一种用于配电室的无人巡检机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种用于配电室的无人巡检机器人，包括车身、车轮、车身驱动机构和核心控制板，还包括分别连接核心控制板的升降云台、摄像云台、摄像模块、带编码器的直流电机和磁传导传感器；配电室中配电柜前方铺设有磁路，配电室巡检过程包括：1)控制升降云台位于最低高度；2)根据磁传导传感器沿磁路进行匀速巡检，同时摄像模块实时采集巡检图像，直至完成一轮巡检；3)控制升降云台上升，并重复执行步骤2)和3)；核心控制板从巡检图像中识别设置在配电柜上的表计，从而获取配电柜的位置和表计的高度。与现有技术相比，本发明专利技术可以极大的节省人工时间，同时不需要人工定位，效率得到了很大的提升，安全隐患可以降至最低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于配电室的无人巡检机器人
本专利技术涉及配电室巡检机器人领域，尤其是涉及一种用于配电室的无人巡检机器人。
技术介绍
随着电力行业的迅速发展，配电站以及配电室越来越多，所需要的巡检人员也与日俱增。然而安全性得不到很好的保障。针对这一问题，越来越多的人开始研究机器人来替代人工巡检。现在市面上的机器人大多是轮式和导轨式机器人。轮式机器人打多是针对变电站而言，室内的巡检机器人采用的是物理标定定位的方式。导轨式机器采用的加设导轨的方式进行巡检，也是通过物理标定定位。轮式机器人的工作场地受限，并且它的视觉分析复杂。所以大部分都是适用于变电站的巡检。而室内的则是选择物理标定的定位方式。导轨式巡检机器人需要加设轨道，这对检修以及之后的维护非常的不方便。在定位方面是靠着标志来识别定位。这种方式非常的单一并且重复工作较多，若之后配电柜的位置发生位移，则定位需要重新标定。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无需人为标定的用于配电室的无人巡检机器人。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于配电室的无人巡检机器人，包括车身、车轮、车身驱动机构和核心控制板，所述无人巡检机器人还包括分别连接所述核心控制板的升降云台、摄像云台、摄像模块、超声波传感器、带编码器的直流电机和磁传导传感器，所述升降云台依次连接所述摄像云台和摄像模块，所述升降云台受所述带编码器的直流电机驱动，所述磁传导传感器设置在所述车身的底端；所述核心控制板通过执行预先存储的巡检程序进行配电室巡检，所述配电室包括配电柜，该配电柜前方铺设有由磁条构成的磁路，所述配电室巡检的过程包括以下步骤：S1：所述核心控制板控制所述升降云台位于预设的最低高度；S2：所述核心控制板根据所述磁传导传感器传输的磁路探测结果，通过所述车身驱动机构控制车身沿所述磁路进行匀速巡检，同时通过所述摄像模块实时采集巡检图像，直至完成一轮巡检；S3：所述核心控制板根据预设的上升高度控制所述升降云台上升，并重复依次执行步骤S2和S3，直至所述升降云台位于预设的最高高度；所述核心控制板采用图像识别算法从所述巡检图像中识别设置在配电柜上的表计，获取识别有所述表计的巡检图像，根据该巡检图像对应的编号，分别获取配电柜的位置和表计的高度。进一步地，所述配电柜的位置的计算表达式为：S＝v式中，S为距离，即配电柜的位置，n为所得巡检图像的编号，N为摄像模块的帧率，ci为转弯时间常数数列，i为折返次数，v为无人巡检机器人的行驶速度。进一步地，根据所述升降云台的调整次数以及预设的上升高度，获取所述表计的高度，所述升降云台的调整次数的计算表达式为：式中，Sup-down为升降云台的调整次数，n为所得巡检图像的编号，N为摄像模块的帧率，ci为转弯时间常数数列，i为折返次数，t为每轮巡检所需的时间。