火灾隐患的勘察和监测工作从而降低作业人员生命安全风险，具有良好的安全效益和巨大的经济和社会效益。

A method for obstacle detection of cable trench heating defects based on multi legged inspection robot

The invention discloses a method of detecting the heat defect of the cable trench based on the multi foot patrol robot, which is used to detect and monitor the new fire and fire hidden danger of the multi foot bionic robot, which is used for the cable trench inspection. It can solve the problems of the fire or fire hidden danger, and can eliminate the hidden fire danger in time. The multi foot patrol robot which is attached to the method of the invention can reach the limit place where the people of dense smoke can not reach the fire or fire hidden danger, so as to reduce the safety risk of the workers, and have good safety benefits and great economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法
本专利技术属于电缆沟道巡检领域，涉及一种基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法。
技术介绍
电缆线路是输电线路的重要组成部分，随着城市化的发展，电缆线路越来越多，对电缆线路的运行状态巡检关系到电力线路的安全、稳定可靠运行，对用电可靠性、供电企业的安全性和经济性具有十分重要的意义。地下电力电缆隧道因空间狭长，出入口有限，且高压线缆密集，内部可燃物复杂(绝缘材料种类繁多)，发生火灾时高温浓烟极易积聚，对扑救工作造成极大的难度，造成不可估量的损失。国内外在对电缆输电线路的机器人巡检方面已经取得了不少成果，同时也存在不足，表现在：电缆隧道轨道式机器人巡检：需要进行轨道建设、通信覆盖等大量前期工作，遇到火灾、地质塌方等情况时不能使用；电缆隧道轮式以及履带式机器人：对于电缆沟道复杂情况适应性能差，不能越障或者避开横置等电缆障碍物等，受到机器人大小限制、所载运算速度及存储空间限制等，运行动作较慢；没有整合载荷查找故障的模型分析方法及实现方法，很难满足电力需求。例如(1)中国专利文件CN102841604A《面向隧道电缆巡检机器人的轨道系统及测试方法》中给出了一种隧道电缆巡检机器人导轨系统设计方法，其轨道采用悬挂于隧道顶部，轨道本身包含吊杆、T型凹槽导轨、充电线路和通信线路、无线传感器等。由于只采用一对T型凹槽导轨同时承担承重和导向功能，当机器人重负载时导向摩擦增大，需要驱动的力矩增加，此种设备方法对于负重较大采用电池供电的电缆隧道巡检机器人不太实用。同时，导轨中设置了充电线路和通信线路增加的安装维护的工作量。(2)中国专利文件CN103802086A《巡检机器人》也公开了一种驱动行走机构，其技术方案将驱动导向机构设置于轨道外壁两侧，这种设计方法将导向机构暴露在隧道环境中，长期运行机构的清洁维护是一个问题。同时，驱动导向机构只设置了水平导向轮组，对垂直方向的摩擦没有做充分考虑。(3)中国专利文件203186345U《一种电力隧道无线移动视频巡检机器人结构》也公开了一种电缆隧道巡检机器人行走机构，其轨道部分主要结构由中空的铝合金导轨组成，前车架和后车架藏于其中，前驱动轮组和后驱动轮组安装在前车架和后车架，在铝合金导轨的支撑面上行驶。前车架与后车架前后分别装有一对可水平方向上能左右浮动的前导向轮组和后导向轮组。该技术方案的主要问题在于前驱动轮组和后驱动轮组在铝合金导轨的支撑面上行驶，既要起驱动作用，也要起承重作用，从而加重了驱动机构的压力，降低了整个行走机构负载能力。同时，该合金导轨为中空的矩形结构，从结构上而言不够稳固。(4)《基于Pro/E的电缆隧道巡检机器人行走机构设计与仿真》李华雷-《机械传动》-2013针对城市地下隧道电缆不便于人工检测的问题,设计了一种具有较强适应能力的履带式电缆隧道巡检机器人,报告了目前城市地下电缆检测的现状。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法，解决了现有技术中没有在前端机器人进行发热缺陷故障查找分析的问题。为了解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法，包括以下步骤：(1)通过多足机器人携带的红外热成像传感器和高清视频摄像机采集沟道内部的红外视频和可见光视频，并将采集的红外视频和可见光视频实时比对，得到现场电缆多种参数；(2)通过多参数融合技术把多参数关联到一个数学模型中，把电缆本体的固有参数、实时监测到的多个参数以及可设置的权值有机的结合到模型中，通过时间轴进行曲线拟合；(3)通过多个参数的权的设置，可对运行中的不同类型的电缆进行状态发热缺陷分析；(4)通过推理机进行关联参数的综合判断，得到电缆沟道发热现场缺陷模型，并给出状态检修的相关信息。