一种巡检机器人和基于巡检机器人的配电房设备操控方法技术

本发明专利技术提供了一种巡检机器人和基于巡检机器人的配电房设备操控方法，所述巡检机器人包括机械臂、移动底盘、控制模块和视觉模块，机械臂、移动底盘和视觉模块均与控制模块连接，视觉模块包括摄像头和激光传感器。所述配电房设备操控方法具体为接收操控命令，确定配电房内操控目标设备和对应的目标操作区域，导航至目标操作区域并确定操控目标设备，实时采集对应图像数据，识别指示灯，判断操控目标设备是否处于可操作状态，在处于可操作状态时，确定操控目标及其位置，控制机械臂移动至对应的姿态位置进行操作，在完成操作内容后，识别指示灯，判断操作结果。本发明专利技术能够代替人工实现配电房内设备的操控处理，提高故障处理效率以及电网运行安全。电网运行安全。电网运行安全。

【技术实现步骤摘要】
一种巡检机器人和基于巡检机器人的配电房设备操控方法


[0001]本专利技术涉及配电管理
，尤其是指一种巡检机器人和基于巡检机器人的配电房设备操控方法。

技术介绍

[0002]近年来随着国内电力发展步伐不断加快和电网投资规模的扩大，变电站、配电房等电网基础设施的规模也日益庞大。电网公司必须投入大量的资金和人力进行日常的监盘、巡视、维护等工作，以此保障电网的正常平稳运行。目前，一般采用人工巡检方式进行日常巡检，但这种方式受巡检人员的本身状态影响较大，存在着检测不及时、漏检、误检等问题，且巡检中所获取的数据也大多记录在纸质文件上，无法进行及时有效的数据分析。目前国内的变电站、光伏电站、火力发电站、高电压架线等行业已经开始尝试使用巡检机器人代替人力进行巡检作业，现有的巡检机器人，包括室内巡检机器人和室外巡检机器人，能够基于无轨、有轨多种移动平台实现站内自主导航和定位，并能够通过红外、可见光传感器等传感器自动识别设备状态，并可以根据设备状态综合诊断设备故障，代替人工完成巡检任务。但是，这些机器人起到的最主要功能还是巡检功能，若在巡检过程中发现变电站或配电房内存在设备故障情况，需要对设备进行操作时，仍然需要通知运维人员前往相关设备进行手动操作，变电站或配电房内的设备管理效率较低。且由于需要人工进行设备操作，巡检过程中的设备故障无法得到及时解决，电网运行安全依旧无法保障。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种巡检机器人和基于巡检机器人的配电房设备操控方法，解决现有巡检机器人无法支持进行设备操作，设备管理效率低下，故障处理不及时的问题。
[0004]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现：
[0005]一种巡检机器人，受监控平台的调控，所述巡检机器人包括机械臂、移动底盘、控制模块和视觉模块，所述机械臂设置在移动底盘上，所述机械臂、移动底盘和视觉模块均与控制模块连接，所述移动底盘和机械臂均由控制模块驱动控制，所述视觉模块包括摄像头和激光传感器，所述激光传感器设置在移动底盘上，所述激光传感器用于采集机器人的周边环境数据，并通过控制模块根据采集到的周边环境数据进行定位导航，所述摄像头设置在机械臂上，所述摄像头用于实时采集巡检过程中的图像数据，在进行设备操控时，控制模块根据采集到的图像数据调整移动底盘和机械臂的位置。
[0006]进一步的，所述机械臂末端还设置有末端操作单元，所述末端操作单元与控制模块连接，控制模块通过末端操作单元对操控目标设备上的旋钮或操作屏幕进行操控。
[0007]进一步的，所述巡检机器人还包括通信模块，所述通信模块同时与控制模块以及监控平台连接，所述控制模块通过通信模块与监控平台进行无线通信。
[0008]一种基于巡检机器人的配电房设备操控方法，应用于上述的一种巡检机器人，包
括以下步骤：
[0009]步骤一，巡检机器人接收监控平台的操控命令，根据操控命令确定配电房内操控目标设备，确定目标操作区域，对巡检机器人进行地图定位，并根据目标操作区域以及巡检机器人定位信息获取导航信息；
[0010]步骤二，巡检机器人根据导航信息前进至目标操作区域内，巡检机器人通过摄像头确定操控目标设备，并实时采集操控目标设备的图像数据，再调取操控命令，获取操作内容；
[0011]步骤三，巡检机器人对操控目标设备上的指示灯进行识别，根据识别结果判断操控目标设备是否处于可操作状态，若处于可操作性状态，则根据操作内容确定操控目标，并通过图像数据确定操控目标位置，控制机械臂移动至对应的姿态位置，按照操作内容进行操作；若未处于可操作状态，则巡检机器人向监控后台发送无法操作信息，并恢复初始状态；
[0012]步骤四，巡检机器人在完成操作内容后，再次对操控目标设备上的指示灯进行识别，并根据识别结果对操作结果进行识别，若操作结果为成功，巡检机器人恢复初始状态；若操作结果为未成功，则巡检机器人向监控后台发送操作失败信息，并恢复初始状态。
[0013]进一步的，步骤三中在控制机器人的机械臂移动至对应的姿态位置时，通过定位偏差对机器人的姿态位置进行分步补偿，并在每一步补偿过程中采用单独的图像特征对机器人进行反馈控制。
[0014]进一步的，所述分步补偿包括巡检机器人歪斜偏差补偿、巡检机器人与操控目标设备距离偏差补偿和巡检机器人移动距离补偿。
