一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法及系统技术方案

一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法及系统。本发明专利技术公开了一种基于多光谱机器人对变电/换流站巡检的方法及系统，属于电力巡检技术领域。本发明专利技术方法，包括：确定变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径；设置多光谱机器人的参数；映射变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物；确定变电/换流站的待巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度；将巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度生成二维节点无向地图；遍历二维节点无向地图确定最短巡检路径，根据最短巡检路径控制多光谱机器人对变电/换流站进行巡检。本发明专利技术避免了巡检机器人端进行边缘计算、减小巡检机器人功耗、减少充电次数和巡检总时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法及系统
本专利技术涉及电力巡检
，并且更具体地，涉及一种基于多光谱机器人对变电/换流站巡检的方法及系统。
技术介绍
变电/换流站在运行过程中，电力系统运行检修人员需要对站内的设备、仪器仪表和线路等进行巡检和数据录入，以保证上述设施运行正常和数据记录完整。目前，在全国500多个变电/换流站已经实现了利用巡检机器人对上述设施的巡检。在巡检过程中，巡检机器人一般有三种巡检方式：1)按照站内地面上预置点位进行自动巡检；2)操作人员通过遥控或线控的方式进行巡检；3)机器人边缘计算自动巡检。在巡检机器人的协助下，可以确保运行检修人员的人身安全；但目前依然存在以下问题：1)预置点位设置不合理。变电/换流站内巡检机器人暂无通用规范和标准设定巡检预置点位。因此，预置点位的设置存在拍摄距离不合适、拍摄角度不佳、障碍物部分遮挡和拍摄角度单一等问题，导致后期数据分析难度增加、数据利用率低下。2)人工操作复杂。人工操作巡检机器人操作复杂、巡检时间增加、容易漏检误检、需要实时图像通讯、通讯装置功耗高，导致电力系统运行检修人员工作负担增加、巡检机器人通讯成本增加。3)边缘计算效果差。基于边缘计算的巡检机器人需实时分析图像数据并优化巡检路径，导致巡检机器人功耗增加、充电次数和巡检时间增加、且巡检效果受到环境对图像数据处理的影响。随着三维技术的发展、变电/换流站精细化规划、以及变电/换流站非接触式检测和运维人员虚拟现实仿真培训，各变电/换流站的三维模型已经初步全面建立。另外，由于目前的变电/换流站设备、表计密集分布，空间结构错落，基于二维的电子地图已经无法满足高精度、高效巡检的需求，急需基于三维空间模型的巡检路径规划，提升机器人巡检效率。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法，包括：确定变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径；设置多光谱机器人的参数；根据变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径映射变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物；根据多光谱机器人的参数和映射的变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物，确定变电/换流站的待巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度；确定多光谱机器人巡检列表，根据巡检列表将巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度生成二维节点无向地图；遍历二维节点无向地图确定最短巡检路径，根据最短巡检路径控制多光谱机器人对变电/换流站进行巡检。可选的，视线障碍物为变电/换流站的设备或非设备，所述视线障碍物用于确定待巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度。可选的，图像精度位置预测策略，具体为：根据待巡检设备的三维外形、可移动路径、巡检机器人尺寸、摄像头参数，预测多光谱机器人观测位置，使多光谱机器人摄像头视线和被巡检面垂直。可选的，多光谱机器人的参数，包括：底盘、云台及摄像机视角的参数。本专利技术一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的系统，包括：确定变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径；设置多光谱机器人的参数；根据变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径映射变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物；根据多光谱机器人的参数和映射的变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物，确定变电/换流站的待巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度；确定多光谱机器人巡检列表，根据巡检列表将巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度生成二维节点无向地图；遍历二维节点无向地图确定最短巡检路径，根据最短巡检路径控制多光谱机器人对变电/换流站进行巡检。可选的，视线障碍物为变电/换流站的设备或非设备，所述视线障碍物用于确定待巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度。可选的，图像精度位置预测策略，具体为：根据待巡检设备的三维外形、可移动路径、巡检机器人尺寸、摄像头参数，预测多光谱机器人观测位置，使多光谱机器人摄像头视线和被巡检面垂直。可选的，多光谱机器人的参数，包括：底盘、云台及摄像机视角的参数。本专利技术采用二维节点无向地图，避免人工操作机器人巡检造成的运行检修人员的工作负担，缩短巡检时间，避免漏检误检，减少实时通讯成本和后期图像数据分析的难度。本专利技术避免了巡检机器人端进行边缘计算、实时图像数据分析和巡检路径优化，减小巡检机器人功耗、减少充电次数和巡检总时间、并且巡检路径的规划精度和可靠性不受到环境对实时图像数据处理的影响。附图说明图1为本专利技术一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法流程图；图2为本专利技术一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法实施例流程图；图3(a)为本专利技术一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法实施例巡检的图像精度位置预测策略示意图；图3(b)为本专利技术一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法实施例确定巡检的图像精度位置预测策略流程图；图4为本专利技术一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法实施例确定巡检路径流程图；图5为本专利技术一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的系统结构图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。本专利技术提出了一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法，如图1所示，包括：确定变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径；设置多光谱机器人的参数；根据变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径映射变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物；根据多光谱机器人的参数和映射的变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物，确定变电/换流站的待巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度；确定多光谱机器人巡检列表，根据巡检列表将巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法，所述方法包括：/n确定变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径；/n设置多光谱机器人的参数；/n根据变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径映射变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物；/n根据多光谱机器人的参数和映射的变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物，确定变电/换流站的待巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度；/n确定多光谱机器人巡检列表，根据巡检列表将巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度生成二维节点无向地图；/n遍历二维节点无向地图确定最短巡检路径，根据最短巡检路径控制多光谱机器人对变电/换流站进行巡检。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于三维模型对变电/换流站自优巡检的方法，所述方法包括：
确定变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径；
设置多光谱机器人的参数；
根据变电/换流站三维模型的设备类型、非设备类型和巡检的可移动路径映射变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物；
根据多光谱机器人的参数和映射的变电/换流站的设备、设备预设周围内的可移动路径和设备与可移动路径间的视线障碍物，确定变电/换流站的待巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度；
确定多光谱机器人巡检列表，根据巡检列表将巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度生成二维节点无向地图；
遍历二维节点无向地图确定最短巡检路径，根据最短巡检路径控制多光谱机器人对变电/换流站进行巡检。


2.根据权利要求1所述的方法，所述视线障碍物为变电/换流站的设备或非设备，所述视线障碍物用于确定待巡检设备的最优预置点位和最优预置点位的预置角度。


3.根据权利要求1所述的方法，所述图像精度位置预测策略，具体为：
根据待巡检设备的三维外形、可移动路径、巡检机器人尺寸、摄像头参数，预测多光谱机器人观测位置，使多光谱机器人摄像头视线和被巡检面垂直。


4.根据权利要求1所述的方法，所述多光谱机器人的参数，包括：底盘、云台及摄像机视角的参数。


5.一种基于三维模型对变电/...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，杨宁，李丽华，朱太云，钱宇骋，高飞，李鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网安徽省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11