一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法技术

本发明专利技术提供一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法，包括如下步骤：S1、在变电设备附近选取视觉特征点标记；S2、将S1得到的视觉特征点标记与BIM系统中的坐标对应；S3、通过SLAM技术生成局部三维地图与坐标系；S4、使用计算机视觉技术记录视觉特征点在SLAM坐标系中的坐标；S5、基于两套坐标系中视觉坐标的位置，通过三维坐标变换关联BIM系统和SLAM生成三维坐标的坐标系；S6、在SLAM生成的局部坐标系中记录变电设备故障三维坐标，通过坐标变换将信息同步到BIM系统中。本发明专利技术有效提高了对变电设备故障排除的效率，降低了变电设备维护的劳动强度，同时由于形成一种新的结构化红外数据结构，方便了大数据和机器学习的应用。

A Fault Marking Method for Substation Equipment Based on SLAM Technology

The invention provides a fault marking method for substation equipment based on SLAM technology, which includes the following steps: S1, selecting visual feature point markers near substation equipment; S2, matching the visual feature point markers obtained by S1 with coordinates in BIM system; S3, generating local three-dimensional map and coordinate system by SLAM technology; S4, recording visual feature points in SLAM coordinates by computer vision technology. The coordinates in the system; S5. Based on the position of visual coordinates in two sets of coordinates, the coordinates of BIM system and SLAM are correlated by three-dimensional coordinate transformation; S6. Record the three-dimensional coordinates of transformer equipment fault in the local coordinate system generated by SLAM, and synchronize the information into the BIM system by coordinate transformation. The invention effectively improves the efficiency of troubleshooting for transformer equipment, reduces the labor intensity of transformer equipment maintenance, and facilitates the application of large data and machine learning due to the formation of a new structured infrared data structure.

【技术实现步骤摘要】
一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法
本专利技术涉及电力数据采集方法的
，尤其涉及一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法。
技术介绍
随着传感器精度提升和小型化，机器学习算法的爆发性发展以及芯片处理能力的提升，计算机对环境的感知已经开始越来越像人类，通过加速度传感器数据和视觉特征提取技术的配合，计算机已经可以通过传感器获取到自己的空间内的确切位置，这项技术，作为工业4.0技术体系的一个重要基础，将对包括电力行业在内的多个行业产生革命性的影响。电力系统变电设备不仅种类繁多，同一种类设备还会有不同的厂商和不同的产品型号，而随着智能化变电的推广，甚至相同型号的变电二次设备还会遇到不同的软件版本，碎片化的设备对检修人员造成了很大负担，而检修人员每次工作也会改变设备的状态。所以记录这些设备的特点并通过直观的方式展示给一线工作人员，将极大提升人员的工作效率并减少工作失误。并且，通过多媒体的数据收集和呈现，一线工作人员的工作经验可以通过这种方式得以部分保存到企业知识库里。从而改善新员工的学习曲线，降低新进员工的适应时间。同步定位与地图构建(SLAM或Simultaneouslocalizationandmapping)是一种在运动中通过重复观测到的特征定位自身位置和姿态，再根据自身位置增量式构建地图，从而达到同时定位和地图构建的目的