进一步，步骤(1)中红外热成像传感器监测电缆一个面上的温度异常情况，通过红外图像历史数据的比对建立红外图像监测模型，红外图像监测模型与可见光视频比对得到现场电缆多种参数。进一步，步骤(1)得到现场电缆多种参数包括电缆表面温度、空气温度、热成像、高清视频以及实时动态负荷数据。进一步，所述步骤(2)中将电缆表面温度、热成像、高清视频以及得到的实时动态负荷数据一方面进入数据库进行存储记录，同时通过推理机进行数据拟合，进入数学模型库，通过时间轴进行曲线拟合。进一步，步骤(4)通过推理机进行关联参数的综合判断，并对负荷实时动态的跟踪，通过热平衡方程式计算电缆初步发热数值，与热成像数值进行修正，确立电缆的发热缺陷模型。进一步，参数和采集的位置选择在电缆接头位置。本专利技术基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法，以用于电缆沟巡检的多足仿生机器人为载体的全新的火灾及火灾隐患的侦查和监测的模型方法，解决火灾或火灾隐患的勘察及监测问题，能及时将火灾隐患消灭于萌芽状态，本专利技术方法所依附的载体多足巡检机器人可到达浓烟集聚的人不能到达的极限场所完成火灾或火灾隐患的勘察和监测工作从而降低作业人员生命安全风险，具有良好的安全效益和巨大的经济和社会效益。本专利技术还具有如下特点：(1)本专利技术方法克服了现有的轨道机器人、轮式机器人、履带式机器人的一些不足。比如受限于电缆沟道内部环境、地面情况，不能越障或者避开横置的电缆障碍物等；需要进行轨道建设、通信覆盖等大量前期工作，遇到火灾、地质塌方等情况时不能使用；(2)解决了现有技术中没有在前端机器人进行发热缺陷故障查找模型分析的问题；(3)本专利技术数据处理模型通过实时监测到的电缆本体的红外热成像智能化传感器和高清视频摄像，把沟道内部的红外视频和可见光视频实时比对，这样就解决了故障点的定位问题分析；(4)本专利技术通过多参数融合技术把多参数关联到一个数学模型中，把电缆本体的固有参数、实时监测到的多个参数以及可设置的权值有机的结合到模型中，通过时间轴进行曲线拟合；(5)本专利技术通过多个参数的权的设置，可对运行中的不同类型的电缆进行状态发热缺陷模型的分析；(6)本专利技术通过推理机进行关联参数的综合判断，直接给出状态检修的相关信息，避免了目前多数在线监测系统数据后期人工分析不及时、不全面等问题，根本上解决了监测参数的输出使用问题。附图说明图1是本专利技术的数学模型框图。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，下面结合具体的实施例对本专利技术作进一步说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。如图1所示，本专利技术基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法，包括以下步骤：(1)通过多足机器人携带的红外热成像传感器和高清视频摄像机采集沟道内部的红外视频和可见光视频，并将采集的红外视频和可见光视频实时比对，得到现场电缆多种参数；(2)通过多参数融合技术把多参数关联到一个数学模型中，把电缆本体的固有参数、实时监测到的多个参数以及可设置的权值有机的结合到模型中，通过时间轴进行曲线拟合；(3)通过多个参数的权的设置，可对运行中的不同类型的电缆进行状态发热缺陷分析；(4)通过推理机进行关联参数的综合判断，得到电缆沟道发热现场缺陷模型，并给出状态检修的相关信息。进一步，步骤(1)中红外热成像传感器监测电缆一个面上的温度异常情况，通过红外图像历史数据的比对建立红外图像监测模型，红外图像监测模型与可见光视频比对得到现场电缆多种参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法，其特征在于包括以下步骤：(1)通过多足机器人携带的红外热成像传感器和高清视频摄像机采集沟道内部的红外视频和可见光视频，并将采集的红外视频和可见光视频实时比对，得到现场电缆多种参数；(2)通过多参数融合技术把多参数关联到一个数学模型中，把电缆本体的固有参数、实时监测到的多个参数以及可设置的权值有机的结合到模型中，通过时间轴进行曲线拟合；(3)通过多个参数的权的设置，可对运行中的不同类型的电缆进行状态发热缺陷分析；(4)通过推理机进行关联参数的综合判断，得到电缆沟道发热现场缺陷模型，并给出状态检修的相关信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法，其特征在于包括以下步骤：(1)通过多足机器人携带的红外热成像传感器和高清视频摄像机采集沟道内部的红外视频和可见光视频，并将采集的红外视频和可见光视频实时比对，得到现场电缆多种参数；(2)通过多参数融合技术把多参数关联到一个数学模型中，把电缆本体的固有参数、实时监测到的多个参数以及可设置的权值有机的结合到模型中，通过时间轴进行曲线拟合；(3)通过多个参数的权的设置，可对运行中的不同类型的电缆进行状态发热缺陷分析；(4)通过推理机进行关联参数的综合判断，得到电缆沟道发热现场缺陷模型，并给出状态检修的相关信息。2.根据权利要求1所述的一种基于多足巡检机器人的电缆沟道发热缺陷查障方法，其特征在于：步骤(1)中红外热成像传感器监测电缆一个面上的温度异常情况，通过红外图像历史数据的比对建立红外图像监测模型，红外图像监测模型与可见光视频比对得到现场电缆多种...

【专利技术属性】
技术研发人员：常江，石耀胜，赵克壮，田瑞，白晓斌，张惠霞，徐勇，董文，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网陕西省电力公司宝鸡供电公司，
类型：发明
国别省市：北京,11