一种变电站机器人巡检系统及其巡检方法技术方案

本发明专利技术涉及一种变电站机器人巡检系统及其巡检方法。变电站机器人巡检系统包括基于5G通信技术建立网络连接的后台控制服务器和巡检机器人，通过第五代通信技术的使用，解决了机器人和后台服务器间通信速率和稳定性问题，可以充分发挥后台服务器的性能，达到图片实时解析处理的效果。巡检方法包含任务调度、路径规划、机器人自主导航、云台相机控制、图片文件实时回传及实时识别技术，可以实现机器人在自动巡检过程中连续巡检，减少停靠次数，在相同电池容量下，提升巡检效率和巡检范围，同时高性能工控机的加持下，识别时间短、准确性高、识别范围广，充分发挥了机器人的智能化，提高了巡检效率，提升了用户的使用体验。提升了用户的使用体验。提升了用户的使用体验。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站机器人巡检系统及其巡检方法


[0001]本专利技术涉及电力巡检机器人自动控制
，具体涉及一种变电站机器人巡检系统及其巡检方法。

技术介绍

[0002]在电网、轨交等行业，传统电网运维需要大量人力对电力设备进行巡检。随着社会经济的发展和科学技术的进步，人工智能在工业领域开始广泛应用，电力巡检机器人也随之应运而生。但是在具体的应用中，现有的巡检方法是电力巡检机器人行走到某一巡检点后停止，定点拍摄一张图片进行图像识别，该方式导致巡检时间往往很长，效率相对低下，无法充分发挥机器人巡检的优势。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种变电站机器人巡检系统及其巡检方法，该巡检系统及其巡检方法针对现有的巡检机器人在自动巡检过程中需要频繁停靠的弊端，实现了机器人在自动巡检过程中的连续巡检，减少了停靠次数，在相同电池容量下，大大提升了巡检效率和巡检范围。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0005]一种变电站机器人巡检系统，包括巡检机器人、后台控制中心服务器和外部5G通信模块；所述巡检机器人包括不限于自主导航模块、运动控制模块、路径规划模块、内部5G通信模块、文件传输模块、云台和搭载在云台上的可见光相机或红外相机；所述后台控制中心服务器包括站控模块、任务调度模块和数据处理识别模块；所述站控模块，用于机器人巡检任务的控制和巡检结果的展示；所述任务调度模块，用于巡检任务的调度下发；所述数据处理识别模块，用于接收回传图片或文件、对图片或文件进行识别处理及巡检结果的生成；所述外部5G通信模块分别与内部5G通信模块、后台控制中心服务器交互式连接。
[0006]后台控制中心服务器为高性能服务器，可以满足大量图像数据的实时处理，提高识别的效率和准确性。巡检机器人，可以独立实现路径规划、自主导航、云台相机等外设控制、文件回传、状态及告警反馈等。外部5G通信模块为设置在巡检机器人外侧的5G通信设备，与后台控制中心服务器相连。内部5G通信模块搭载于巡检机器人内部。外部5G通信模块和内部5G通信模块可以实现高速稳定的5G通信，实现后台控制中心服务器与巡检机器人的通信。
[0007]本专利技术还涉及一种上述变电站机器人巡检系统的巡检方法，该方法包括以下步骤：
[0008](1)后台控制中心服务器检测到有巡检任务需要执行，向巡检机器人下发开始巡检任务指令。
[0009](2)巡检机器人接收到后台控制中心服务器下发的任务开始指令，依照任务中被检测设备，按照指定路径前往目标巡检点。
[0010](3)巡检机器人在到达目标巡检点附近拍摄被检测设备的图片，并回传到后台控制中心服务器。
[0011](4)后台控制中心服务器对收到的被检测设备的图片进行实时识别解析，并生成被检测设备的检测结果。
[0012](5)所有被检测设备巡检完成，后台控制中心服务器生成整个巡检任务的巡检报告。
[0013]进一步的，步骤(1)中所述的“后台控制中心服务器检测到有巡检任务需要执行，向巡检机器人下发开始巡检任务指令；”，其具体包括以下步骤：