技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在变电设备附近选取视觉特征点标记；S2、将S1得到的视觉特征点标记与BIM系统中的坐标对应；S3、通过SLAM技术生成局部三维地图与坐标系；S4、使用计算机视觉技术记录视觉特征点在SLAM坐标系中的坐标；S5、基于两套坐标系中视觉坐标的位置，通过三维坐标变换关联BIM系统和SLAM生成三维坐标的坐标系；S6、在SLAM生成的局部坐标系中记录变电设备故障三维坐标，通过坐标变换将信息同步到BIM系统中。进一步的，S1中，在变电设备附近选取视觉特征点标记使用到的标记装置包括检测箱，所述检测箱内设有检测腔，所述检测箱的外部安装有第一驱动马达，所述检测箱内壁上设有滑槽，所述滑槽内设有滑轮，所述滑轮上安装有屏蔽箱，所述屏蔽箱内设有安装腔，所述屏蔽箱上设有连通腔道，所述屏蔽箱上安装有拍摄镜头安装座，所述拍摄镜头安装座上安装有拍摄镜头，所述连通腔道内设有数据线用于连接数据存储模块与拍摄镜头。进一步的，所述检测箱内壁上且位于屏蔽箱的下方安装有多个第二驱动马达，所述第二驱动马达远离检测箱的一侧安装有活塞，所述活塞远离检测箱的一侧安装有活塞轴，所述活塞轴远离活塞的一侧安装有限位板，所述限位板安装座，所述限位板安装座上安装有限位板。进一步的，所述活塞和限位板安装座之间设有弹簧，弹簧套接在活塞轴的外周。进一步的，所述拍摄镜头采用RGB-D摄像头。进一步的，S1中，视觉特征点包括设备位置、设备参数与特征和设备检修历史与缺陷。采用上述技术方案后，本专利技术具有如下优点：1、通过根据SLAM技术提供的三维空间坐标和视觉特征点位在空间中的位置，记录变电设备故障信息对应在SLAM生成的坐标系的位置，通过视觉特征点位与BIM系统中的空间坐标对应，从而生成带三维坐标的变电设备故障位置和故障信息，从而有效提高了对变电设备故障排除的效率，降低了变电设备维护的劳动强度。2、在变电设备附近选取视觉特征点标记使用标记装置进行标记，将检测箱安装在待检测变电设备的外周，由第一驱动马达驱动滑轮在滑槽内滑动，从而带动屏蔽箱围绕待检测的变电设备，由安装在屏蔽箱上的拍摄镜头对待检测变电设备进行拍摄，拍摄的信息储存在数据存储模块，由数据存储模块将拍摄的信息与BIM系统中的坐标对应，从而从而形成一种新的结构化红外数据结构，方便了大数据和机器学习的应用。3、通过在检测箱内壁上且位于屏蔽箱的下方安装有第二驱动马达，由第二驱动马达带动活塞轴在活塞内伸缩，根据需要采集数据的变电设备的尺寸，通过限位板与变电设备外壁接触，由第二驱动马达驱动活塞轴在活塞内伸缩，由活塞轴驱动限位板对变电设备进行限位固定，有效提高了对变电设备限位固定的稳定性，有效提高了检测箱使用时的稳定性，进一步提高了变电设备数据采集的可靠性。4、通过在活塞和限位板安装座之间设弹簧，由弹簧可以有效提高安装检测箱时的稳定性，进一步提高数据采集的稳定性，提高数据采集的可靠性。5、采用RGB-D摄像头可以同时采集物体的色彩和深度信息，配合对SLAM载体的位置感知就可以对场景进行厘米级别的三维建模。快速建模技术可以为变电站的三维建模减少时间，从而降低应用大范围部署的成本。6、通过SLAM技术对这些视觉特征点信息与建模结果关联起来，从而形成一种新的结构化红外数据结构，方便了大数据和机器学习的应用。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术提出的一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法的流程图；图2为一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法中S1中使用的标记装置结构示意图；图3为图2中A处的局部放大示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1-3所示，本专利技术提供一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法，包括如下步骤：S1、在变电设备附近选取视觉特征点标记；S2、将S1得到的视觉特征点标记与BIM系统中的坐标对应；S3、通过SLAM技术生成局部三维地图与坐标系；S4、使用计算机视觉技术记录视觉特征点在SLAM坐标系中的坐标；S5、基于两套坐标系中视觉坐标的位置，通过三维坐标变换关联BIM系统和SLAM生成三维坐标的坐标系；S6、在SLAM生成的局部坐标系中记录变电设备故障三维坐标，通过坐标变换将信息同步到BIM系统中。通过根据SLAM技术提供的三维空间坐标和视觉特征点位在空间中的位置，记录变电设备故障信息对应在SLAM生成的坐标系的位置，通过视觉特征点位与BIM系统中的空间坐标对应，从而生成带三维坐标的变电设备故障位置和故障信息，从而有效提高了对变电设备故障排除的效率，降低了变电设备维护的劳动强度。在本实施例中，S1中，在变电设备附近选取视觉特征点标记使用到的标记装置包括检测箱1，所述检测箱1内设有检测腔9，所述检测箱1的外部安装有第一驱动马达2，所述检测箱1内壁上设有滑槽3，所述滑槽3内设有滑轮10，所述滑轮10上安装有屏蔽箱11，所述屏蔽箱11内设有安装腔13，所述屏蔽箱11上设有连通腔道15，所述屏蔽箱11上安装有拍摄镜头安装座16，所述拍摄镜头安装座16上安装有拍摄镜头17，所述连通腔道15内设有数据线14用于连接数据存储模块12与拍摄镜头17。在变电设备附近选取视觉特征点标记使用标记装置进行标记，将检测箱1安装在待检测变电设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在变电设备附近选取视觉特征点标记；S2、将S1得到的视觉特征点标记与BIM系统中的坐标对应；S3、通过SLAM技术生成局部三维地图与坐标系；S4、使用计算机视觉技术记录视觉特征点在SLAM坐标系中的坐标；S5、基于两套坐标系中视觉坐标的位置，通过三维坐标变换关联BIM系统和SLAM生成三维坐标的坐标系；S6、在SLAM生成的局部坐标系中记录变电设备故障三维坐标，通过坐标变换将信息同步到BIM系统中。

【技术特征摘要】
1.一种基于SLAM技术的变电设备故障标记方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在变电设备附近选取视觉特征点标记；S2、将S1得到的视觉特征点标记与BIM系统中的坐标对应；S3、通过SLAM技术生成局部三维地图与坐标系；S4、使用计算机视觉技术记录视觉特征点在SLAM坐标系中的坐标；S5、基于两套坐标系中视觉坐标的位置，通过三维坐标变换关联BIM系统和SLAM生成三维坐标的坐标系；S6、在SLAM生成的局部坐标系中记录变电设备故障三维坐标，通过坐标变换将信息同步到BIM系统中。2.根据权利要求1所述的基于SLAM技术的变电设备故障标记方法，其特征在于，S1中，在变电设备附近选取视觉特征点标记使用到的标记装置包括检测箱，所述检测箱内设有检测腔，所述检测箱的外部安装有第一驱动马达，所述检测箱内壁上设有滑槽，所述滑槽内设有滑轮，所述滑轮上安装有屏蔽箱，所述屏蔽箱内设有安装腔，所述屏蔽箱上设有连通腔道，所述屏...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振华，何胜平，陈荣，寿伟勇，王臻，吴敏敏，
申请(专利权)人：国网浙江义乌市供电有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33