[0015]进一步的，在通过定位偏差对巡检机器人的姿态位置进行分步补偿时，将每一步补偿所需要达到的目标姿态分为第一目标姿态、第二目标姿态和第三目标姿态，通过第一目标姿态将机械臂上的末端操作单元正对操控目标设备，并通过第二目标姿态调节巡检机器人移动底盘与操控目标设备之间的距离，最后通过第三目标姿态在保持巡检机器人移动底盘与操控目标设备之间距离，以及末端操作单元与操控对象的相对位置不变的同时，调节机械臂与操控目标的距离。
[0016]进一步的，操控目标设备上预先贴有两个辅助标签，在调整第一目标姿态前，巡检机器人根据操控目标设备、操控目标以及操作内容调取对应的初始姿态信息，并将机械臂调整至对应的初始姿态，提取摄像头采集的图像数据中两个辅助标志的周长特征，获取两个辅助标志的周长偏差，并将周长偏差与目标周长偏差进行比对，控制模块根据比对结果调节机械臂姿态，直至周长偏差与目标周长偏差的误差小于预设阈值，巡检机器人达到第一目标姿态，继续提取图像数据中两个辅助标志的中心像素距离特征，并将中心像素距离与目标中心像素距离进行比较，控制模块根据比对结果调节移动底盘与操控目标之间的距离，直至中心像素距离与目标中心像素距离的误差小于预设阈值，巡检机器人达到第二目标姿态，再构建图像雅可比矩阵，根据图像雅可比矩阵获取机械臂调节轨迹，并按照机械臂调节轨迹调整机械臂，机械臂上的末端操控单元接触到操控目标，巡检机器人达到第三目标姿态。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]能够通过巡检机器人完成对于配电房内设备的操控，通过巡检机器人代替人工实
现设备的操控处理，能够有效提高配电房内的设备管理效率。且在巡检过程中，能够在巡检过程中根据调度指令直接进行配电房内的设备操控，在巡检过程中发现设备出现故障时，能够第一时间采取有效措施，保障配电房设备的运行安全。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的一种结构示意图；
[0020]图2是本专利技术实施例的一种巡检机器人外观示意图；
[0021]图3是本专利技术的一种流程示意图；
[0022]图4是本专利技术实施例的一种机械臂做试探性运动后，特征点P1在两个坐标系之间的坐标变化示意图。
[0023]其中：1、机械臂，11、末端操作单元，2、移动底盘，3、控制模块，4、视觉模块，41、摄像头，42、激光传感器，5、通信模块，6、监控平台。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步描述。
[0025]实施例：
[0026]一种巡检机器人，受监控平台6的调控，如图1所示，所述巡检机器人包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巡检机器人，受监控平台的调控，其特征在于，包括机械臂、移动底盘、控制模块和视觉模块，所述机械臂设置在移动底盘上，所述机械臂、移动底盘和视觉模块均与控制模块连接，所述移动底盘和机械臂均由控制模块驱动控制，所述视觉模块包括摄像头和激光传感器，所述激光传感器设置在移动底盘上，所述激光传感器用于采集机器人的周边环境数据，并通过控制模块根据采集到的周边环境数据进行定位导航，所述摄像头设置在机械臂上，所述摄像头用于实时采集巡检过程中的图像数据，在进行设备操控时，控制模块根据采集到的图像数据调整移动底盘和机械臂的位置。2.根据权利要求1所述的一种巡检机器人，其特征在于，所述机械臂的末端还设置有末端操作单元，所述末端操作单元与控制模块连接，控制模块通过末端操作单元对操控目标设备上的旋钮或操作屏幕进行操控。3.根据权利要求1所述的一种巡检机器人，其特征在于，还包括通信模块，所述通信模块同时与控制模块以及监控平台连接，所述控制模块通过通信模块与监控平台进行无线通信。4.一种基于巡检机器人的配电房设备操控方法，应用于权利要求1
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3所述的一种巡检机器人，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，巡检机器人接收监控平台的操控命令，根据操控命令确定配电房内操控目标设备，确定目标操作区域，对巡检机器人进行地图定位，并根据目标操作区域以及巡检机器人定位信息获取导航信息；步骤二，巡检机器人根据导航信息前进至目标操作区域内，巡检机器人通过摄像头确定操控目标设备，并实时采集操控目标设备的图像数据，再调取操控命令，获取操作内容；步骤三，巡检机器人对操控目标设备上的指示灯进行识别，根据识别结果判断操控目标设备是否处于可操作状态，若处于可操作性状态，则根据操作内容确定操控目标，并通过图像数据确定操控目标位置，控制机械臂移动至对应的姿态位置，按照操作内容进行操作；若未处于可操作状态，则巡检机器人向监控后台发送无法操作信息，并恢复初始状态；步骤四，巡检机器人在完成操作内容后，再次对操控目标设备上的指示灯进行识别，并根据识别结果对操作结果进行识别，若操作结果为成功，巡检机器人恢复初始状态；若操作结果为未成功，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丁，李宏雯，陆晓红，罗立华，杨跃平，吴航飞，陆亚红，林英杰，何整杰，王军浩，
申请(专利权)人：国网浙江慈溪市供电有限公司，
类型：发明
国别省市：