[0014]后台控制中心服务器的任务调度模块检测到有巡检任务需要执行时，会判断当前巡检机器人是否满足执行任务条件，若满足，则向当前巡检机器人下发开始执行任务指令，若不满足，则放弃下发执行任务指令；后台控制中心服务器向巡检机器人下发的开始执行巡检任务命令包含该任务中所有被巡检设备；后台控制中心服务器的任务调度模块检测巡检任务时，支持用户通过站控模块临时下发巡检任务，同时支持自主检测用户预设时间点的巡检任务，此类任务由用户通过后台控制中心服务器中的站控模块创建；后台控制中心服务器还可以对正在巡检的任务进行管理控制，即通知机器人暂停正在巡检的任务，继续以前暂停的巡检任务，放弃正在巡检的任务。
[0015]进一步的，步骤(2)中所述的“巡检机器人接收到后台控制中心服务器下发的任务开始指令，依照任务中被检测设备的数据信息，按照指定路径前往目标巡检点；”，其具体包括以下步骤：
[0016]开始前往目标巡检点前，巡检机器人会依照巡检任务中被检测设备所在的路径点选取最优路径；巡检机器人按照最优路径中排序的巡检点，按照预设的巡检路径依次前往各目标巡检点，巡检机器人在行进过程中，按照每条路径预设的巡检速度调整移动速度；每个被检测设备关联两个巡检点，即每个被检测设备需要预设两个巡检点，即巡检点1和巡检点2，且两个巡检点处于同一直线路径上；巡检点1和巡检点2为实施时设置。
[0017]其中，被检测设备的数据信息(即被检测设备、被检测设备所在路径点、巡检路线等数据)，需要在前期准备调试工作中通过以下步骤进行获取：控制巡检机器人对所在巡检区域进行扫图；标注机器人巡检的路径点和路线；预设机器人在自动巡检时每条巡检路线的巡检速度等信息；在某个巡检点设置云台调整位姿的距离阈值，同时对被检测设备进行标注建模，预设云台位姿及相机变倍等信息。
[0018]进一步的，步骤(3)所述的“巡检机器人在到达目标巡检点附近拍摄被检测设备的图片，并回传到后台控制中心服务器；”，其具体包括以下步骤：
[0019](31)巡检机器人在距离某被检测设备的巡检点1预设的阈值范围内，依照巡检点1中预设值调整云台位姿和搭载的相机变倍，使相机指向被检测设备；巡检机器人和巡检点1的距离在阈值范围内时，调整云台位姿及相机变倍变焦，使云台及相机指向被检测设备；巡检机器人在通过巡检点1至巡检点2之间的路径时，云台的位姿按照巡检点1预设位置指向固定方位；通过这两个巡检点，实时调整云台位姿。
[0020](32)云台和相机调整到位后，巡检机器人在巡检点1至巡检点2移动过程中，同时对被检测设备进行连续拍照获取高清图片、红外图片或相关文件，获取图片或文件后按照指定格式进行命名并存储。
[0021](33)机器人将获得的图片或文件回传至后台控制中心服务器。
[0022]机器人在距离巡检点1阈值范围内提前调整云台位姿及相机变倍变焦，指向被检测设备；在通过巡检点1至巡检点2之间的路径时，云台的位姿按照巡检点1预设位置指向固定方位；通过这两个巡检点，实时调整云台位姿，提高被检测设备拍摄的准确度。若云台位姿要指向固定方位，则在通过巡检点1和巡检点2之间的路径时直接拍照。若云台位姿要实时调整，则需要通过计算获取巡检机器人实时的云台角度，实时调整云台，并同步进行拍照。
[0023]如果某一段路径有两个以上被检测设备，则巡检机器人会在该路径使用较慢的巡检速度，保证云台可以拍摄到被检测设备。云台中搭载的相机为可见光相机或红外热像仪，支持自动聚焦，也支持手动聚焦，可以按照配置进行调整。搭载的相机可以随云台进行航线和俯仰两个维度进行任意调整。
[0024]进一步的，步骤(4)中所述的“后台控制中心服务器对收到的被检测设备的图片进行实时识别解析，并生成被检测设备的检测结果；”，其具体包括以下步骤：