进一步地，所述从巡检图像中识别设置在配电柜上的表计具体为：对所述巡检图像进行二值化处理；采用边缘检测算法对所述二值化处理后的巡检图像进行处理，获取边缘图像；从所述边缘图像中识别矩形区域轮廓，从识别结果中选取最大的矩形区域轮廓，作为所述表计的识别结果。进一步地，所述巡检图像的获取具体为，采用OpenCV对所述摄像模块采集的视频进行分解，获取所述巡检图像。进一步地，在所述配电室巡检过程中，所述核心控制板根据所述超声波传感器进行异物探测，当探测到异物时，控制所述无人巡检机器人进行紧急避让。进一步地，无人巡检机器人还包括声音传感器，该声音传感器设置在所述车身上，并连接所述核心控制板；在无人巡检机器人直行过程中，所述核心控制板通过声音传感器检测，判断所述声音传感器传输的数据是否超过预设的声音阈值，若否则继续直行，若是，则无人巡检机器人停止直行，根据声音传感器进行检测，判断是否为误判，若是，则继续直行，若否则执行报警措施。进一步地，无人巡检机器人还包括WIFI模块，所述报警措施为通过所述WIFI模块发送报警信息。进一步地，所述核心控制板采用ARM核心控制板。进一步地，所述升降云台包括依次连接的多个升降杆，所述带编码器的直流电机的数量为多个，每个所述升降杆均对应连接一个所述带编码器的直流电机。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术在配电柜点设置磁路，无人巡检机器人通过磁传导传感器探测磁路，沿磁路进行巡检，每轮巡检开始时控制升降云台上升，巡检过程中实时采集巡检图像，根据巡检图像识别配电柜上的表计；本专利技术通过固定巡检的路线、升降云台的起始高度和每轮巡检的上升高度，根据识别出表计的巡检图像的序号即可计算出配电柜的位置和表计的高度，方便高效，智能化水平高，且采用图像识别的方法，无需重复的物理标定过程。(2)本专利技术可以极大的节省人工时间，同时不需要人工定位，效率得到了很大的提升，安全隐患可以降至最低；同时，本专利技术是专门服务于配电室，所以他的成本，精确度都很高，识别精确度可以达到百分之九十八以上。(3)本专利技术首先是通过视频转换为图片，之后通过对图片的识别处理得到所需要的图片进行信息的比对，取出位置信息，达到定位的效果。附图说明图1为本专利技术用于配电室的无人巡检机器人的侧视图；图2为本专利技术用于配电室的无人巡检机器人的底盘图；图3为本专利技术实施例中定位步骤的流程示意图；图4为本专利技术实施例中异常声响检测的流程示意图；图5为本专利技术实施例中无人巡检机器人的整体巡检流程图；图中，1、车身，2、车轮，3、核心控制板，4、声音传感器，5、升降云台，6、摄像模块，7、摄像云台，8、超声波传感器，9、磁传导传感器，10、第一带编码器的直流电机，11、第二带编码器的直流电机，12、第三带编码器的直流电机，13、第四带编码器的直流电机。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1和图2所示，本实施例提供一种用于配电室的无人巡检机器人，包括车身1、车轮2、车身驱动机构和核心控制板3，车身驱动机构设置在车身1中，连接车轮2，用于带动车轮2旋转，车身驱动机构连接核心控制板3；无人巡检机器人还包括分别连接核心控制板3的升降云台5、摄像云台7、摄像模块6、超声波传感器8、带编码器的直流电机和磁传导传感器9，升降云台5依次连接摄像云台7和摄像模块6，升降云台5受带编码器的直流电机驱动，磁传导传感器9设置在车身1的底端；核心控制板3通过执行预先存储的巡检程序进行配电室巡检，配电室包括配电柜，该配电柜前方铺设有由磁条构成的磁路，配电室巡检的过程包括以下步骤：S1：核心控制板3控制升降云台5位于预设的最低高度；S2：核心控制板3根据磁传导传感器9传输的磁路探测结果，通过车身驱动机构控制车身1沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