[0025](41)后台控制中心服务器对回传的图片或文件进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站机器人巡检系统，其特征在于：包括巡检机器人、后台控制中心服务器和外部5G通信模块；所述巡检机器人包括自主导航模块、运动控制模块、路径规划模块、内部5G通信模块、文件传输模块、云台和搭载在云台上的可见光相机或红外相机；所述后台控制中心服务器包括站控模块、任务调度模块和数据处理识别模块；所述站控模块，用于机器人巡检任务的控制和巡检结果的展示；所述任务调度模块，用于巡检任务的调度下发；所述数据处理识别模块，用于接收回传图片或文件、对图片或文件进行识别处理及巡检结果的生成；所述外部5G通信模块分别与内部5G通信模块、后台控制中心服务器交互式连接。2.根据权利要求1所述的变电站机器人巡检系统的巡检方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)后台控制中心服务器检测到有巡检任务需要执行，向巡检机器人下发开始巡检任务指令；(2)巡检机器人接收到后台控制中心服务器下发的任务开始指令，依照任务中被检测设备，按照指定路径前往目标巡检点；(3)巡检机器人在到达目标巡检点附近拍摄被检测设备的图片，并回传到后台控制中心服务器；(4)后台控制中心服务器对收到的被检测设备的图片进行实时识别解析，并生成被检测设备的检测结果；(5)所有被检测设备巡检完成，后台控制中心服务器生成整个巡检任务的巡检报告。3.根据权利要求2所述的变电站机器人巡检系统的巡检方法，其特征在于：步骤(1)中所述的“后台控制中心服务器检测到有巡检任务需要执行，向巡检机器人下发开始巡检任务指令；”，其具体包括以下步骤：后台控制中心服务器的任务调度模块检测到有巡检任务需要执行时，会判断当前巡检机器人是否满足执行任务条件，若满足，则向当前巡检机器人下发开始执行任务指令，若不满足，则放弃下发执行任务指令；后台控制中心服务器向巡检机器人下发的开始执行巡检任务命令包含该任务中所有被巡检设备；后台控制中心服务器的任务调度模块检测巡检任务时，支持用户通过站控模块临时下发巡检任务，同时支持自主检测用户预设时间点的巡检任务，此类任务由用户通过后台控制中心服务器中的站控模块创建；后台控制中心服务器还可以对正在巡检的任务进行管理控制，即通知机器人暂停正在巡检的任务，继续以前暂停的巡检任务，放弃正在巡检的任务。4.根据权利要求2所述的变电站机器人巡检系统的巡检方法，其特征在于：步骤(2)中所述的“巡检机器人接收到后台控制中心服务器下发的任务开始指令，依照任务中被检测设备的数据信息，按照指定路径前往目标巡检点；”，其具体包括以下步骤：开始前往目标巡检点前，巡检机器人会依照巡检任务中被检测设备所在的路径点选取最优路径；巡检机器人按照最优路径中排序的巡检点，按照预设的巡检路径依次前往各目标巡检点，巡检机器人在行进过程中，按照每条路径预设的巡检速度调整移动速度；每个被检测设备关联两个巡检点，即每个被检测设备需要预设两个巡检点，即巡检点1和巡检点2，且两个巡检点处于同一直线路径上；巡检点1和巡检点2为实施时设置。5.根据权利要求2所述的变电站机器人巡检系统的巡检方法，其特征在于：步骤(3)所述的“巡检机器人在到达目标巡检点附近拍摄被检测设备的图片，并回传到后台控制中心
服务器；”，其具体包括以下步骤：(31)巡检机器人在距离某被检测设备的巡检点1预设的阈值范围内，依照巡检点1中预设值调整云台位姿和搭载的相机变倍，使相机指向被检测设备；巡检机器人和巡检点1的距离在阈值范围内时，调整云台位姿及相机变倍变焦，使云台及相机指向被检测设备；巡检机器人在通过巡检点1至巡检点2之间的路径时，云台的位姿按照巡检点1预设位置指向固定方位；通过这两个巡检点，实时调整云台位姿；(32)云台和相机调整到位后，巡检机器人在巡检点1至巡检点2移动过程中，同时对被检测设备进行连续拍照获取高清图片、红外图片或相关文件，获取图片或文件后按照指定格式进行命名并存储；(33)机器人将获得的图片或文件...

【专利技术属性】
技术研发人员：白俊锋，李林，汪中原，许志瑜，王庆祥，
申请(专利权)人：科大智能科技股份有限公司科大智能电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：