于配电室的无人巡检机器人，包括车身(1)、车轮(2)、车身驱动机构和核心控制板(3)，其特征在于，所述无人巡检机器人还包括分别连接所述核心控制板(3)的升降云台(5)、摄像云台(7)、摄像模块(6)、超声波传感器(8)、带编码器的直流电机和磁传导传感器(9)，所述升降云台(5)依次连接所述摄像云台(7)和摄像模块(6)，所述升降云台(5)受所述带编码器的直流电机驱动，所述磁传导传感器(9)设置在所述车身(1)的底端；/n所述核心控制板(3)通过执行预先存储的巡检程序进行配电室巡检，所述配电室包括配电柜，该配电柜前方铺设有由磁条构成的磁路，所述配电室巡检的过程包括以下步骤：/nS1：所述核心控制板(3)控制所述升降云台(5)位于预设的最低高度；/nS2：所述核心控制板(3)根据所述磁传导传感器(9)传输的磁路探测结果，通过所述车身驱动机构控制车身(1)沿所述磁路进行匀速巡检，同时通过所述摄像模块(6)实时采集巡检图像，直至完成一轮巡检；/nS3：所述核心控制板(3)根据预设的上升高度控制所述升降云台(5)上升，然后重复执行步骤S2和S3，直至所述升降云台(5)位于预设的最高高度；/n所述核心控制板(3)采用图像识别算法从所述巡检图像中识别设置在配电柜上的表计，获取识别有所述表计的巡检图像，根据该巡检图像对应的编号，分别获取配电柜的位置和表计的高度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于配电室的无人巡检机器人，包括车身(1)、车轮(2)、车身驱动机构和核心控制板(3)，其特征在于，所述无人巡检机器人还包括分别连接所述核心控制板(3)的升降云台(5)、摄像云台(7)、摄像模块(6)、超声波传感器(8)、带编码器的直流电机和磁传导传感器(9)，所述升降云台(5)依次连接所述摄像云台(7)和摄像模块(6)，所述升降云台(5)受所述带编码器的直流电机驱动，所述磁传导传感器(9)设置在所述车身(1)的底端；
所述核心控制板(3)通过执行预先存储的巡检程序进行配电室巡检，所述配电室包括配电柜，该配电柜前方铺设有由磁条构成的磁路，所述配电室巡检的过程包括以下步骤：
S1：所述核心控制板(3)控制所述升降云台(5)位于预设的最低高度；
S2：所述核心控制板(3)根据所述磁传导传感器(9)传输的磁路探测结果，通过所述车身驱动机构控制车身(1)沿所述磁路进行匀速巡检，同时通过所述摄像模块(6)实时采集巡检图像，直至完成一轮巡检；
S3：所述核心控制板(3)根据预设的上升高度控制所述升降云台(5)上升，然后重复执行步骤S2和S3，直至所述升降云台(5)位于预设的最高高度；
所述核心控制板(3)采用图像识别算法从所述巡检图像中识别设置在配电柜上的表计，获取识别有所述表计的巡检图像，根据该巡检图像对应的编号，分别获取配电柜的位置和表计的高度。


2.根据权利要求1所述的一种用于配电室的无人巡检机器人，其特征在于，所述配电柜的位置的计算表达式为：



式中，S为距离，即配电柜的位置，n为所得巡检图像的编号，N为摄像模块的帧率，ci为转弯时间常数数列，i为折返次数，v为无人巡检机器人的行驶速度。


3.根据权利要求1所述的一种用于配电室的无人巡检机器人，其特征在于，根据所述升降云台(5)的调整次数以及预设的上升高度，获取所述表计的高度，所述升降云台(5)的调整次数的计算表达式为：



式中，Sup-down为升降云台的调整次数，n为所得巡检图像的编号，N为摄像模块的帧率，ci为转弯...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东，张延迟，赵玉琢，张鑫林，李鹤，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31